[发明专利]一种镓粒制备装置和制备方法

说明书

本发明公开一种镓粒制备装置，所述装置包括镓液供应装置、镓液速冷装置、循环热水供应装置、压缩气体供应装置和镓粒取出模具。根据所述装置进行镓粒的制备具有如下优势：1、制备方法简单可行、成本低；2、制备过程中无添加剂，镓粒不与添加剂接触，避免了镓粒污染，制备的镓粒不需要清洗；3、可以通过调整取出模具来调整镓粒尺寸，满足不同市场需求，且镓粒粒度均匀圆滑；4、产量高，所述方法可通过增加多个镓粒速冷装置实现大批量生产。

技术领域

本发明属于金属镓制备加工领域，具体涉及一种镓粒的制备装置和制备方法。

背景技术

镓(Gallium)化学式Ga，分子量69.72，银白色金属，密度5.904g/cm³，熔点29.78℃，沸点2403℃。镓质软、性脆，在空气中表现稳定。镓的用途广泛，镓可作为制作光学玻璃、真空管、半导体的原料，也可用于制造半导体氮化镓、砷化镓、磷化镓、锗半导体掺杂元。镓装入石英温度计可测量高温，加入铝中可制得易热处理的合金；镓与金的合金应用在装饰和镶牙方面，镓有时也用作有机合成的催化剂。

尽管镓的用途很广，但是由于镓的熔点很低，仅仅有30℃，高纯度镓的过冷度大，往往要到0℃以下才开始凝固，所以难以制作出粒度均匀圆滑、粒径细小的镓粒。

专利号为200810155685.1的发明专利及专利号为200920036936.4的实用新型专利公开了一种雨滴状高纯镓小球制备装置和根据该装置制备所述雨滴状高纯镓小球的方法。所述制备装置包括加热保温区、凝固区，所述加热保温区包括加热保温装置和用于放置液态镓的内腔，所述加热保温区内腔上部和底部有孔，所述凝固区包括冷却装置和用于放置中性介质的向上敞口的内腔。所述制备方法是将镓滴滴入中性介质中凝固形成镓小球。上述技术方案公开的制备装置和方法略显复杂，制备的雨滴状镓粒粒径过于细小(每粒质量为0.5克或者1.0克，粒径约为0.27mm或者0.34mm)。

专利文献201110423021.0公开了一种镓粒的制备方法，所述方法包括将冷却剂加入到一容器中，使冷却剂在所述容器中形成冷却层，将保温剂加入到容器中，在所述冷却剂层上形成保温层，将液态镓加入到滴定器中，将滴定器的滴定口插入保温剂层，在滴定口形成镓液滴、镓液滴脱离所述滴定口、流经保温剂层，进入到所述冷却剂层中形成镓粒。上述制备方法操作复杂，制备的镓粒颗粒均匀性很难保证，镓粒必须通过冷却液进行凝固。

对现有的镓粒制作方法进行分析后可以看出，现有技术普遍存在的不足主要在于：1、制备工艺比较复杂；2、制备过程中需要部分添加剂，可能引起产品的污染，后期需要清洗；3、制备工艺的局限性使得制备的颗粒大小很难得到控制，产品均一性很难得到保证；4、现有制备方法产量不高，难以实现工业化生产。

针对以上现有技术的缺点，本发明提供一种简单可行、低成本、自动化、无添加剂、镓粒尺寸可控的镓粒制备装置及制备方法，该制备方法产量高，成本低，制备过程中镓粒不与其他添加剂接触，避免镓粒的污染。

发明内容

本发明的目的是提供一种镓粒的制备装置和制备方法，本发明的目的是解决目前镓粒制备产量小，过程存在污染风险，镓粒外形尺寸不均一、质量大小不均匀，制备工艺复杂等一系列技术问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

第一方面，本发明提供一种镓粒制备装置，所述装置包括镓液供应装置、镓液速冷装置、循环热水供应装置、压缩气体供应装置和镓粒取出模具。

具体的，所述镓液供应装置由镓液加料仓、镓液储液箱、镓液滴嘴组成，优选的，所述镓液加料仓设置有可密闭开关，可在加料时打开，平时关闭。

所述镓液储液箱由双层结构构成，包括镓液储液箱内层、镓液储液箱外层、外层与内层结构形成中空腔体，中空腔体可通入循环热水。

优选的，所述内层材料采用聚四氟乙烯材质，外层材料为不锈钢材质。