[发明专利]一种金属粉末的制备装置及其制备方法

摘要

本发明公开了一种金属粉末的制备装置，包括反应炉体、过渡冷却器、猝冷冷却器、旋风分离器、收集器、真空泵、变频气泵和储气罐，在等离子电源的作用下，等离子枪和原料之间产生等离子炬，坩埚中的原料被等离子炬快速气化，并在循环气流的携带下，以金属蒸汽的形式依次进入过渡冷却器和猝冷冷却器中，并在猝冷冷却器中与常温的惰性气体碰撞形成金属粉末，之后继续在循环气流的带动下进入旋风分离器中，其中，金属粉末中粒径大于阈值的粉末留在旋风分离器中，粒径小于阈值的粉末在循环气流的带动下进入所述收集器中。本发明中的目的是提供一种生产产量大、金属粉末粒径可控、操作简单和节能高效的超细金属粉末制备方法及装置。

主权项

1.一种金属粉末的制备装置，其特征在于，包括反应炉体、过渡冷却器、猝冷冷却器、旋风分离器、收集器、真空泵、变频气泵和储气罐，所述反应炉体包括反应炉体载气进口和反应炉体载气出口，且所述反应炉体载气出口连接所述过渡冷却器的一端；所述过渡冷却器的另一端连接所述猝冷冷却器的一端，所述猝冷冷却器的另一端连接所述旋风分离器，所述旋风分离器的另一端连接所述收集器，所述收集器的另一端连接所述真空泵和所述变频气泵，所述变频气泵的另一端通过单向阀连接所述储气罐，所述储气罐另一端分别连接所述反应炉体中的等离子枪、过渡冷却器和猝冷冷却器，并向其中通入惰性气体；其中，所述反应炉体中包括坩埚，所述坩埚连接加料机，所述加料机用于向所述坩埚中添加原料，所述坩埚的下表面为石墨电极，所述坩埚的正上方安装等离子枪，所述等离子枪和所述石墨电极分别连接等离子电源的正负极，且所述等离子电源、等离子枪、坩埚中的原料以及石墨电极通电之后形成导电回路，所述坩埚上方高于原料的两侧分别为坩埚进气口和坩埚出气口，所述坩埚进气口连接所述反应炉体载气进口，所述坩埚出气口连接所述反应炉体载气出口；所述过渡冷却器的表面缠绕过渡冷却器输气管，所述过渡冷却器输气管的进气口连接所述储气罐，出气口连接所述反应炉体的载气进气口；所述猝冷冷却器包括位于所述猝冷冷却器中心的猝冷腔室和围绕所述猝冷腔室的至少一个气体导流管，其中，所述气体导流管为水平方向的管道，且所述气体导流管中均匀分布气孔，所述气体导流管的进气口连接所述储气罐，所述气孔使得所述气体导流管中的惰性气体进入所述猝冷腔室中；当所述变频气泵开启时，所述反应炉体中的惰性气体在变频气泵的作用下，依次经过所述过渡冷却器、猝冷冷却器、旋风分离器、收集器，再经过变频气泵进入所述储气罐中，形成惰性气体的循环气流，此时，在所述等离子电源的作用下，所述等离子枪和所述原料之间产生等离子炬，坩埚中的原料被等离子炬快速气化，并在循环气流的携带下，以金属蒸汽的形式依次进入所述过渡冷却器和猝冷冷却器中，并在猝冷冷却器中与常温的惰性气体碰撞形成金属粉末，之后继续在循环气流的带动下进入所述旋风分离器中，其中，金属粉末中粒径大于阈值的粉末留在所述旋风分离器中，粒径小于阈值的粉末在循环气流的带动下进入所述收集器中。