电弧法金属纳米粉制取设备[实用新型专利]

[12]实用新型专利说明书

[21]ZL 专利号

00261101.5

[51]Int.CI7

B22F 9/12

[45]授权公告日2001年7月25日[22]申请日2000.10.28

[73]专利权人冀清发

地址136000吉林省四平市共同专利权人王志平[72]设计人冀清发 王志平

[11]授权公告号CN 2439920Y

[21]申请号00261101.5

[74]专利代理机构四平市专利事务所

代理人石岱

权利要求书 1 页 说明书 2 页 附图 1 页

[]实用新型名称

电弧法金属纳米粉制取设备

[57]摘要

本实用新型涉及一种用电弧法生产金属纳米粉的设备,该设备是采用升降电极引弧,使坩锅内的金属熔化蒸发从而实现制取金属纳米粉的目的,它包括蒸发室、回风道、插板阀、冷却器、收集仓、包装箱等主要设备,采用本实用新型的设备制取金属纳米粉其金属原料几何形状不受,无金属废料即生产后的余料可以重复使用,适用于铁、钴、镍、铬、锰等金属,具有结构简单合理,操作和使用方便等优点。

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权 利 要 求 书

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1、一种电弧法金属纳米粉制取设备，该设备是采用升降电极引弧，使坩锅内的金属熔化蒸发从而实现制取金属纳米粉的目的的，其特征在于：

a、该设备包括蒸发室(1)、回风道(2)插板阀(3)、冷却器(4)、挡扳阀(5)、真空泵(6)、(8)、风机(7)、收集仓(9)、包装箱(10)、平台(11)、升降叉车(12)、支架(13)、升降机构(14)、坩锅(15)、电极(16)、消音室(17)、伸缩节(18)、收集仓旋转装置(19)、回风管道(20)；

b、金属蒸发室(1)设置在支架(13)和进给机构(14)的上面，上端和回风道(2)及弯头右侧的插板阀(3)相连，插板阀(3)的右端连有冷却器(4)，冷却器(4)右端通过三通管路、插板阀、伸缩节(18)分别联接二个收集仓(9)，收集仓(9)安装在平台(11)上，收集仓(9)的下端联接真空包装箱(10)，包装箱(10)的下端设置可升降的支承叉车(12)，收集仓(9)上端通过插板阀和回风管道(20)与风机(7)相连，风机(7)的左端通过管道、插板阀再与金属蒸发室(1)相接形成封闭回路。

2、根据权利要求1所述的一种电弧法金属纳米粉制取设备，其特征在于：在金属蒸发室(1)中、升降机构(14)上设置有电极(16)，电极(16)的下面设置有坩锅(15)。

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说 明 书

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电弧法金属纳米粉制取设备

本实用新型涉及一种生产金属纳米粉材料的专用设备，具体地说是一种用电弧法生产金属纳米粉的设备。

纳米粉材料是80年代末发展起来的备受关注的高科技材料，它以其量子尺寸效应，表面效应等有着传统材料所不具备的变异性能，成为21世纪国际上竞相重点发展的新材料之一。

自从1999年7月在美国巴尔基摩召开的国际第一届纳米科学技术会议上，正式把纳米材料科学作为材料科学的一个新的分支公布于世以来，纳米粉体及其制造技术发展非常迅速，出现了多种多样的纳米粉制备方法，最为普遍的是气体冷凝法、电弧法、溅射法、通电加热蒸发法、炉内热分解法、激光化学气相合成、爆炸丝法及化学还原法等方法，但目前国内利用上述方法生产纳米粉的设备不多，并且存在许多的缺点，主要表现在其结构过于复杂，操作和使用很不方便，本项发明所表示的是电弧法制取金属纳米粉的新型设备。

本实用新型的目的是要提供一种结构简单合理，操作和使用方便，适用于各种几何形状金属原料的电弧法生产金属纳米粉的制取设备。 本实用新型的目的是这样实现的，该设备是采用升降电极引弧，使坩锅内的金属熔化蒸发从而实现制取金属纳米粉的目的的，该设备包括蒸发室、回风道、插板阀、冷却器、挡扳阀、真空泵、风机、收集仓、包装箱、平台、升降叉车、支架、升降机构、坩锅、电极、消音室、伸缩节、收集仓旋转装置、回风管道。其金属蒸发室设置在支架和进给机构的上面，上端和回风道及弯头右侧的插板阀相连，插板阀的右端连有冷却器，冷却器右端通过三通管路、插板阀、伸缩节分别联接二个收集仓，收集仓接装在平台上，收集仓的下端联接真空包装箱，包装箱的下端设置可升降的支承叉车，收集仓上端通过插板阀和管道与风机相连，风机的左端通过管道、插板阀再与金属蒸发室相接形成封闭回路。在金属蒸发室中、升降机构上设置有电极，电极的下面设置有坩锅。 本实用新型由于采用上述结构具有下列优点：

1、采用本实用新型的设备制取金属纳米粉其金属原料几何形状不受。

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2、无金属废料即生产后的余料可以重复使用。 3、该设备结构简单合理，操作和使用方便。

4、该设备的适用范围是铁、钴、镍、铬、锰等金属。 本实用新型的具体结构由以下实施例及其附图给出。 图1为电弧法金属纳米粉制取设备主视图。 图2为电弧法金属纳米粉制取设备俯视图。

下面结合附图详细说明本实用新型的具体结构和工作过程： 由图1、图2所示，该设备包括蒸发室1、回风道2插板阀3、冷却器4、挡扳阀5、真空泵6、8、风机7、收集仓9、包装箱10、平台11、升降叉车12、支架13、升降机构14、坩锅15、电极16、消音室17、伸缩节18、收集仓旋转装置19、回风管道20。其金属蒸发室1设置在支架13和进给机构14的上面，上端和回风道2及弯头右侧的插板阀3相连，插板阀3的右端连有冷却器4，冷却器4右端通过三通管路、插板阀、伸缩节18分别联接二个收集仓9，收集仓9安装在平台11上，收集仓9的下端联接真空包装箱10，包装箱10的下端设置可升降的支承叉车12，收集仓9上端通过插板阀和回风管道20与风机相连，风机的左端通过管道、插板阀再与金属蒸发室1相接形成封闭回路。在金属蒸发室1中设置有电极16，电极16的下面设置有坩锅15。

生产金属纳米粉的原料叫做基材，作为阳极，金属钨杆作为阴极，阴极接通直流电源，阳极接通零线，当阴极钨杆接触金属基材时，则产生电弧，金属基材在电弧的作用下开始熔化并蒸发形成金属烟气，整套设备是一个闭路循环系统。

工作过程：首先将基材装入金属蒸发室1内的坩锅15中，再将整个系统抽真空，真空度达到5×10Pa，然后再向系统内充氢气，这时系统内压力为-3×10Mpa，而包装箱10内在真空处理后充入氩气，压力达到常压。启动风机7，调整低转速试运行(500转/分)，启动电源，电极16开始运行，起弧、电流强度最高值为400安培，根据基材及电极规格，调整好电流强度，当电弧稳定，基材熔化并起烟雾时，烟雾由风机7的风力携带上升通过回风道2、冷却器4到收集仓9收集，再由包装箱10包装成袋，完成整个制取过程。

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说 明 书 附 图

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图1

图2

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