一种放电爆炸法纳米金属粉末加工工艺的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明公开了一种放电爆炸法纳米金属粉末加工工艺。
【背景技术】
[0002]纳米金属粉末因其具有表面效应、体积效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应等特性，在诸多领域具有广阔的应用前景，使其在冶金、化工、电子、国防、航空航天等研究领域呈现出极其重要的应用价值。目前，纳米材料的制备方法一般可归纳为物理方法和化学方法。常见的物理粉碎法，存在可生产材料范围较窄，反应条件较苛刻，如高温高压、真空等缺点。化学法存在反应时间长、不好控制、成本高、不能连续生产等问题。
[0003]为了克服上述问题，本发明设计一种放电爆炸法纳米金属粉末加工工艺，利用在高压电容器瞬间放电作用下的高能电脉冲，使金属丝蒸发、爆炸而形成纳米粉体的方法。此方法既可制备W、Mo等金属微粉，又可在通氧气的条件下制备A12O3J12等氧化物粉体。颗粒的尺寸及分布可以通过与输入的能量及脉冲参数得到精确控制，可以自动化生产，便于向工业推广。
【发明内容】
[0004]本发明的目的就是针对现有技术存在的缺陷，发明一种放电爆炸法纳米金属粉末加工工艺。其技术方案是一种放电爆炸法纳米金属粉末加工工艺，其特征是利用在高压电容器瞬间放电作用下的高能电脉冲，使金属丝蒸发、爆炸而形成纳米粉体的方法。
[0005]爆炸法是一种连续粉体制备工艺，其过程可分为:金属丝受热，形成液相;金属丝的蒸发；在钨丝的电弧间形成电弧，进一步加热金属蒸气；放电结束后，由通常的成核生长过程形成纳米微粒。
[0006]工艺流程:金属丝固定在一个充满惰性气体的反应室中，丝两端的卡头为两个电极，它们与一个大电容相连接形成回路，加15kV的高压，金属丝在500?800kA电流下进行加热，融断后在电流中断的瞬间，卡头上的高压在融断处放电，爆炸时气体飞散速度要超过1000m/s,同时在金属离子形成时,蒸汽冷却。粒子是球形的,粒子尺寸10?200nm。工作进行过程时，易自燃的金属粒子在惰气中形成或合金粒子沉降在容器的底部了。
[0007]金属丝可以通过一个供丝系统自动进入两卡头之间，从而使上述过程重复进行。钝化后，金属粉末在空气中达到稳定，保存、应用就不需要特别的预防方法。
[0008]本发明的特点是:爆炸法是一种连续粉体制备工艺，通过爆炸法制备的金属粉末颗粒的尺寸及分布可以通过与输入的能量及脉冲参数得到精确控制，可以自动化生产。电爆炸加工可用于任何金属，只要它可延展为丝材。可以制出平均尺寸大于500nm的颗粒，亦已制出试验数量的小至1nm的颗粒。该方法生产的金属粉末有大的表面活性，有高的表面能及与内部缺陷相关的能量，够用于喷气燃料，炸药和信号弹的添加剂，金属与金属，金属与陶瓷之间的键合，助烧结、催化剂和有机金属化合物的合成。电爆炸金属丝法制备的金属纳米微粒是一种批量生产纳米粉的重要方法，该工艺生产的各种纳米金属粉末数以公斤计。电爆炸金属丝的方法应用的前景非常广阔，可以将这一加工工艺形成整体生产线并提高产量，制备贵金属粉末和特殊合金，并在金属涂敷，电池电极，金属与电子衬底及半导体的键合，金属陶瓷研制和催化作用方面拓展。
【具体实施方式】
[0009]一种放电爆炸法纳米金属粉末加工工艺，其特征是利用在高压电容器瞬间放电作用下的高能电脉冲，使金属丝蒸发、爆炸而形成纳米粉体的方法。
[0010]爆炸法是一种连续粉体制备工艺，其过程可分为:金属丝受热，形成液相;金属丝的蒸发；在钨丝的电弧间形成电弧，进一步加热金属蒸气；放电结束后，由通常的成核生长过程形成纳米微粒。
[0011]工艺流程:金属丝固定在一个充满惰性气体的反应室中，丝两端的卡头为两个电极，它们与一个大电容相连接形成回路，加15kv的高压，金属丝在500?800kA电流下进行加热，融断后在电流中断的瞬间，卡头上的高压在融断处放电，爆炸时气体飞散速度要超过1000m/s,同时在金属离子形成时,蒸汽冷却。粒子是球形的,粒子尺寸10?200nm,。工作进行过程时，易自燃的金属粒子在惰气中形成或合金粒子沉降在容器的底部了。
[0012]金属丝可以通过一个供丝系统自动进入两卡头之间，从而使上述过程重复进行。钝化后，金属粉末在空气中达到稳定，保存、应用就不需要特别的预防方法。
【主权项】
1.一种放电爆炸法纳米金属粉末加工工艺，其特征是:利用在高压电容器瞬间放电作用下的高能电脉冲，使金属丝蒸发、爆炸而形成纳米粉体的方法。
2.根据权利要求1所述的一种放电爆炸法纳米金属粉末加工工艺，其特征是:爆炸法是一种连续粉体制备工艺，其过程可分为:金属丝受热，形成液相；金属丝Italic的蒸发；在钨丝的电弧间形成电弧，进一步加热金属蒸气；放电结束后，由通常的成核生长过程形成纳米微粒。
3.根据权利要求1所述的一种放电爆炸法纳米金属粉末加工工艺，其特征是:工艺流程:金属丝固定在一个充满惰性气体的反应室中，丝两端的卡头为两个电极，它们与一个大电容相连接形成回路，加15kV的高压，金属丝在500?800kA电流下进行加热，融断后在电流中断的瞬间，卡头上的高压在融断处放电，爆炸时气体飞散速度要超过1000m/S，同时在金属离子形成时，蒸汽冷却，粒子是球形的，粒子尺寸10?200nm，工作进行过程时，易自燃的金属粒子在惰气中形成或合金粒子沉降在容器的底部了。
4.根据权利要求1所述的一种放电爆炸法纳米金属粉末加工工艺，其特征是:金属丝可以通过一个供丝系统自动进入两卡头之间，从而使上述过程重复进行，钝化后，金属粉末claim-text在空气中达到稳定，保存、应用就不需要特别的预防方法。
【专利摘要】本发明公开了一种放电爆炸法纳米金属粉末加工工艺。其技术方案是：一种放电爆炸法纳米金属粉末加工工艺，其特征是利用在高压电容器瞬间放电作用下的高能电脉冲，使金属丝蒸发、爆炸而形成纳米粉体的方法。本发明的特点是：爆炸法是一种连续粉体制备工艺，通过爆炸法制备的金属粉末颗粒的尺寸及分布可以通过与输入的能量及脉冲参数得到精确控制，可以自动化生产。电爆炸金属丝的方法应用的前景非常广阔，可以将这一加工工艺形成整体生产线并提高产量，制备贵金属粉末和特殊合金，并在金属涂敷，电池电极，金属与电子衬底及半导体的键合，金属陶瓷研制和催化作用方面拓展。
【IPC分类】B82Y30-00, B22F9-14, B82Y40-00
【公开号】CN104690282
【申请号】CN201310657488
【发明人】马文超
【申请人】青岛平度市旧店金矿
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2013年12月9日