用于制造微纳米级金属粉末的高温蒸发器的制造方法
【专利摘要】本实用新型属于金属粉末制造设备技术领域，涉及用于制造微纳米级金属粉末的高温蒸发器,包括上端有开口的主体及盖在主体上端开口上的中部向上凹的上盖，上盖上设置有排气孔、居中设置的等离子喷枪及间隔设置的三个以上的内通道或凹槽，每个内通道或凹槽的进气口开口于上盖下端面、出气口开口于上盖内表面，出气口低于排气孔，等离子喷枪的喷口下端面与主体的上端面齐平或伸至主体上端面之下的主体内，主体的底壁上居中设置有下开口，下开口的下侧用石墨块封堵，主体的侧壁上周向间隔设置有由下至上贯通的且与内通道或凹槽的下端进气口一一对接的进气通孔，优点是：主体内的温度场和气场稳定，产品的成品率高，适用于微纳米级金属粉末的制造。
【专利说明】
用于制造微纳米级金属粉末的高温蒸发器
技术领域
[0001]本实用新型属于金属粉末制造设备技术领域，特指一种用于制造微纳米级金属粉末的高温蒸发器。
【背景技术】
[0002]现有的金属粉末蒸发器，其中的一种方法是在容器内使用等离子喷枪产生的等离子体转移弧将固态金属加热成金属蒸汽后，再收集金属蒸汽中生成的金属颗粒得到金属粉末产品，但是在收集金属粉末的过程中，需要从容器中的循环气流中抽取金属蒸汽，由于循环气流的流动以及加料对温度场和气场的扰动，容器中没有形成稳定的金属加热蒸发区和载流气体过流区，导致载流气体过流区的气流中的温度场不够均匀，有些区域的温度高、有些区域的温度低，而这些不同温度的金属蒸汽在后续的金属粒子生长区内结成的金属颗粒则大小不均，进而导致次品率高，成品率低，生产效率低。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的是提供一种用于制造微纳米级金属粉末的高温蒸发器。
[0004]本实用新型的目的是这样实现的:
[0005]用于制造微纳米级金属粉末的高温蒸发器，包括上端有开口的主体及盖在主体上端开口上的中部向上凹的上盖，上盖上设置有排气孔、居中设置的等离子喷枪及间隔设置的三个以上的内通道或凹槽，每个内通道或凹槽的进气口开口于上盖下端面、出气口开口于上盖内表面，出气口低于排气孔，等离子喷枪的喷口下端面与主体的上端面齐平或伸至主体上端面之下的主体内，主体的底壁上居中设置有下开口，下开口的下侧用石墨块封堵，主体的侧壁上周向间隔设置有由下至上贯通的且与内通道或凹槽的下端进气口一一对接的进气通孔。
[0006]上有进气通孔下端进气口的截面积之和与所有内通道或凹槽的出气口截面积之和之比为1:3?10，所有进气通孔下端进气口的截面积之和与排气孔的截面积之比为1:2?5。
[0007]上述上盖内腔高度与主体上端开口的内径之比为1:1?5，主体高度与上盖内腔高度之比为1:0.3?2。
[0008]上述的主体由内层的耐高温层、中间的承托层、外层的保护层制成，所述的耐高温层使用与上盖同质的氧化铝或氧化镁或氧化锆类氧化物陶瓷材料或石墨材料制成，所述的承托层用氧化铝或氧化镁或氧化锆材料填充，所述的保护层用高温下不变形的石墨类材料制成，所述的进气通孔设置在保护层总厚度的偏外侧竖直设置。
[0009]上述的内通道或凹槽周向分布在上盖一侧90?180度的扇形区域内，所述的内通道或凹槽的高度为10?40mm，所述的排气孔设置在扇形区域对侧的上盖上。
[0010]上述的等离子喷枪伸至主体上端面之下的主体内时，等离子喷枪的喷口下端面与主体的上端面之间的距离为O?50mm。
[0011]上述的上盖上设置有加料口，加料口上设置有连续加料结构，所述连续加料结构包括加料斗，加料斗底部的出料口与加料口之间通过导管连接，所述的导管上至少间隔设置有两个手动或电动开关。
[0012]上述等离子喷枪的外表面与安装等离子喷枪的上盖上的通孔内表面之间设置有I?2 5mm的通气间隙。
[0013]上述等离子喷枪通过导线与直流电源的负极或正极连接，所述的石墨块通过导线与直流电源的正极或负极连接，石墨块、直流电源、等离子喷枪、等离子喷枪产生的等离子体转移弧、主体内的金属或/和金属液体、石墨块构成通电回路。
[0014]本实用新型相比现有技术突出且有益的技术效果是:
[0015]1、本实用新型的结构形成的稳定的金属加热蒸发区和载流气体过流区可以使得金属加热蒸发区的金属蒸发与载流气体过流区的气体流动互不影响或影响甚小，各区的温度场和气场稳定，有利于高质量产品的形成。
[0016]2、由于本实用新型的载流气体过流区内具有稳定的气体温度场，因此在主体内的载流气体过流区内的气态金属不易结成金属粒子，而是在后续温度稳定的金属粒子生长区内全部结成金属粒子，并一起长大成设计大小(微纳米级)的金属粉末，成品率高。
[0017]3、本实用新型利用主体侧壁的余热加热进入主体内腔内的气体，使得主体内腔内的气体温度几乎保持不变，使得产品的稳定性好，成品率高。
[0018]4、本实用新型通过主体的加料口连续加料至主体内，主体内的金属加热蒸发区内的温度恒定，既有利于同规格气态金属的生成，通过金属粒子生长区内全部结成设计大小的金属粒子后，又可从收集器连续的收集制得的高纯度、高品质的金属粉末。
[0019]5、本实用新型适用于微纳米级金属粉末的制造。
【附图说明】
[0020]图1是本实用新型的结构原理示意图(在上盖上间隔设置有凹槽)。
[0021]图2是图1的A-A向剖视图。
[0022]图3是图1的B-B向剖视图。
[0023]图4是本实用新型的结构原理示意图(在上盖上间隔设置有内通道)。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图以具体实施例对本实用新型作进一步描述，参见图1一图4:
[0025]用于制造微纳米级金属粉末的高温蒸发器，包括上端有开口的主体18及盖在主体18上端开口上的中部向上凹的上盖13，上盖13上设置有排气孔10、居中设置的等离子喷枪11及间隔设置的三个以上的内通道或凹槽15，每个内通道30或凹槽15的进气口开口于上盖13下端面、出气口开口于上盖13内表面31，出气口低于排气孔10，等离子喷枪11的喷口下端面与主体18的上端面齐平或伸至主体18上端面之下的主体18内，主体18的底壁上居中设置有下开口 25，下开口 25的下侧用石墨块25封堵，主体18的侧壁上周向间隔设置有由下至上贯通的且与内通道或凹槽15的下端进气口一一对接的进气通孔22。
[0026]上有进气通孔22下端进气口的截面积SI之和与所有内通道或凹槽15的出气口截面积S2之和之比为1: 3?10，所有进气通孔22下端进气口 23的截面积SI之和与排气孔10的截面积S3之比为1:2?5。
[0027]上述上盖13内腔高度h与主体18上端开口的内径D2之比为1:1?5，主体18高度H与上盖13内腔高度h之比为1:0.3?2。
[0028]上述的主体18由内层的耐高温层19、中间的承托层20、外层的保护层21制成，所述的耐高温层19使用与上盖13同质的氧化铝或氧化镁或氧化锆类氧化物陶瓷材料或石墨材料制成，所述的承托层20用氧化铝或氧化镁或氧化锆材料填充，所述的保护层21用高温下不变形的石墨类材料制成，所述的进气通孔22设置在保护层21总厚度的偏外侧竖直设置。
[0029]上述的内通道或凹槽15周向分布在上盖13—侧90?180度的扇形区域M内，所述的内通道或凹槽15的高度为10?40mm，所述的排气孔10设置在扇形区域M对侧的上盖13上。
[0030]上述的等离子喷枪11伸至主体18上端面之下的主体18内时，等离子喷枪11的喷口下端面与主体18的上端面26之间的距离为O?50mm。
[0031]上述的上盖13上设置有加料口12，加料口 12上设置有连续加料结构，所述连续加料结构包括加料斗，加料斗底部的出料口与加料口 12之间通过导管连接，所述的导管上至少间隔设置有两个手动或电动开关；当高温蒸发器连续工作时，可以从加料口 12连续的向主体18内加料，即可从收集器连续的得到制得的微纳米级的金属粉末，两个手动或电动开关的交替开关，可以使得加料斗内的粒状物料连续的进入坩祸内，又不会使坩祸内的温度由于加料而产生波动，加料斗上设置有加料口盖，以便于进一步的对坩祸内的温度的保温。
[0032]上述等离子喷枪11的外表面与安装等离子喷枪11的上盖13上的通孔内表面之间设置有I?25_的通气间隙J。
[0033]上述等离子喷枪11通过导线27与直流电源28的负极或正极连接，所述的石墨块25通过导线27与直流电源28的正极或负极连接，石墨块25、直流电源28、等离子喷枪11、等离子喷枪11产生的等离子体转移弧16、主体18内的金属或/和金属液体32、石墨块25构成通电回路，以便对主体18内的金属或/和金属液体32加热使其蒸发为气态金属。
[0034]由于等离子喷枪11的喷口下端面与主体18的上端面26齐平或伸至主体18上端面26之下的主体18内，等离子喷枪11工作时，使得主体18的上端面26以下或金属液体32的液面17以下形成稳定的金属加热蒸发区，而气流从所有的进气通孔22下端进气口23进入、经过所有内通道或凹槽15的出气口 14进入上盖13内后再从排气孔10流出并带走金属加热蒸发区内蒸发出的气态金属至金属粒子生长区，而主体18内的金属液体32的液面17以上或主体18的上端面26以上、上盖13内表面以下部分形成载流气体过流区。
[0035]由于从金属加热蒸发区内连续的蒸发出气态金属，气流(例如氮气或氩气或氦气等惰性气体)经过载流气体过流区连续的将金属加热蒸发区内蒸发出的气态金属带入金属粒子生长区再至金属粉末收集器内收集金属粉末，此过程中，载流气体过流区内的气体流动不干扰或较少的干扰金属加热蒸发区内等离子喷枪11对金属的解热及蒸发出气态金属，使得气态金属随气流离开载流气体过流区后随气流温度的降低而在金属粒子生长区结成较小且大小均勾的金属颗粒，制成高质量、高标准的微纳米级的金属粉末；与此同时，气流从所有的进气通孔22、所有内通道或凹槽15进入上盖13内的过程中，收到主体18及上盖13余温的加热，使得气体温度几乎与上盖13内的温度相同，对上盖13内的温度变化影响较小，有利于气态金属随气体流动并在流速及温度相对稳定的金属粒子生长区结成较小且大小均匀的金属颗粒，使得制取高质量、高标准的金属粉末有了可靠的技术支撑;另外，从加料口 12连续的向主体18内少量的连续加料，上盖13内的温度变化影响较小，也是保证上盖13内的温度稳定，蒸发的气态金属的细度均匀的措施之一，有利于同规格气态金属的生成，也成为制取高质量、高标准的金属粉末可靠的技术支撑。
[0036]上述实施例仅为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故:凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.用于制造微纳米级金属粉末的高温蒸发器，其特征在于:包括上端有开口的主体及盖在主体上端开口上的中部向上凹的上盖，上盖上设置有排气孔、居中设置的等离子喷枪及间隔设置的三个以上的内通道或凹槽，每个内通道或凹槽的进气口开口于上盖下端面、出气口开口于上盖内表面，出气口低于排气孔，等离子喷枪的喷口下端面与主体的上端面齐平或伸至主体上端面之下的主体内，主体的底壁上居中设置有下开口，下开口的下侧用石墨块封堵，主体的侧壁上周向间隔设置有由下至上贯通的且与内通道或凹槽的下端进气口——对接的进气通孔。2.根据权利要求1所述的用于制造微纳米级金属粉末的高温蒸发器，其特征在于:所有进气通孔下端进气口的截面积之和与所有内通道或凹槽的出气口截面积之和之比为I: 3?10，所有进气通孔下端进气口的截面积之和与排气孔的截面积之比为1:2?5。3.根据权利要求1所述的用于制造微纳米级金属粉末的高温蒸发器，其特征在于:所述上盖内腔高度与主体上端开口的内径之比为I: I?5，主体高度与上盖内腔高度之比为1:0.3 ?2ο4.根据权利要求1所述的用于制造微纳米级金属粉末的高温蒸发器，其特征在于:所述的主体由内层的耐高温层、中间的承托层、外层的保护层制成，所述的耐高温层使用与上盖同质的氧化铝或氧化镁或氧化锆类氧化物陶瓷材料或石墨材料制成，所述的承托层用氧化铝或氧化镁或氧化锆材料填充，所述的保护层用高温下不变形的石墨类材料制成，所述的进气通孔设置在保护层总厚度的偏外侧竖直设置。5.根据权利要求1所述的用于制造微纳米级金属粉末的高温蒸发器，其特征在于:所述的内通道或凹槽周向分布在上盖一侧90?180度的扇形区域内，所述的内通道或凹槽的高度为10?40mm，所述的排气孔设置在扇形区域对侧的上盖上。6.根据权利要求1所述的用于制造微纳米级金属粉末的高温蒸发器，其特征在于:所述的等离子喷枪伸至主体上端面之下的主体内时，等离子喷枪的喷口下端面与主体的上端面之间的距离为O?50mm。7.根据权利要求1所述的用于制造微纳米级金属粉末的高温蒸发器，其特征在于:所述的上盖上设置有加料口，加料口上设置有连续加料结构，所述连续加料结构包括加料斗，加料斗底部的出料口与加料口之间通过导管连接，所述的导管上至少间隔设置有两个手动或电动开关。8.根据权利要求1所述的用于制造微纳米级金属粉末的高温蒸发器，其特征在于:所述等离子喷枪的外表面与安装等离子喷枪的上盖上的通孔内表面之间设置有I?25mm的通气间隙。9.根据权利要求1一8任一项所述的用于制造微纳米级金属粉末的高温蒸发器，其特征在于:所述等离子喷枪通过导线与直流电源的负极或正极连接，所述的石墨块通过导线与直流电源的正极或负极连接，石墨块、直流电源、等离子喷枪、等离子喷枪产生的等离子体转移弧、主体内的金属或/和金属液体、石墨块构成通电回路。
【文档编号】B22F1/00GK205414418SQ201620216918
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年3月21日
【发明人】江永斌, 江科言
【申请人】台州市金博超导纳米材料科技有限公司