超细纳米粉末煅烧炉的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种新型的高温炉子的设计，实现超细纳米粉末的高温制备。
【背景技术】
[0002]纳米材料的晶体结构和尺寸对于其物理和化学性质至关重要。通常为了得到超细的纳米颗粒，只能在很低的烧结温度下制备，而高温制备虽然可以有效的改善晶体结构，但是会带来颗粒尺寸的急剧增大。虽然也有一系列化学方法可以实现低温下超细纳米粉末的制备，但是方法复杂，通常无法实现大量制备。同时还有不少的材料还没有有效的低温化学制备工艺。如何能通过高温烧结的工艺获得良好的晶体结构，同时颗粒尺寸能获得有效的限制而不随烧结温度的升高而增大时迫切需要解决的问题。我们设计了一种在烧结过程中内胆能旋转的炉子，内胆壁的挡片类似旋转的叶片，可以将需要高温烧结晶化的粉末材料不断的扬到内胆中部充分分散，阻止颗粒的长大。
【发明内容】
:
[0003]技术问题:本发明的目的在于提供一种超细纳米粉末煅烧炉，其内胆能旋转，用于超细纳米粉末材料的制备。
[0004]
【发明内容】
:为解决上述技术问题，本发明提供了一种超细纳米粉末煅烧旋转炉，包括炉体，放置在炉体内部且与炉体内壁相连的内胆，旋转控制部件，超细纳米粉末放置在内胆中，
[0005]炉体，包括加热和控温装置，用于提供超细纳米粉末烧结所需的高温环境；
[0006]旋转控制部件，包括贯穿炉体和内胆的转轴，与转轴相连的电机，通过控制电路实现对内胆旋转的控制；
[0007]内胆，通过内胆的旋转，不间断的将烧结的超细纳米粉带到炉体的高处通过重力作用倾倒而下，分散于内胆中间。
[0008]优选的，炉体采用圆筒状结构，其两端密封，内胆通过转轴与外界连通。
[0009]优选的，炉体加热采用电炉丝、硅碳棒或者硅钼棒中的任一种，采用热电偶测量温度，利用温控仪进行控温。
[0010]优选的，内胆具有圆筒状结构，两端连接转轴；内胆壁上设有倾斜的挡板，在内胆旋转过程中，用于将原料从底部带到顶部，然后原料受重力作用洒落而在内胆中部充分分散。
[0011]有益效果:
[0012]利用本发明设计的炉子，可以实现粉末颗粒样品在高温烧结过程中尽可能的分散，避免颗粒间的结合导致的颗粒尺寸长大，获得结晶良好的尺寸在纳米尺度的粉末颗粒样品。该方法操作简单，不需要复杂的工艺，易于控制，可用于高质量纳米粉末样品的制备。
【附图说明】
[0013]图la为超细纳米粉末煅烧旋转炉的轴向结构示意图，
[0014]图lb为为横向结构示意图。
[0015]1-炉体
[0016]2-内胆 21-内胆壁
[0017]3-挡板
[0018]4-转轴
[0019]5-超细纳米粉末
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图对本发明做进一步说明。
[0021]本发明提供的超细纳米粉末煅烧旋转炉，包括炉体1，放置在炉体内部且与炉体1内壁相连的内胆2，旋转控制部件，超细纳米粉末放置在内胆中，其中，
[0022]炉体1，包括加热和控温装置，用于提供超细纳米粉末烧结所需的高温环境；
[0023]旋转控制部件，包括贯穿炉体1和内胆2的转轴4，与转轴相连的电机，通过控制电路实现对内胆2旋转的控制；
[0024]内胆2，通过内胆的旋转，不间断的将烧结的超细纳米粉带到炉体的高处通过重力作用倾倒而下，分散于内胆中间。
[0025]炉体1采用圆筒状结构，其两端密封，内胆2通过转轴4与外界连通。
[0026]炉体1加热采用电炉丝、硅碳棒或者硅钼棒中的任一种，采用热电偶测量温度，利用温控仪进行控温。
[0027]内胆具有圆筒状结构，两端连接转轴；内胆壁21上设有倾斜的挡板3，在内胆旋转过程中，用于将原料从底部带到顶部，然后原料受重力作用洒落而在内胆中部充分分散。
[0028]1.铁酸铋超细纳米粉末的制备
[0029]铁酸铋是一种同时具有高于室温的铁电性和反铁磁性的多铁性氧化物，需要通过制备颗粒尺寸小于其螺旋周期64纳米获得宏观的弱铁磁性。高温烧结导致其颗粒尺寸急剧增大。
[0030]采用本发明的炉子，可以将低温烧结已经成相的铁酸铋超细纳米粉末材料放入内胆中，通过内胆的旋转，导致铁酸铋纳米粉末材料不断的被内胆壁的挡板带到炉子的高处，随后由于重力而下落，内胆的旋转处于较高的速度，例如1转/秒，尽量减少粉末在内胆壁堆积停留的时间，保持其在内胆中处于充分分散状态。将炉温升高到700度，保温5小时。通过本发明设计的炉子的烧结，铁酸铋纳米粉末材料既有良好的晶体结构，同时又能保持超细的纳米颗粒尺寸。
[0031]2.铁氧体超细粉体的制备
[0032]超顺磁的铁氧体材料与很多现代科技密切相关，例如磁流体技术，核磁共振成相等。铁氧体的磁性与其结构密切相关。要获得良好的亚铁磁性，铁氧体材料必须要有良好的晶体结构，而这通常需要较高的烧结温度，但是高温的烧结又会导致其颗粒尺寸的增大，大于超顺磁性的临界值，破坏其超顺磁性。通常的制备都是采用低温下的化学方法。
[0033]采用本发明设计的内胆旋转的炉子，可以将在低温下烧结已经成相的铁氧体纳米粉末材料，放入炉子内胆，将温度升高到800度到1200度，通过在烧结过程中炉子内胆的快速旋转，将铁氧体粉末材料充分分散在炉子内胆的中部空间，避免颗粒之间的长时间接触，这样既可以在高温下获得充分的晶化，同时又可以保持颗粒的尺寸小于临界值而获得超顺磁性。
[0034]本发明提供了一种在烧结过程中防止颗粒间长时间接触导致晶粒长大的超细纳米粉末材料煅烧炉的设计，通过在炉体内胆设计有一定倾斜的叶片，在炉子内胆旋转过程中，要烧结的超细粉末被带到内胆顶部，然后由于重力作用倾倒而下，在内胆空间充分散开，随着内胆的旋转周而复始，使得烧结过程中粉体在炉体中部充分散开，避免了颗粒间长时间接触导致的晶粒长大，从而实现颗粒尺寸不长大，同时通过高温烧结获得良好晶体结构的超细纳米粉末的制备。
[0035]本发明提供了一种简单实用的超细纳米粉体材料烧结制备的思路及实施方法，具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，例如内胆和炉体的形状可以做进一步的改进，在本发明炉子的基础上，进一步通入各种气体等，这些改进也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种超细纳米粉末煅烧旋转炉，包括炉体(1 )，放置在炉体内部且与炉体(1)内壁相连的内胆(2)，旋转控制部件，超细纳米粉末放置在内胆中，其特征在于: 炉体(1 )，包括加热和控温装置，用于提供超细纳米粉末烧结所需的高温环境； 旋转控制部件，包括贯穿炉体(1)和内胆(2)的转轴(4)，与转轴相连的电机，通过控制电路实现对内胆(2)旋转的控制； 内胆(2)，通过内胆的旋转，不间断的将烧结的超细纳米粉带到炉体的高处通过重力作用倾倒而下，分散于内胆中间。2.根据权利要求1所述的超细纳米粉末煅烧旋转炉，其特征在于，炉体(1)采用圆筒状结构，其两端密封，内胆(2)通过转轴(4)与外界连通。3.根据权利要求2所述的超细纳米粉末煅烧旋转炉，其特征在于，炉体(1)加热采用电炉丝、硅碳棒或者硅钼棒中的任一种，采用热电偶测量温度，利用温控仪进行控温。4.根据权利要求1所述的超细纳米粉末煅烧旋转炉，其特征在于，内胆具有圆筒状结构，两端连接转轴；内胆壁(21)上设有倾斜的挡板(3)，在内胆旋转过程中，用于将原料从底部带到顶部，然后原料受重力作用洒落而在内胆中部充分分散。
【专利摘要】本发明提供了一种超细纳米粉末煅烧旋转炉，包括炉体(1)，放置在炉体内部且与炉体(1)内壁相连的内胆(2)，旋转控制部件，超细纳米粉末放置在内胆中，炉体(1)，包括加热和控温装置，用于提供超细纳米粉末烧结所需的高温环境；旋转控制部件，包括贯穿炉体(1)和内胆(2)的转轴(4)，与转轴相连的电机，通过控制电路实现对内胆(2)旋转的控制；内胆(2)，通过内胆的旋转，不间断的将烧结的超细纳米粉带到炉体的高处通过重力作用倾倒而下，分散于内胆中间。本发明实现了颗粒尺寸不长大，同时通过高温烧结获得良好晶体结构的超细纳米粉末的制备。
【IPC分类】F27B7/10, F27B7/22, F27B7/42, F27B7/26
【公开号】CN105258498
【申请号】CN201510755653
【发明人】徐庆宇
【申请人】东南大学
【公开日】2016年1月20日
【申请日】2015年11月9日