專(zhuān)利名稱(chēng)：高壓氣化金屬納米粒子及納米漿料的制備方法及其制備系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高壓氣化金屬納米粒子制備方法及采用所述納 米粒子制備納米漿料的方法，同時(shí)還涉及可制備上述納米粒子及納米 漿料的制備系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
納米材料已經(jīng)成為當(dāng)今世界研究和關(guān)注的焦點(diǎn)，其中，納米粉的 生產(chǎn)一直是納米材料生產(chǎn)的重點(diǎn)。目前制備金屬及其合金等的納米粒 子的方法一般為物理法和化學(xué)法，物理法包括機(jī)械合金化法，濺射法， 等離子法，激光復(fù)合法等；化學(xué)法包括電解法，微乳法，化學(xué)鍍還原 法，羰基熱解法等。物理法能耗大，產(chǎn)品純度高，粒度分布不均勻， 生產(chǎn)金屬納米的品種單一，不能根據(jù)需要隨時(shí)按比例同時(shí)生產(chǎn)多種成 分的符合金屬納米材料；而化學(xué)法產(chǎn)量低，工藝控制復(fù)雜，批量生產(chǎn) 困難，而且有一定污染性。本專(zhuān)利的申請(qǐng)人在前公開(kāi)了申請(qǐng)?zhí)枮?200510100256.0，名稱(chēng)為"一種閃電氣化金屬絲制備納米粒子的方法" 的專(zhuān)利，其能實(shí)現(xiàn)對(duì)各種可延展為絲狀的金屬的納米粒子的連續(xù)性制 備，特別是某些貴金屬及高熔點(diǎn)的金屬的納米粒子的制備。但是，該 專(zhuān)利沒(méi)有涉及到對(duì)不同粒徑的納米粒子進(jìn)行分級(jí)，也不能直接制備不 同粒徑級(jí)別的漿料；而且，目前也還沒(méi)有能將納米粒子粉體制備與漿 料制備合二為一的納米材料制備設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種可按不同粒徑進(jìn)行分級(jí)收集的納米 粒子制備方法，及采用所述納米粒子制備具有不同粒徑分級(jí)的納米漿
料的制備方法；同時(shí)，本發(fā)明還提供一種可制備上述納米粒子及納米 漿料的制備系統(tǒng)。
本發(fā)明為解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是
高壓氣化金屬納米粒子制備方法，包括以下工藝步驟-
a、 裝絲根據(jù)需要獲得的金屬納米粒子選擇合適材料的金屬絲，將 其送入高壓氣化金屬納米粒子制備系統(tǒng)內(nèi)，并選擇合適的高壓電壓；
b、 設(shè)置保護(hù)氣體將高壓氣化金屬納米粒子制備系統(tǒng)進(jìn)行抽真空， 然后充入保護(hù)氣體至要求氣壓；
C、制備納米粒子啟動(dòng)高壓氣化金屬納米粒子制備系統(tǒng)，在電極板 及金屬絲之間產(chǎn)生高壓并產(chǎn)生閃電，將金屬絲氣化并在保護(hù)氣體中凝 固形成納米粒子，通過(guò)所述制備系統(tǒng)中位于不同高度位置的收集器將 不同粒徑的納米粒子分級(jí)收集； d、卸下收集器，取出成品。
高壓氣化金屬納米漿料制備方法，包括以下工藝步驟
a、 裝絲根據(jù)需要獲得的金屬納米粒子選擇合適材料的金屬絲，將 其送入高壓氣化金屬納米粒子制備系統(tǒng)內(nèi)，并選擇合適的高壓電壓；
b、 設(shè)置保護(hù)氣體將高壓氣化金屬納米粒子制備系統(tǒng)進(jìn)行抽真空， 然后充入保護(hù)氣體至要求氣壓；
C、制備納米粒子啟動(dòng)高壓氣化金屬納米粒子制備系統(tǒng)，在電極板及金屬絲之間產(chǎn)生高壓并產(chǎn)生閃電，將金屬絲氣化并在保護(hù)氣體中凝 固形成納米粒子，通過(guò)所述制備系統(tǒng)中位于不同高度位置的收集器將 不同粒徑的納米粒子分級(jí)收集；
d、 制備納米漿料在各收集器內(nèi)裝有制備納米漿料的液體，將進(jìn)入 收集器的納米粒子與收集器中的液體通過(guò)分散混合裝置進(jìn)行混合，制 成具有不同粒子粒徑的納米漿料；
e、 卸下收集器，取出成品。
作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟d中所述的分散混合裝置是給 每個(gè)收集器配置的循環(huán)輸液管及超聲波發(fā)生器。
高壓氣化金屬納米粒子制備系統(tǒng)，包括空調(diào)系統(tǒng)、電路控制系統(tǒng) 以及與氣化室連接的進(jìn)絲室、放電室和保護(hù)氣系統(tǒng)，所述氣化室出口 通向收集系統(tǒng)，所述收集系統(tǒng)包括安裝于不同高度位置的兩個(gè)或兩個(gè) 以上收集器。
高壓氣化金屬納米槳料制備系統(tǒng)，其是采用上述的高壓氣化金屬 納米粒子制備系統(tǒng)，并在所述收集器內(nèi)裝有制備納米漿料的液體，每 個(gè)收集器分別配置有對(duì)進(jìn)入液體的金屬納米粒子進(jìn)行分散的循環(huán)輸
液管及超聲波發(fā)生器。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的高壓氣化金屬納米粒子及納米漿 料的制備方法利用不同粒徑的納米隨高度分布不同的原理，在制備金 屬納米粒子后可直接對(duì)納米粒子進(jìn)行分級(jí)，并可直接制備成漿料，大 大簡(jiǎn)化了工藝過(guò)程，而且，本發(fā)明的制備系統(tǒng)可將納米粒子粉體制備 與漿料制備合二為一，大大簡(jiǎn)化了系統(tǒng)裝置。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明-
圖1為本發(fā)明的高壓氣化金屬納米粒子制備系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)明的電路控制系統(tǒng)連接示意圖3為本發(fā)明的高壓氣化金屬納米漿料制備系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的高壓氣化金屬納米粒子與漿料的制備方法，通過(guò)高壓放 電將金屬絲氣化后冷凝獲得球形納米粒子，并利用不同粒徑的微粒隨 高度分布不同的原理，通過(guò)設(shè)置于不同高度位置的收集器對(duì)不同粒徑 的納米粒子進(jìn)行分級(jí)，并將分級(jí)后的納米粒子進(jìn)行收集。
本發(fā)明的高壓氣化金屬納米粒子制備方法，包括以下工藝步驟 a、裝絲根據(jù)需要獲得的金屬納米粒子選擇銅、鐵、金、銀、鈦、 鉬、鎳、鋅、鋁等合適材料的金屬絲，將其送入高壓氣化金屬納米 粒子制備系統(tǒng)內(nèi)，并選擇合適的高壓電壓，根據(jù)所選金屬絲種類(lèi)以
及需要獲得納米粒子的粒度，選擇高壓電電壓為35-45KV，在這個(gè) 電壓范圍內(nèi)獲得的納米粒子尺度較??；其中，所述金屬絲長(zhǎng)度為 3-12cm，直徑為0. 1-0.5ram，在這個(gè)尺寸范圍內(nèi)的金屬絲能制備尺 寸范圍較小的納米粒子，并且能夠保證生產(chǎn)效率；
b、設(shè)置保護(hù)氣體將高壓氣化金屬納米粒子制備系統(tǒng)進(jìn)行抽真
空，然后充入保護(hù)氣體至要求氣壓；所述保護(hù)氣體為惰性氣體，或惰
性氣體和氧氣混合體，或惰性氣體和氨氣混合體；
c、制備納米粒子啟動(dòng)高壓氣化金屬納米粒子制備系統(tǒng)，在電極板及金屬絲之間產(chǎn)生高壓并產(chǎn)生閃電，將金屬絲氣化并在保護(hù)氣體中凝 固形成納米粒子，通過(guò)所述制備系統(tǒng)中位于不同高度位置的收集器將
不同粒徑的納米粒子分級(jí)收集； d、卸下收集器，取出成品。
本發(fā)明的高壓氣化金屬納米漿料制備方法，包括以下工藝步驟.-
a、 裝絲根據(jù)需要獲得的金屬納米粒子選擇銅、鐵、金、銀、鈦、 鉬、鎳、鋅、鋁等合適材料的金屬絲，將其送入高壓氣化金屬納米粒 子制備系統(tǒng)內(nèi)，并選擇高壓電電壓為35-45KV,在這個(gè)電壓范圍內(nèi)獲 得的納米粒子尺度較小；其中，所述金屬絲長(zhǎng)度為3-12cm，直徑為 0. 1-0. 5mm,在這個(gè)尺寸范圍內(nèi)的金屬絲能制備尺寸范圍較小的納米 粒子，并且能夠保證生產(chǎn)效率；
b、 設(shè)置保護(hù)氣體將高壓氣化金屬納米粒子制備系統(tǒng)進(jìn)行抽真空， 然后充入保護(hù)氣體至要求氣壓；所述保護(hù)氣體為惰性氣體，或惰性氣 體和氧氣混合體，或惰性氣體和氨氣混合體；
c、 制備納米粒子啟動(dòng)高壓氣化金屬納米粒子制備系統(tǒng)，在電極板 及金屬絲之間產(chǎn)生高壓并產(chǎn)生閃電，將金屬絲氣化并在保護(hù)氣體中凝 固形成納米粒子，通過(guò)所述制備系統(tǒng)中位于不同高度位置的收集器將 不同粒徑的納米粒子分級(jí)收集；
d、 制備納米漿料在各收集器內(nèi)裝有制備納米漿料的液體，將進(jìn)入 收集器的納米粒子與收集器中的液體通過(guò)分散混合裝置進(jìn)行混合，制 成具有不同粒子粒徑的納米漿料；其中，分散混合裝置是給每個(gè)收集 器配置的循環(huán)輸液管及超聲波發(fā)生器；e、卸下收集器，取出成品。
參照?qǐng)D1~圖2，本發(fā)明的高壓氣化金屬納米粒子制備系統(tǒng)，包括 空調(diào)系統(tǒng)7、電路控制系統(tǒng)6以及與氣化室3連接的進(jìn)絲室1、放電 室2和保護(hù)氣系統(tǒng)4，所述氣化室3出口通向收集系統(tǒng)5，所述收集 系統(tǒng)5包括安裝于不同高度位置的兩個(gè)或兩個(gè)以上收集器51。其中， 保護(hù)氣系統(tǒng)4包括抽真空用的真空系統(tǒng)41和充入保護(hù)氣的充氣系統(tǒng) 42;而且，在高壓氣化金屬納米粒子制備系統(tǒng)工作時(shí)，啟動(dòng)空調(diào)系統(tǒng) 7保證收集系統(tǒng)5的溫度處在4'C-6t之內(nèi)。此外，電路控制系統(tǒng)6 包括連接在一起的電源61、控制開(kāi)關(guān)62、高壓發(fā)生器63、變流器64、 高壓電容65、電極板66以及裝入反進(jìn)絲室1內(nèi)的金屬絲。
參照?qǐng)D3，本發(fā)明的高壓氣化金屬納米漿料制備系統(tǒng)，其是采用 本發(fā)明的高壓氣化金屬納米粒子制備系統(tǒng)，并在所述收集器51內(nèi)裝 有制備納米漿料的液體，每個(gè)收集器51分別配置有對(duì)進(jìn)入液體的金 屬納米粒子進(jìn)行分散的循環(huán)輸液管52及超聲波發(fā)生器53。其中，超 聲波發(fā)生器53的超聲波功率為200w-1.5kw。
本發(fā)明的高壓氣化金屬納米粒子制備系統(tǒng)及高壓氣化金屬納米 漿料制備系統(tǒng)可合而二為一，因此更方便于使用，使用者可根據(jù)需要 直接收集制備好的納米粒子粉體，或直接將納米粒子粉體制備成漿 料，因此有著廣泛的實(shí)用性。
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權(quán)利要求
1、高壓氣化金屬納米粒子制備方法，其特征在于包括以下工藝步驟a、裝絲根據(jù)需要獲得的金屬納米粒子選擇合適材料的金屬絲，將其送入高壓氣化金屬納米粒子制備系統(tǒng)內(nèi)，并選擇合適的高壓電壓；b、設(shè)置保護(hù)氣體將高壓氣化金屬納米粒子制備系統(tǒng)進(jìn)行抽真空，然后充入保護(hù)氣體至要求氣壓；c、制備納米粒子啟動(dòng)高壓氣化金屬納米粒子制備系統(tǒng)，在電極板及金屬絲之間產(chǎn)生高壓并產(chǎn)生閃電，將金屬絲氣化并在保護(hù)氣體中凝固形成納米粒子，通過(guò)所述制備系統(tǒng)中位于不同高度位置的收集器將不同粒徑的納米粒子分級(jí)收集；d、卸下收集器，取出成品。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓氣化金屬納米粒子制備方法，其特征 在于所述高壓電壓為35-45kv;所述金屬絲長(zhǎng)度為3-12cm，直徑為 0.卜O. 5ram。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高壓氣化金屬納米粒子制備方法，其 特征在于所述保護(hù)氣體為惰性氣體，或惰性氣體和氧氣混合體，或 惰性氣體和氨氣混合體。
4、 高壓氣化金屬納米漿料制備方法，其特征在于包括以下工藝步a、裝絲根據(jù)需要獲得的金屬納米粒子選擇合適材料的金屬絲，將 其送入高壓氣化金屬納米粒子制備系統(tǒng)內(nèi)，并選擇合適的高壓電壓；b、設(shè)置保護(hù)氣體將高壓氣化金屬納米粒子制備系統(tǒng)進(jìn)行抽真空， 然后充入保護(hù)氣體至要求氣壓；C、制備納米粒子啟動(dòng)高壓氣化金屬納米粒子制備系統(tǒng)，在電極板 及金屬絲之間產(chǎn)生高壓并產(chǎn)生閃電，將金屬絲氣化并在保護(hù)氣體中凝 固形成納米粒子，通過(guò)所述制備系統(tǒng)中位于不同高度位置的收集器將 不同粒徑的納米粒子分級(jí)收集；d、 制備納米漿料在各收集器內(nèi)裝有制備納米漿料的液體，將進(jìn)入收集器的納米粒子與收集器中的液體通過(guò)分散混合裝置進(jìn)行混合，制 成具有不同粒子粒徑的納米漿料；e、 卸下收集器，取出成品。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的高壓氣化金屬納米粒子制備方法，其特征 在于所述高壓電壓為35-45kv;所述金屬絲長(zhǎng)度為3-12cm，直徑為 0. 1-0. 5咖。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的高壓氣化金屬納米粒子制備方法，其 特征在于所述保護(hù)氣體為惰性氣體，或惰性氣體和氧氣混合體，或 惰性氣體和氨氣混合體。
7、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的高壓氣化金屬納米漿料制備方法，其特征 在于步驟d中所述的分散混合裝置是給每個(gè)收集器配置的循環(huán)輸液 管及超聲波發(fā)生器。
8、 高壓氣化金屬納米粒子制備系統(tǒng)，包括空調(diào)系統(tǒng)(7)、電路控制 系統(tǒng)(6)以及與氣化室(3)連接的進(jìn)絲室(1)、放電室(2)和保 護(hù)氣系統(tǒng)(4)，所述氣化室(3)出口通向收集系統(tǒng)(5)，其特征在于所述收集系統(tǒng)(5)包括安裝于不同高度位置的兩個(gè)或兩個(gè)以上 收集器(51)。
9、高壓氣化金屬納米漿料制備系統(tǒng)，其特征在于其是采用權(quán)利要求7所述的高壓氣化金屬納米粒子制備系統(tǒng)，并在所述收集器(51) 內(nèi)裝有制備納米漿料的液體，每個(gè)收集器(51)分別配置有對(duì)進(jìn)入液 體的金屬納米粒子進(jìn)行分散的循環(huán)輸液管(52)及超聲波發(fā)生器(53)。
全文摘要
本發(fā)明空開(kāi)了高壓氣化金屬納米粒子及納米漿料的制備方法及其制備系統(tǒng)，其制備方法通過(guò)高壓放電將金屬絲氣化后冷凝獲得納米粒子，通過(guò)位于不同高度位置的收集器對(duì)不同粒徑的納米粒子進(jìn)行分級(jí)，并可直接將納米粒子制備成納米漿料；其制備系統(tǒng)包括空調(diào)系統(tǒng)、電路控制系統(tǒng)、氣化室、進(jìn)絲室、放電室和保護(hù)氣系統(tǒng)，氣化室出口通向收集系統(tǒng)，收集系統(tǒng)包括安裝于不同高度位置的兩個(gè)或兩個(gè)以上收集器；本發(fā)明的方法利用不同粒徑的納米隨高度分布不同的原理，在制備金屬納米粒子后可直接對(duì)納米粒子進(jìn)行分級(jí)，并可直接制備成漿料，大大簡(jiǎn)化了工藝過(guò)程，而且，本發(fā)明系統(tǒng)可將納米粒子粉體制備與漿料制備合二為一，大大簡(jiǎn)化了系統(tǒng)裝置。
文檔編號(hào)B22F9/14GK101537498SQ200910036458
公開(kāi)日2009年9月23日 申請(qǐng)日期2009年1月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月1日
發(fā)明者司徒健強(qiáng) 申請(qǐng)人:司徒健強(qiáng)