一種霧化制備氮化鋁粉體的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及氮化鋁粉的制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種霧化制備氮化鋁粉體的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]氮化鋁陶瓷(AIN)是新一代大規(guī)模集成電路、半導體模塊電路及大功率器件的理想散熱和封裝材料。要獲得高性能的AIN陶瓷，制備性能優(yōu)良的AIN粉體是首要因素。氮化鋁粉體的制備方法很多，包括鋁粉直接氮化法、三氧化二鋁碳熱還原法、化學氣象沉積、高溫自蔓延合成法以及等離子化學合成法。
[0003]鋁粉直接氮化法的反應溫度一般控制在800~1200°C。該方法的優(yōu)點是工藝簡單，能在較低溫度下進行合成，適合于工業(yè)上大批量的生產(chǎn)的要求，缺點主要是鋁粉的轉(zhuǎn)化率低且鋁粉氧化爆燃，反應過程難以控制，產(chǎn)物易結(jié)塊，產(chǎn)品質(zhì)量差等。并且氮化鋁粉體容易自燒結(jié)，形成團聚，需要二次加工。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種霧化制備氮化鋁粉體的裝置，鋁粉氮化過程中沒有了氧化爆燃的條件故非常安全，且產(chǎn)品為極微細的球型，且有較高的活性，應用價值很高。
[0005]本實用新型采用的技術(shù)方案是:
[0006]一種霧化制備氮化鋁粉體的裝置，裝置包括坩禍、流嘴、霧化器、反應器和卸料器，所述霧化器位于所述反應器的頂部，所述流嘴呈倒“L”型且一端與所述坩禍底部左側(cè)連接，另一端穿過所述霧化器并延伸至反應器內(nèi)，所述卸料器位于所述反應器的底部；所述反應器設有冷卻夾層以及冷卻液進出口，在所述反應器的頂部還設有抽氣口，所述抽氣口通過管路與抽真空裝置以及氮氣回收處理裝置連接；所述霧化器呈空心圓柱形且設有進氣口，所述進氣口與加壓氮氣發(fā)生裝置連接，在所霧化器的底板上開有若干傾斜的通孔，所述若干通孔的中心線相交于同一點且該點位于所述流嘴內(nèi)豎直方向流道的正下方。
[0007]進一步地，在所述反應器內(nèi)部設有一“L”型的氮氣噴管，所述氮氣噴管與加壓氮氣發(fā)生裝置連接且位于所述反應器內(nèi)的一端端部上設有噴頭，所述噴頭位于所述流嘴的正下方且噴出的氮氣方向為傾斜向上。
[0008]進一步地，所述流嘴豎直方向流道的寬度為2~6mm。
[0009]進一步地，所述流嘴豎直方向流道的寬度為l~3mm。
[0010]進一步地，所述通孔為圓柱型孔。
[0011]進一步地，所述圓柱型通孔的直徑為0.5~5mm。
[0012]進一步地，所述通孔為錐形孔。
[0013]進一步地，在所述反應器內(nèi)設有溫度傳感器。
[0014]本實用新型的有益效果是:
[0015]本實用新型研宄的一種霧化制備氮化鋁粉體的裝置在于它的生產(chǎn)設備完全密封并充滿氮氣。頂部用加壓的氮氣氣體通過霧化器將熔融的鋁噴成霧狀，底部鼓入氮氣使從頂部霧化落下的鋁粉浮騰在反應器內(nèi)，形成氮氣氣體與熔融霧化鋁漂浮在密封反應器中微小鋁粉迅速發(fā)生氮化反應，呈霧珠狀的液態(tài)鋁在氮化反應的同時則逐漸冷凝收縮為微小球形狀氮化鋁。隨著容器內(nèi)溫度降低，已凝固的氮化鋁粉最后沉積在容器底部，經(jīng)出料裝置送人產(chǎn)品箱中。氮氣氣體則通過除塵、凈化后重復使用。由于這種工藝采取密封式設備和氮氣氣體，鋁粉氮化過程中沒有了氧化爆燃的條件故非常安全。又由于產(chǎn)品為極微細的球型，且有較高的活性，應用價值很高。
【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型一種霧化制備氮化鋁粉體的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2是圖1中A處的局部放大圖。
[0018]圖3是圖1中B處局部放大示意圖。
[0019]圖4是圖1中B處另一實施例中的局部放大示意圖。
【具體實施方式】
[0020]為了使本實用新型的目的及技術(shù)方案的優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實例，對本實用新型進行進一步詳細說明。
[0021]實施例一
[0022]如附圖1所示，一種霧化制備氮化鋁粉體的裝置，裝置包括坩禍1、流嘴2、霧化器
3、反應器4和卸料器5，所述霧化器3位于所述反應器4的頂部，所述流嘴2呈倒“L”型且一端與所述坩禍I底部左側(cè)連接，另一端穿過所述霧化器3并延伸至反應器4內(nèi)，所述卸料器5位于所述反應器4的底部；所述反應器4設有冷卻夾層6以及冷卻液進出口 7，在所述反應器4的頂部還設有抽氣口 8，所述抽氣口 8通過管路與抽真空裝置以及氮氣回收處理裝置連接；所述霧化器3呈空心圓柱形且設有進氣口 9，所述進氣口 9與加壓氮氣發(fā)生裝置連接，在所霧化器3的底板上開有若干傾斜的通孔10，所述若干通孔10的中心線相交于同一點且該點位于所述流嘴2內(nèi)豎直方向流道的正下方。
[0023]進一步地，在所述反應器4內(nèi)部設有一 “L”型的氮氣噴管11，所述氮氣噴管11與加壓氮氣發(fā)生裝置連接且位于所述反應器4內(nèi)的一端端部上設有噴頭12，所述噴頭12位于所述流嘴2的正下方且噴出的氮氣方向為傾斜向上，傾斜噴射的氮氣將使得鋁液微滴懸浮停留的時間更長，利于鋁和氮氣反應，同時也將反應器4底部的粉末吹起，促使未反應完全的銷粉進一步反應生成氮化銷。
[0024]如附圖2所示，所述流嘴2豎直方向流道的寬度為2~6mm。優(yōu)選的，所述流嘴2豎直方向流道的寬度為l~3mm，控制鋁液的量。
[0025]如附圖3所示，所述通孔10為圓柱型孔，直徑為0.5~5mm，控制霧化器3氮氣噴射量和噴射速度。
[0026]進一步地，在所述反應器4內(nèi)設有溫度傳感器(圖中未畫出)，實時監(jiān)控反應器4內(nèi)的溫度。
[0027]工作時，鋁在坩禍I內(nèi)高溫熔融后形成鋁液，然后沿著流嘴2進入到反應器4內(nèi)。霧化器3上的通孔11的中心線相交與同一點，鋁液落下時經(jīng)過此點，高速噴出的氮氣迫使鋁液快速霧化分散成小液滴。同時，在高溫下，氮氣與鋁小液滴迅速反應生成氮化鋁，并落到反應器4底部。反應完成后，開啟卸料器5，將氮化鋁粉末放出。
[0028]實施例二
[0029]所述通孔10為錐形孔如附圖4所示，氮氣在錐形孔內(nèi)噴出時會受到壓縮使得噴射速度變快，其他同實施例一。
[0030]本實用新型研宄的一種霧化制備氮化鋁粉體的裝置在于它的生產(chǎn)設備完全密封并充滿氮氣。頂部用加壓的氮氣氣體通過霧化器將熔融的鋁噴成霧狀，底部鼓入氮氣使從頂部霧化落下的鋁粉浮騰在反應器內(nèi)，形成氮氣氣體與熔融霧化鋁漂浮在密封反應器中微小鋁粉迅速發(fā)生氮化反應，呈霧珠狀的液態(tài)鋁氮化反應的同時則逐漸冷凝收縮為微小球形狀氮化鋁。隨著容器內(nèi)溫度降低，已凝固的氮化鋁粉最后沉積在容器底部，經(jīng)出料裝置送人產(chǎn)品箱中。氮氣氣體則通過除塵、凈化后重復使用。由于這種工藝采取密封式設備和氮氣氣體，鋁粉氮化過程中沒有了氧化爆燃的條件故非常安全。又由于產(chǎn)品為極微細的球型，且有較高的活性，應用價值很高。
【主權(quán)項】
1.一種霧化制備氮化鋁粉體的裝置，其特征在于:裝置包括坩禍(1)、流嘴(2)、霧化器(3)、反應器(4)和卸料器(5)，所述霧化器(3)位于所述反應器(4)的頂部，所述流嘴(2)呈倒“L”型且一端與所述坩禍(I)底部左側(cè)連接，另一端穿過所述霧化器(3)并延伸至反應器(4 )內(nèi)，所述卸料器(5 )位于所述反應器(4 )的底部；所述反應器(4 )設有冷卻夾層(6 )以及冷卻液進出口(7)，在所述反應器(4)的頂部還設有抽氣口(8)，所述抽氣口(8)通過管路與抽真空裝置以及氮氣回收處理裝置連接；所述霧化器(3)呈空心圓柱形且設有進氣口(9)，所述進氣口(9)與加壓氮氣發(fā)生裝置連接，在所霧化器(3)的底板上開有若干傾斜的通孔(10)，所述若干通孔(10)的中心線相交于同一點且該點位于所述流嘴(2)內(nèi)豎直方向流道的正下方。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種霧化制備氮化鋁粉體的裝置，其特征在于:在所述反應器(4)內(nèi)部設有一“L”型的氮氣噴管(11)，所述氮氣噴管(11)與加壓氮氣發(fā)生裝置連接且位于所述反應器(4)內(nèi)的一端端部上設有噴頭(12)，所述噴頭(12)位于所述流嘴(2)的正下方且噴出的氮氣方向為傾斜向上。3.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的一種霧化制備氮化鋁粉體的裝置，其特征在于:所述流嘴(2)豎直方向流道的寬度為2~6mm04.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種霧化制備氮化鋁粉體的裝置，其特征在于:所述流嘴(2)豎直方向流道的寬度為l~3mm05.根據(jù)權(quán)利要求1、2或者4所述的一種霧化制備氮化鋁粉體的裝置，其特征在于:所述通孔(10)為圓柱型孔。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種霧化制備氮化鋁粉體的裝置，其特征在于:所述圓柱型通孔(10)的直徑為0.5~5_。7.根據(jù)權(quán)利要求1、2或者4所述的一種霧化制備氮化鋁粉體的裝置，其特征在于:所述通孔(10)為錐形孔。8.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的一種霧化制備氮化鋁粉體的裝置，其特征在于:在所述反應器(4)內(nèi)設有溫度傳感器。
【專利摘要】本實用新型涉及一種霧化制備氮化鋁粉體的裝置，包括坩堝（1）、流嘴（2）、霧化器（3）、反應器（4）和卸料器（5），所述霧化器（3）位于所述反應器（4）的頂部，所述流嘴（2）呈倒“L”型且一端與所述坩堝（1）底部左側(cè)連接，另一端穿過所述霧化器（3）并延伸至反應器（4）內(nèi)，所述卸料器（5）位于所述反應器（4）的底部；所述反應器（4）設有冷卻夾層（6）以及冷卻液進出口（7），在所述反應器（4）的頂部還設有抽氣口（8），所述抽氣口（8）通過管路與抽真空裝置以及氮氣回收處理裝置連接。該裝置非常安全，且產(chǎn)品為極微細的球型，且有較高的活性，應用價值很高。
【IPC分類】C01B21/072, C04B35/581, C04B35/626
【公開號】CN204625185
【申請?zhí)枴緾N201520239909
【發(fā)明人】張平俊
【申請人】四川展祥特種合金科技有限公司
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2015年4月21日