一种气液混合高压雾化制备化合物粉末材料的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种气液混合高压雾化制备化合物粉末材料的装置，所述源金属液化设备位于气液混合高压雾化筛选系统的上方，所述气液混合高压雾化筛选系统连接至位于其侧边的球形反应炉，所述球形反应炉内连接反应气体，所述晶粒碎化处理器位于球形反应炉的内胆的上部与底部，所述气循环冷却设备位于球形反应炉的下方，所述化合物粉末分类器位于气循环冷却设备的尾部，所述精细粉末静化沉积系统位于化合物粉末分类器之后。本实用新型专利技术具有效率高、成本低和环境影响小的优点，所制成的化合物粉末材料则具有纯度高和颗粒小、均匀等特性，有效解决了合成难熔化合物粉末材料的问题。

Device for preparing compound powder material by high-pressure atomization of gas-liquid mixture

The utility model discloses a device for preparing compound powder materials by gas-liquid mixing high pressure atomization. The source metal liquefaction equipment is located above the gas-liquid mixing high pressure atomization screening system. The gas-liquid mixing high pressure atomization screening system is connected to a spherical reaction furnace located on its side, and the reaction is connected in the spherical reaction furnace. Gas, the grain crushing processor is located at the upper and bottom of the inner liner of the spherical reactor, the gas circulation cooling device is located below the spherical reactor, the compound powder classifier is located at the tail of the gas circulation cooling device, and the fine powder stationary deposition system is located behind the compound powder classifier. The utility model has the advantages of high efficiency, low cost and little environmental impact. The compound powder material made by the utility model has the characteristics of high purity, small particle size and uniformity, and effectively solves the problem of synthesizing refractory compound powder material.

【技术实现步骤摘要】
一种气液混合高压雾化制备化合物粉末材料的装置
本技术涉及一种粉末冶金技术，尤其涉及的是一种气液混合高压雾化制备化合物粉末材料的装置。
技术介绍
难熔的化合物材料，因其特有的物理特征与工作特性，在各种领域都有广泛用途，如汽车，冶金，电子，化学工业等。以氮化合物为例，氮化硼(BN)可用作耐高温的润滑剂，切割工具和坩埚材料等；氮化钛(TiN)是一种有极高硬度的陶瓷材料，经常用作涂层材料；氮化铝(AlN)因其无毒不导电并具有与铜相当的热导率，是光电器件封装中最理想的绝缘、散热材料；氮化镓(GaN)基合金是蓝色激光器及高亮度LED器件的主要材料。由于化合物材料具有超高熔点、超高硬度和极低延展性的特性，不能采用传统工艺进行加工，只能采用粉末冶金等方法。在难熔化合物材料的加工制造中，粉末的制备是整个产业链的关键。已知的难熔化合物粉末的生产方法包括：碳热还原法、自蔓延燃烧法、机械研磨法及溶胶凝胶法等。这些加工方法除成本高外，所生产的难熔化合物粉末还含有来自原材料、处理工具及容器的严重污染与杂质等。传统的气雾化方法已广泛应用于生产单质金属粉末制备。该方法利用氮气、氩气等高压气源作为雾化剂，将熔化的金属破碎成为细小的金属液滴，这些细小的金属液滴进一步凝结为细小的固体单质金属粉末。由于难熔化合物具有极高熔点以及高温下容易分解和不导电的特性，虽然传统、单一的气雾化法广泛使用于金属粉末的生产，但因其生成的金属液滴或颗粒较大，很难合成反应完全的、充分的难熔化合物粉末材料。气雾化法，操作简单、成本低，适于批量化生产。对液态金属，采用多级雾化或气、液混合高压雾化，使液态金属成为微细的液滴或颗粒，通过颗粒筛选，将微细的金属液滴或颗粒与反应气体进行反应，通过粉末晶粒碎化、球形化处理等手段，易于生成反应完全的、充分的难熔化合物粉末材料。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于：如何制备难熔化合物粉末材料，提供了一种气液混合高压雾化制备化合物粉末材料的装置。本技术是通过以下技术方案解决上述技术问题的，本技术的一种气液混合高压雾化制备化合物粉末材料的装置，包括源金属液化设备、气液混合高压雾化筛选系统、球形反应炉、晶粒碎化处理器、气循环冷却设备、化合物粉末颗粒分类器、精细粉末静化沉积系统；所述源金属液化设备位于气液混合高压雾化筛选系统的上方，源金属经过加热、液化后进入气液混合高压雾化筛选系统，形成雾化的金属液滴，微细的金属液滴在驱动气流的带动下，进入球形反应炉，而较大的金属液滴则下落至气液混合高压雾化筛选系统的底部，回收、重新雾化，所述气液混合高压雾化筛选系统连接至位于其侧边的球形反应炉，所述球形反应炉内连接反应气体，微细的金属液滴进入球形反应炉内与反应气体一起反应转化成化合物晶粒或颗粒，所述晶粒碎化处理器位于球形反应炉的内胆的上部与底部，导入的反应气体沿着球形反应炉的内壁上下吹扫，所述气循环冷却设备位于球形反应炉的下方，较小的化合物晶粒或颗粒在压力的驱动下进入气循环冷却设备，较大的颗粒滞留在球形反应炉内继续碎化后排出，化合物晶粒或颗粒冷却、凝固后形成化合物粉末，所述化合物粉末分类器位于气循环冷却设备的尾部，所述精细粉末静化沉积系统位于化合物粉末分类器之后，冷却后的化合物粉末通过筛分、静电吸附后进行大小分类收集，精细或超细微的化合物粉末进入精细粉末静化沉积系统进行处理、收集。所述源金属液化设备包括带有加压系统的真空金属容器、真空容器加热器和导流管，所述真空容器加热器设置在真空金属容器的周围，所述真空容器加热器通过电阻加热或电磁感应加热对真空金属容器内的源金属进行液化，所述导流管设置在真空金属容器的底部用于将源金属液体导入至气液混合高压雾化筛选系统。所述真空金属容器的顶部分别设有加压进气通道、回收金属液通道和抽真空通道，所述加压进气通道内通入惰性气体氩气、氮气。所述气液混合高压雾化筛选系统包括回收液容器、回收液容器加热器、气液高压雾化器、气流排孔和液料回收口；所述气液高压雾化器设置在所述回收液容器的顶部，所述气液高压雾化器连接源金属液化设备，所述回收液容器加热器设置在回收液容器的周围，所述液料回收口设置于回收液容器的底部用于回收未雾化的金属液重新雾化，所述气流排孔设置在回收液容器的内壁上，所述气流排孔的气流用于驱动雾化的金属颗粒进入球形反应炉内，而未雾化的、较大的金属液滴则下落至回收液容器的底部。所述球形反应炉包括反应炉内胆、反应炉加热器、雾化颗粒通道、化合物颗粒通道和较大颗粒排料口；所述反应炉内胆位于最内层，所述反应炉加热器位于反应炉内胆的周围外侧，所述雾化颗粒通道的两端分别连通气液混合高压雾化筛选系统和反应炉内胆，所述化合物颗粒通道的两端分别连通反应炉内胆和气循环冷却设备，较大颗粒排料口位于反应炉内胆的底部并连通至气循环冷却设备。所述晶粒碎化处理器包括多个反应气体通道和振动器，所述反应气体通道均匀分布设置在反应炉内胆的顶部和底部，所述振动器设置在反应炉内胆的底部，所述反应气体通道为直孔或斜孔，带动较大的化合物颗粒与反应气体一起在反应炉内反应碎化。所述气循环冷却设备为中空的圆柱形或圆锥形的不锈钢冷却室，所述冷却室的壁部设置多个螺旋状的冷却气道，所述冷却气道内导入低纯或普通的惰性气体，所述冷却室内导入超高纯的惰性气体氮气作为冷却介质。所述化合物粉末颗粒分类器包括依次连接的筛分过滤器和静电吸附器。所述化合物粉末为氮基、氧基、氢基、碳基、氯基、氟基、硼基、硫基化合物材料。一种使用所述的装置制备化合物粉末的方法，包括以下步骤：(101)对源金属进行加热处理，使其成为液态；(102)对液态的源金属进行多级碎化处理，形成细小金属液滴；(103)筛选微细金属液滴，将微细金属液滴导入到化合物反应系统；(104)将微细金属液滴与反应气体进行反应，使微细金属液滴转化成化合物晶粒；(105)将化合物晶粒碎化，减少晶粒团聚与集聚；(106)化合物晶粒冷却成为化合物粉末；(107)化合物粉末筛分、静电吸附处理；(108)超细微粉末静化、沉积、收集处理。本技术相比现有技术具有以下优点：本技术具有效率高、成本低和环境影响小的优点，所制成的化合物粉末材料则具有纯度高和颗粒小、均匀等特性，有效解决了合成难熔化合物粉末材料的反应不完全不充分等问题。附图说明图1是本技术的反应流程图；图2是本技术的结构示意图；图3是源金属液化设备的结构示意图；图4是气液混合高压雾化筛选系统的结构示意图；图5是球形反应炉的结构示意图；图6是晶粒碎化处理器的结构示意图；图7是气循环冷却设备的结构示意图；图8是化合物粉末颗粒分类器的结构示意图；图9是精细粉末静化沉积系统的结构示意图。具体实施方式下面对本技术的实施例作详细说明，本实施例在以本技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本技术的保护范围不限于下述的实施例。如图1和图2所示，本实施例的制备过程如下：(101)对源金属进行加热处理，使其成为液态；(102)对液态的源金属进行多级碎化处理，形成细小金属液滴；(103)筛选微细金属液滴，将微细金属液滴导入到化合物反应系统；(104)将微细金属液滴与反应气体进行反应，使微细金属液滴转化成化合物晶粒；(105)将化合物本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气液混合高压雾化制备化合物粉末材料的装置，其特征在于，包括源金属液化设备、气液混合高压雾化筛选系统、球形反应炉、晶粒碎化处理器、气循环冷却设备、化合物粉末颗粒分类器、精细粉末静化沉积系统；所述源金属液化设备位于气液混合高压雾化筛选系统的上方，源金属经过加热、液化后进入气液混合高压雾化筛选系统，形成雾化的金属液滴，微细的金属液滴在驱动气流的带动下，进入球形反应炉，而较大的金属液滴则下落至气液混合高压雾化筛选系统的底部，回收、重新雾化，所述气液混合高压雾化筛选系统连接至位于其侧边的球形反应炉，所述球形反应炉内连接反应气体，微细的金属液滴进入球形反应炉内与反应气体一起反应转化成化合物晶粒或颗粒，所述晶粒碎化处理器位于球形反应炉的内胆的上部与底部，导入的反应气体沿着球形反应炉的内壁上下吹扫，所述气循环冷却设备位于球形反应炉的下方，较小的化合物晶粒或颗粒在压力的驱动下进入气循环冷却设备，较大的颗粒滞留在球形反应炉内继续碎化后排出，化合物晶粒或颗粒冷却、凝固后形成化合物粉末，所述化合物粉末颗粒分类器位于气循环冷却设备的尾部，所述精细粉末静化沉积系统位于化合物粉末颗粒分类器之后，冷却后的化合物粉末通过筛分、静电吸附后进行大小分类收集，精细或超细微的化合物粉末进入精细粉末静化沉积系统进行处理、收集。...

【技术特征摘要】
1.一种气液混合高压雾化制备化合物粉末材料的装置，其特征在于，包括源金属液化设备、气液混合高压雾化筛选系统、球形反应炉、晶粒碎化处理器、气循环冷却设备、化合物粉末颗粒分类器、精细粉末静化沉积系统；所述源金属液化设备位于气液混合高压雾化筛选系统的上方，源金属经过加热、液化后进入气液混合高压雾化筛选系统，形成雾化的金属液滴，微细的金属液滴在驱动气流的带动下，进入球形反应炉，而较大的金属液滴则下落至气液混合高压雾化筛选系统的底部，回收、重新雾化，所述气液混合高压雾化筛选系统连接至位于其侧边的球形反应炉，所述球形反应炉内连接反应气体，微细的金属液滴进入球形反应炉内与反应气体一起反应转化成化合物晶粒或颗粒，所述晶粒碎化处理器位于球形反应炉的内胆的上部与底部，导入的反应气体沿着球形反应炉的内壁上下吹扫，所述气循环冷却设备位于球形反应炉的下方，较小的化合物晶粒或颗粒在压力的驱动下进入气循环冷却设备，较大的颗粒滞留在球形反应炉内继续碎化后排出，化合物晶粒或颗粒冷却、凝固后形成化合物粉末，所述化合物粉末颗粒分类器位于气循环冷却设备的尾部，所述精细粉末静化沉积系统位于化合物粉末颗粒分类器之后，冷却后的化合物粉末通过筛分、静电吸附后进行大小分类收集，精细或超细微的化合物粉末进入精细粉末静化沉积系统进行处理、收集。2.根据权利要求1所述的一种气液混合高压雾化制备化合物粉末材料的装置，其特征在于，所述源金属液化设备包括带有加压系统的真空金属容器、真空容器加热器和导流管，所述真空容器加热器设置在真空金属容器的周围，所述真空容器加热器通过电阻加热或电磁感应加热对真空金属容器内的源金属进行液化，所述导流管设置在真空金属容器的底部用于将源金属液体导入至气液混合高压雾化筛选系统。3.根据权利要求2所述的一种气液混合高压雾化制备化合物粉末材料的装置，其特征在于，所述真空金属容器的顶部分别设有加压进气通道、回收金属液通道和抽真空通道，所述加压进气通道内通入惰性气体氩气、氮气。4.根据权利要求1所述的一种气液混合高压雾化制备化合物粉末材料的装置，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张格梅，
申请(专利权)人：张格梅，
类型：新型
国别省市：安徽,34