热弧蒸发多腔体金属化合物纳米粉体的连续生产方法技术

本发明专利技术涉及纳米粉体生产技术领域，具体是一种热弧蒸发多腔体金属化合物纳米粉体的连续生产方法。在各独立腔体的阳极固定器上安装相同成分或不同成分的单金属或金属合金靶材为阳极，以熔点高于3000℃的金属为阴极、抽真空、起弧、通过对直流电功率的控制，来改变阳极的蒸发效率、通过控制腔体中温度梯度形成不同粒径的金属化合物纳米粉体。本发明专利技术使生产效率大大提高、成本降低，实现多种不同成分粉体的同时制备及连续化生产，避免了粉体制备过程中的相互污染，提高了粉体的纯度。

Continuous Production of Multi-Cavity Metal Compound Nanopowders by Hot Arc Evaporation

The invention relates to the technical field of nano-powder production, in particular to a continuous production method of multi-cavity metal compound nano-powder by thermal arc evaporation. Single metal or metal alloy targets with the same composition or different composition are installed on the anode fixators of each independent chamber. Metals with melting point higher than 3000 C are used as cathodes, vacuum pumping, arcing, and by controlling DC power, the evaporation efficiency of the anode is changed. Metal compound nanopowders with different particle sizes are formed by controlling the temperature gradient in the chamber. The invention greatly improves the production efficiency and reduces the cost, realizes the simultaneous preparation and continuous production of powders with different compositions, avoids mutual pollution in the preparation process of powders, and improves the purity of powders.

【技术实现步骤摘要】
热弧蒸发多腔体金属化合物纳米粉体的连续生产方法
本专利技术涉及纳米粉体生产
，具体是一种金属化合物纳米粉体连续生产方法。
技术介绍
直流电弧等离子体是制备纳米粒子，特别是“核/壳”型金属(合金)纳米复合粒子、碳相关材料及陶瓷纳米材料的一种有效热源，目前采用此方法初步实现了宏量生产，例如中国专利申请：一种多源直流电弧自动化纳米粉体生产系统及方法(201410189518.4)，但对于大规模工业化生产，还存在着许多技术问题，主要表现在如何高效率、低成本、高纯度、无污染、连续化的制备纳米粉体。现有金属化合物纳米粉体制备设备及工艺主要都是针对纳米粉体在单腔体即单生成室中生成、分级、捕集和处理，这种单腔体的粉体制备设备及工艺存在以下缺陷：1、生产效率较低，成本较高目前，单腔体的粉体制备设备及工艺，在完成真空抽取、粉体生成及处理、真空保持等循环过程中，大部分时间用于抽真空和真空保持并循环此过程，一次制备过程中设备抽真空需要3-4h，而时间粉体制备时间少于0.5h，用于真空抽取和真空保持的时间占到50％-70％，而实际粉体生产时间为15-20％，整体而言，生产效率较低，同时由于真空抽取和真空本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.热弧蒸发多腔体金属化合物纳米粉体的连续生产方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)、放置靶材：在不同的独立腔体的阳极固定器上安装相同成分或不同成分的单金属或金属合金靶材为阳极，以熔点高于3000℃的金属为阴极；(2)、抽真空：关闭舱门，打开各独立腔体的真空阀门，对所有的腔体抽真空至真空度不高于10

【技术特征摘要】
1.热弧蒸发多腔体金属化合物纳米粉体的连续生产方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)、放置靶材：在不同的独立腔体的阳极固定器上安装相同成分或不同成分的单金属或金属合金靶材为阳极，以熔点高于3000℃的金属为阴极；(2)、抽真空：关闭舱门，打开各独立腔体的真空阀门，对所有的腔体抽真空至真空度不高于10-4Pa，关闭各独立腔体的真空阀门；(3)、起弧：打开各独立腔体的进气阀门，通入工作气体氢气和反应气体，在阴极与阳极之间通入直流电压起弧，在电弧作用下阳极开始熔化蒸发成原子态，反应气体在电弧作用下裂解成原子态；(4)、蒸发：通过对直流电功率的控制，来改变阳极的蒸发效率；(5)、形成粉体：金属原子与反应气体原子反应生成金属化合物，控制腔体中的温度梯度为25000-37000K/m，形成不同粒径的金属化合物纳米粉体；(6)、金属化合物纳米粉体收集：待其中任一个阳极靶材消耗完成，关闭该腔体中电弧，静置12-24小时，取出该腔体中的金属化合物纳米粉体；(7)、换靶材：清理已完成粉体取出的腔体，放入与该腔体之前放入的靶材相同成分的单金属或金属合金靶材，关闭该腔体舱门，打开该腔体的真空阀门，对该腔体抽真空至真空度不高于10-4Pa，关闭该腔体的真空阀门，打开该腔体的进气阀门，通入工作气体氢气和反应气体，在阴极与阳极之间通入直流电压起弧，在电弧作用下阳极开始熔化蒸发成原子态，反应气体在电弧作用下裂解成原子态；(8)、连续生产：重复上述第(4)-(7)的工艺步骤，实现连续生产。2.根据权利要求1所述的热弧蒸发多腔体金属化合物纳米粉体的连续生产方法，其特征在于：所述步骤(1)中熔点高于3000℃的金属为钨、铂或钼。3.根据权利要求1所述的热弧蒸发多腔体金属化合物纳米粉体的连续生产方法，其特征在于：所述步骤(3)或步骤(7)中通入氢气的气压为0.1-0.2个大气压，通入反应气体的气压为0.2-0.3个大气压。4.根据权利要求1所述的热弧蒸发多...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄昊，黄子岸，吴爱民，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21