激光蒸发多腔体纳米粉体制备装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及纳米粉体制备技术领域，具体是激光蒸发多腔体纳米粉体制备装置。设置至少两个主腔室粉体生成单元；各主腔室粉体生成单元分别通过各自真空支管道连接到真空主管道，真空主管道连接到真空泵组系统；各主腔室粉体生成单元分别通过各自排气支管道连接到排气主管道，各主腔室粉体生成单元分别通过各自进气支管道连接到进气主管道；各主腔室粉体生成单元分别通过各自激光控制信号线和各自送料控制信号线连接到激光发生器及控制系统。本发明专利技术避免了粉体制备过程中的相互污染，提高了粉体的纯度；实现多种不同成分粉体的同时制备；实现连续化生产；生产效率大大提高、成本降低。

Fabrication Device of Laser Evaporation Multi-Cavity Nanometer Powder

The invention relates to the technical field of nanometer powder preparation, in particular to a laser evaporation multi-cavity nanometer powder preparation device. There are at least two main chamber powder generating units; each main chamber powder generating unit is connected to the vacuum main pipe through its own vacuum branch pipe, and the vacuum main pipe is connected to the vacuum pump group system; each main chamber powder generating unit is connected to the exhaust main pipe through its own exhaust branch pipe, and each main chamber powder generating unit is connected to the intake main pipe through its own intake branch pipe. The main air duct; the powder generating units of each main chamber are connected to the laser generator and control system through respective laser control signal lines and respective feed control signal lines respectively. The invention avoids mutual pollution in the preparation process of powder, improves the purity of powder, realizes simultaneous preparation of powder with different components, realizes continuous production, and greatly improves the production efficiency and reduces the cost.

【技术实现步骤摘要】
激光蒸发多腔体纳米粉体制备装置
本专利技术涉及纳米粉体制备
，具体是激光蒸发多腔体纳米粉体制备装置。
技术介绍
激光是制备纳米粒子的一种有效热源，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。现有纳米粉体制备设备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保持并反复重复此过程，将消耗大量的能源，使得成本大大增加。2、纯度较低、存在交叉污染单腔体的粉体制备设备及工艺，在制备完成一种材料的纳米粉体制备后，如果再制备其他材料的粉体，铜制坩埚、设备连接处等地方存在粉体残余无法清除，导致制备下一种粉体时至少存在2种粉体之间的相互污染，从而降低纳米粉体的纯度。3、无法实现真正意义上的连续化生产目前的单腔体的粉体制备设备及工艺，受制于阳极材料的尺寸，在材料持续送料和供给过程中会存在不够连续的问题。同时，由于粉体的收集过程需要重复的去真空和抽真空过程，对操作时间要求较高，这种方法在大规模工业化生产上无法在保证产品质量的前提下实现连续化生产，在不久将来逐步淘汰。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供激光蒸发多腔体金属纳米粉体连续生产方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：激光蒸发多腔体纳米粉体制备装置，其特征在于，设置至少两个主腔室粉体生成单元；各主腔室粉体生成单元分别通过各自真空支管道连接到真空主管道，真空主管道连接到真空泵组系统；各主腔室粉体生成单元分别通过各自排气支管道连接到排气主管道，各主腔室粉体生成单元分别通过各自进气支管道连接到进气主管道；各主腔室粉体生成单元分别通过各自激光控制信号线和各自送料控制信号线连接到激光发生器及控制系统；所述主腔室粉体生成单元包括主腔室、激光装置，所述主腔室顶部设置有激光装置，主腔室底部设置有收集室；所述阴极下方正对位置设置阳极，所述阳极后端设置自动送料装置控制阳极送料，所述阳极前端设置冷却水装置以冷却阳极。所述自动送料装置由密封胶圈、推进螺杆、伺服电机和传动装置等几部分组成。头部呈锥形凸出，尾部呈锥形凹坑的圆柱形原料棒被推进螺杆以2mm/min的速度逐渐推进主腔室。其中伺服电机连接传动装置提供推进螺杆的推进力。原料棒与主腔室腔壁利用密封胶圈密封，保证腔室内部的真空度。所述各真空支管道上分别设置有真空阀，所述各排气支管道上分别设置有排气阀，所述各进气支管道上分别设置有进气阀。各真空阀、排气阀和进气阀分别控制各自主腔室的真空抽取，排气和进气，从而实现各主腔室的真空、排气和进气的分别单独控制。各个主腔室的真空抽取，排气和进气分别由单独的真空阀、排气阀和进气阀控制。各个主腔室以并联的方式连接，各组件之间单独控制。所述阴极控制装置包括支撑棒固定装置、电弧传导装置、支撑棒定位装置、支撑棒、阴极夹持装置，所述支撑棒固定装置通过刚性连接方式与支撑棒和球形补偿器连接，电弧传导装置分布于支撑棒内部，在支撑棒末端通过阴极夹持装置夹持阳极引出电弧。所述阳极前端设置冷却水装置，所述冷却水装置包括支承基座、冷却水管、冷却槽，冷却槽分布于支承基座内部，冷却水管与支承基座相连，冷却水通过冷却水管进入冷却槽循环流动。循环水由冷却水管引出到冷却系统，内部中空的结构设计可以实现内部循环水的循环流动。冷却系统的开关由冷凝机控制。在设备运转之前，必须打开冷凝系统。所述主腔室设置为冷却水循环的冷却壁。中空的冷却壁可以显著提高冷却面积，从而实现对腔体的整体冷却取得更好的冷却效果延长设备连续工作时间。所述收集室上端通过碟阀与主腔室连接，所述收集室另一端连接有过渡仓，所述收集室上还设置有观察窗和收集手套。制粉结束后，打开蝶阀使纳米粉落到收集室，利用收集手套将粉体收集后装入过渡仓，取出粉末后对将过渡仓抽真空。过渡仓的作用是在使用过程中保证粉末取出过程中主腔室和收集室的真空状态。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1、生产效率大大提高、成本降低多个腔体同时使用同一套抽真空系统，对于单个腔体而言，真空系统可以不用反复开启和关闭，大大降低了生产中抽真空的时间。另外，单个腔体的单独串联可以实现单台设备的检修与维护，避免因为设备损坏而导致的大规模停产。生产效率提高了至少30％，生产成本至少降低了20％。2、实现连续化生产这种多腔体连续的生产工艺，在产业上可以实现不同腔体之间不断切换、持续蒸发纳米粉体的生产效果，避免了由于单个腔体设备损坏检修而导致的设备停用。生产线式的设备连接方式在真空系统满足持续工作的前提下可以实现连续化生产。3、实现多种不同成分粉体的同时制备多个不同的独立腔体之间相互独立，在不同的腔体中可以蒸发制备不同成分的纳米粉体，实现了不同粉体在一个设备上同时制备的功能。4、避免了粉体制备过程中的相互污染，提高了粉体的纯度单个腔体设备清理过程中并不能对器件连接口、阀门等隐蔽处进行高效清理，故使用单个腔体制备不同种类粉体会导致粉体的交叉污染，降低纯度。而此设备每个独立腔体中可以制备同一种成分的纳米粉体，防止了一个腔体中制备不同粉体而产生的相互污染，可以提高粉体的纯度至99.9％。附图说明图1为激光蒸发多腔体纳米粉体制备装置的结构示意图。图2为图1中主腔室粉体生成单元结构示意图。图中：1、控制系统、2、排气主管道，3、进气主管道，4、排气支管道，5、排气阀，6、激光装置，7、进气支管道，8、进气阀，9、主腔室，10、自动送料装置，11、真空阀，12、过渡仓，13、真空主管道，14真空支管道，15、激光控制信号线，16、送料控制信号线，17、真空泵组系统，18、收集室，19、出气口，20、冷却壁，21、坩埚，22、支承基座，23、冷却水管，24、冷却槽，25、进气口，26、阴极，27、抽气口，28、蝶阀，29、观察窗，30、收集手套。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1如图1-2所示，激光蒸发多腔体纳米粉体制备装置，设置至少两个主腔室粉体生成单元；各主腔室粉体生成单元分别通过各自真空支管道14连接到真空主管道13，真空主管道连接到真空泵组系统17；各主腔室粉体生成单元分别通过各自排气支管道4连接到排气主管道2，各主腔室粉体生成单元分别通过各自进气支管道7连接到进气主管道3；各主腔室粉体生成单元分别通过各自送料控制信号线连接到控制系统1；所述主腔室粉体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.激光蒸发多腔体纳米粉体制备装置，其特征在于，设置至少两个主腔室粉体生成单元；各主腔室粉体生成单元分别通过各自真空支管道(14)连接到真空主管道(13)，真空主管道连接到真空泵组系统(17)；各主腔室粉体生成单元分别通过各自排气支管道(4)连接到排气主管道(2)，各主腔室粉体生成单元分别通过各自进气支管道(7)连接到进气主管道(3)；各主腔室粉体生成单元分别通过各自送料控制信号线连接到控制系统(1)；所述主腔室粉体生成单元包括主腔室(9)、激光装置(6)，所述主腔室顶部设置有激光装置，主腔室底部设置有收集室(18)；所述阴极下方正对位置设置阳极(31)，所述阳极后端设置自动送料装置(10)控制阳极送料，所述阳极前端设置冷却水装置以冷却阳极。

【技术特征摘要】
1.激光蒸发多腔体纳米粉体制备装置，其特征在于，设置至少两个主腔室粉体生成单元；各主腔室粉体生成单元分别通过各自真空支管道(14)连接到真空主管道(13)，真空主管道连接到真空泵组系统(17)；各主腔室粉体生成单元分别通过各自排气支管道(4)连接到排气主管道(2)，各主腔室粉体生成单元分别通过各自进气支管道(7)连接到进气主管道(3)；各主腔室粉体生成单元分别通过各自送料控制信号线连接到控制系统(1)；所述主腔室粉体生成单元包括主腔室(9)、激光装置(6)，所述主腔室顶部设置有激光装置，主腔室底部设置有收集室(18)；所述阴极下方正对位置设置阳极(31)，所述阳极后端设置自动送料装置(10)控制阳极送料，所述阳极前端设置冷却水装置以冷却阳极。2.根据权利要求1所述的激光蒸发多腔体纳米粉体制备装置，其特征在于，所述各真空支管道上分别设置有真空阀(11)，所述各排气支管道上分别设置有排气阀(5)，所述各进气支管道上分别设置有进气阀(8)。3.根据权利要求1所述的激光蒸发多腔体纳米粉体制备装置，其特征在于，所...

【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