一种电爆炸包覆粉体的方法及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种电爆炸包覆粉体的方法及其装置，属于粉体包覆领域，装置包括用于输送丝材的送丝单元、粉体输送单元、爆炸单元、收集单元、气体处理单元；所述粉体输送单元包括用于添加包覆粉体的进料管、第一螺旋输送组件、粉料输送管、导丝管、同轴送粉管，所述进料管与第一螺旋输送组件相连且进料管内的包覆粉体能经第一螺旋输送组件进行输送；所述第一螺旋输送组件包括第一驱动装置、第一螺旋输送杆、第一输送管，所述第一驱动装置与第一螺旋输送杆相连，所述第一螺旋输送杆设置在第一输送管内。本申请通过对制备方法和结构的改进，简化了制备条件，缩短了工艺流程，有利于包覆粉体的制备，对于促进相关材料的研究，具有重要的应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种电爆炸包覆粉体的方法及其装置
本申请涉及新材料制备领域，尤其是粉体包覆领域，具体为一种电爆炸包覆粉体的方法及其装置。更具体地，本申请适用于导体、半导体材料制备的、具有可塑性的丝材，具有较好的包覆效果。
技术介绍
在一定直径、长度的导体、半导体丝材两端瞬间施加几万伏的高电压和高密度大电流(约107A/cm2)，可以使丝材在瞬间蒸发为纳米尺度的烟雾，冷却、收集这些纳米尺度的金属烟气，即可获得这种材料的纳米粉体，这种制备丝材纳米粉体的方法就是电爆炸法，利用该原理制取粉体的设备即为电爆炸法粉体制取设备。在电爆炸法中，只要该种材料属于非绝缘体，且可制造成丝材，即可用于电爆法制取该材料的纳米粉末，该材料可以为单质金属、合金材料、半导体或相应的混合材料。现有技术中，已经有关于电爆法应用的相关报道。例如，中国专利申请CN101550526A公开了一种用粉末材料直接进行电爆炸喷涂的方法，其是将粉末材料附着于金属爆炸材料上，然后利用充电电容器将高密度电能以冲击大电流的形式向导电的金属爆炸材料放电，使得金属爆炸材料与粉末材料一起融化爆炸后，形成混合的微粒射流，射向基体形成涂层；所述的粉末材料通过胶水粘结在金属爆炸材料上并充分晾干后，再进行放电爆炸的。无定型硼粉被认为是有望替代目前含能材料中铝粉的一种材料，但无定型硼粉本身的点火性能和燃烧性能不理想，且硼与氧化剂反应生成的氧化膜会阻碍进一步反应，这些问题一直制约着硼粉的应用。纳米金属粉具有良好的点火和燃烧性能，将纳米金属粉的高反应活性和硼粉的高热值有机结合，是改善硼粉点火燃烧性能的研究方向之一。为此，中国专利申请CN105458276A公开了一种制备活性金属复合硼粉的方法，其包括如下步骤：首先将线爆复合设备抽真空至-(0.05～0.1)MPa后，充入惰性气体至0.1～0.2MPa；通过送丝机将设定规格的金属丝送入所述线爆复合设备的线爆区，利用电爆炸雾化法对所述金属丝快速熔化及气化；再采用载流气体将气化后的金属蒸汽送入控温冷凝沉积系统，同时将硼粉利用超声脉冲分散装置均匀分散于金属蒸汽中；所述金属蒸汽在温度可控的冷却区逐步沉积于所述硼粉的表面，形成一层厚度可控的金属薄膜，获得活性金属复合硼粉。而进一步简化工艺，缩短流程，一直是广大科研人员研究的方向。为此，本申请提供一种电爆炸包覆粉体的方法及其装置。
技术实现思路
本申请的专利技术目的在于，提供一种电爆炸包覆粉体的方法及其装置，其通过改进，简化了制备条件，缩短了工艺流程，有利于包覆粉体的制备，对于促进相关材料的研究，具有重要的应用价值。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种电爆炸包覆粉体的方法，包括如下步骤：（1）使电爆炸包覆粉体的装置中的爆炸腔处于真空状态，或抽真空后充入惰性气体；（2）电极组件包括第一电极、与第一电极相配合的第二电极，第一电极的工作端与第二电极的工作端之间沿竖直方向形成爆炸区域；利用送丝单元将丝材沿竖直方向送入爆炸区域内，并将包覆粉体沿竖直方向通过爆炸区域，实现丝材与包覆粉体在爆炸区域内的同轴同步运动，丝材位于包覆粉体内；（3）丝材与包覆粉体在爆炸区域内同步运动的过程中，电极组件工作，利用电爆炸雾化法将丝材快速熔化及气化并形成丝材蒸气，包覆粉体在爆炸区域内的丝材周围形成包覆粉体气团，丝材形成的丝材蒸气沉积在包覆粉体表面，形成丝材包粉核壳结构，即可。所述步骤1中，将电爆炸包覆粉体的装置中的爆炸腔抽真空，即可；或所述步骤1中，将电爆炸包覆粉体的装置中的爆炸腔抽真空后，充入惰性气体。所述步骤1中，抽真空至-0.05MPa~-0.1MPa后，充入惰性气体至0.1～0.2MPa。所述丝材选用燃烧活性高的材料。所述丝材选用镁丝、铝丝、钛丝、锆丝、镍丝和合金丝中的一种或多种。所述步骤3中，在丝材蒸气与包覆粉体气团内包覆粉体颗粒下落的过程中，丝材蒸气沉积在包覆粉体颗粒的表面，并冷却，形成丝材包粉核壳结构。待步骤3完成后，得到粉体混合物；再将得到的粉体混合物返回步骤3中，并以得到的粉体混合物替代包覆粉体，重复步骤3，直到所得粉体混合物的包覆量达到设定值。一种电爆炸包覆粉体的装置，包括用于输送丝材的送丝单元、粉体输送单元、爆炸单元、收集单元、气体处理单元；所述粉体输送单元包括用于添加包覆粉体的进料管、第一螺旋输送组件、粉料输送管、导丝管、同轴送粉管，所述进料管与第一螺旋输送组件相连且进料管内的包覆粉体能经第一螺旋输送组件进行输送；所述第一螺旋输送组件包括第一驱动装置、第一螺旋输送杆、第一输送管，所述第一驱动装置与第一螺旋输送杆相连，所述第一螺旋输送杆设置在第一输送管内且第一驱动装置能带动第一螺旋输送杆相对第一输送管转动以实现对粉体物料的输送；所述第一输送管包括第一送料管段、第一出料管段，所述第一出料管段上设置有若干个出料孔，所述第一送料管段与第一出料管段相连为一体且进料管内的粉体物料能经第一送料管段输送后经第一出料管段的出料孔输出；所述第一出料管段与粉料输送管相配合，所述粉料输送管与同轴送粉管相连且第一出料管段输出的包覆粉体能经粉料输送管输送至同轴送粉管内；所述导丝管与送丝单元相连且送丝单元内输出的丝材能经导丝管输出，所述导丝管设置在同轴送粉管内且同轴送粉管内输出的包覆粉体在下落过程中能位于导丝管输出的丝材周围并实现丝材输出与包覆粉体下落的同步进行；所述爆炸单元包括爆炸腔、与电爆炸电源相连的电极组件、电极绝缘体，所述电极组件包括第一电极、与第一电极相配合的第二电极；所述同轴送粉管与爆炸腔相连，所述第一电极、第二电极分别通过电极绝缘体与爆炸腔相连且第一电极的工作端、第二电极的工作端分别位于爆炸腔内并能在爆炸腔内形成电爆炸；所述第一电极的工作端位于同轴送粉管出口下方；所述第二电极的工作端位于同轴送粉管出口正下方，所述第二电极的工作端的中心轴线与导丝管的中心轴线相平行；所述第一电极的工作端与第二电极的工作端之间沿竖直方向形成爆炸区域且自导丝管输出的丝材与同轴送粉管输出的包覆粉体能沿竖直方向同步进入爆炸区域内，同轴送粉管输出的包覆粉体能在爆炸区域内的丝材周围形成包覆粉体气团且丝材形成的丝材蒸气能沉积在包覆粉体表面并形成丝材包粉核壳结构；所述爆炸腔下端设置有腔体下出口且经爆炸单元处理后的物料能经腔体下出口输出；所述爆炸腔下端与收集单元相连且经腔体下出口输出的物料能经收集单元进行收集；所述气体处理单元与爆炸腔相连且气体处理单元能将爆炸腔内抽至真空或将爆炸腔内抽至真空后充入惰性气体。所述第一电极的工作端位于同轴送粉管出口下方侧边，所述第一电极的工作端的中心轴线与经导丝管输出丝材的中心轴线相垂直。所述进料管上设置有第三阀门。所述第一螺旋输送组件还包括第一轴承，所述第一轴承设置在第一输送管内，所述第一螺旋输送杆的一端与第一轴承相连且第一螺旋输送杆能相对第一轴承转动。所述第一螺旋输送组件本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电爆炸包覆粉体的方法，其特征在于，包括如下步骤：/n（1）使电爆炸包覆粉体的装置中的爆炸腔处于真空状态，或抽真空后充入惰性气体；/n（2）电极组件包括第一电极、与第一电极相配合的第二电极，第一电极的工作端与第二电极的工作端之间沿竖直方向形成爆炸区域；/n利用送丝单元将丝材沿竖直方向送入爆炸区域内，并将包覆粉体沿竖直方向通过爆炸区域，实现丝材与包覆粉体在爆炸区域内的同轴同步运动，丝材位于包覆粉体内；/n（3）丝材与包覆粉体在爆炸区域内同步运动的过程中，电极组件工作，利用电爆炸雾化法将丝材快速熔化及气化并形成丝材蒸气，包覆粉体在爆炸区域内的丝材周围形成包覆粉体气团，丝材形成的丝材蒸气沉积在包覆粉体表面，形成丝材包粉核壳结构，即可。/n

【技术特征摘要】
1.一种电爆炸包覆粉体的方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）使电爆炸包覆粉体的装置中的爆炸腔处于真空状态，或抽真空后充入惰性气体；
（2）电极组件包括第一电极、与第一电极相配合的第二电极，第一电极的工作端与第二电极的工作端之间沿竖直方向形成爆炸区域；
利用送丝单元将丝材沿竖直方向送入爆炸区域内，并将包覆粉体沿竖直方向通过爆炸区域，实现丝材与包覆粉体在爆炸区域内的同轴同步运动，丝材位于包覆粉体内；
（3）丝材与包覆粉体在爆炸区域内同步运动的过程中，电极组件工作，利用电爆炸雾化法将丝材快速熔化及气化并形成丝材蒸气，包覆粉体在爆炸区域内的丝材周围形成包覆粉体气团，丝材形成的丝材蒸气沉积在包覆粉体表面，形成丝材包粉核壳结构，即可。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3中，在丝材蒸气与包覆粉体气团内包覆粉体颗粒下落的过程中，丝材蒸气沉积在包覆粉体颗粒的表面，并冷却，形成丝材包粉核壳结构。


3.根据权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于，待步骤3完成后，得到粉体混合物；
再将得到的粉体混合物返回步骤3中，并以得到的粉体混合物替代包覆粉体，重复步骤3，直到所得粉体混合物的包覆量达到设定值。


4.一种电爆炸包覆粉体的装置，其特征在于，包括用于输送丝材的送丝单元、粉体输送单元、爆炸单元、收集单元、气体处理单元；
所述粉体输送单元包括用于添加包覆粉体的进料管、第一螺旋输送组件、粉料输送管、导丝管、同轴送粉管，所述进料管与第一螺旋输送组件相连且进料管内的包覆粉体能经第一螺旋输送组件进行输送；
所述第一螺旋输送组件包括第一驱动装置、第一螺旋输送杆、第一输送管，所述第一驱动装置与第一螺旋输送杆相连，所述第一螺旋输送杆设置在第一输送管内且第一驱动装置能带动第一螺旋输送杆相对第一输送管转动以实现对粉体物料的输送；
所述第一输送管包括第一送料管段、第一出料管段，所述第一出料管段上设置有若干个出料孔，所述第一送料管段与第一出料管段相连为一体且进料管内的粉体物料能经第一送料管段输送后经第一出料管段的出料孔输出；
所述第一出料管段与粉料输送管相配合，所述粉料输送管与同轴送粉管相连且第一出料管段输出的包覆粉体能经粉料输送管输送至同轴送粉管内；
所述导丝管与送丝单元相连且送丝单元内输出的丝材能经导丝管输出，所述导丝管设置在同轴送粉管内且同轴送粉管内输出的包覆粉体在下落过程中能位于导丝管输出的丝材周围并实现丝材输出与包覆粉体下落的同步进行；
所述爆炸单元包括爆炸腔、与电爆炸电源相连的电极组件、电极绝缘体，所述电极组件包括第一电极、与第一电极相配合的第二电极；
所述同轴送粉管与爆炸腔相连，所述第一电极、第二电极分别通过电极绝缘体与爆炸腔相连且第一电极的工作端、第二电极的工作端分别位于爆炸腔内并能在爆炸腔内形成电爆炸；
所述第一电极的工作端位于同轴送粉管出口下方；所述第二电极的工作端位于同轴送粉管出口正下方，所述第二电极的工作端的中心轴线与导丝管的中心轴线相平行；
所述第一电极的工作端与第二电极的工作端之间沿竖直方向形成爆炸区域且自导丝管输出的丝材与同轴送粉管输出的包覆粉体能沿竖直方向同步进入...

【专利技术属性】
技术研发人员：殷柳，魏禹，
申请(专利权)人：四川弘博新材科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51