一种金属铌纳米粉末的制备方法及制备装置制造方法及图纸

一种金属铌纳米粉末的制备方法及制备装置，属于金属加工领域，本发明专利技术为了解决现有金属铌纳米粉末制备方法存在着制备产量低、制备成本高、不利于工业生产的问题，本发明专利技术提供的一种金属铌纳米粉末的制备方法及制备装置，可以通过示波器反馈的信息对电源输出波形及电源参数进行控制以及结合加工介质溶液成分、温度的控制，改善电源放电的动特性，改善电源放电的动特性，达到精确控制工件表面电弧放电强弱的目的，实现了根据需求控制电弧在纳米至微米级别的放电，确保每次电弧轰击纯金属铌板时都会产生纳米至微米级粉末，使纳米级的金属铌粉末可以附着在纯金属铌板的表面，便于后期回收。收。收。

【技术实现步骤摘要】
一种金属铌纳米粉末的制备方法及制备装置


[0001]本专利技术属于金属加工领域，具体涉及一种金属铌纳米粉末的制备方法及制备装置。

技术介绍

[0002]纳米金属粉末在众多领域中有着重要的应用，纳米金属粉末的制备方法发展也十分迅速,从气相法、液相法、固相法发展到激光法、等离子体法、金属喷雾燃烧法等,但这些方法均存在着产量低、成本高的问题；生产出来的粉末产品售价高(纳米金属粉末的价格通常是普通金属粉末的几十倍),这严重制约了纳米金属粉末的应用与推广。
[0003]铌由于镧系收缩，出现额外的电子，铌的金属键就变得更强，因而它具有较高的熔点和沸点以及较大的原子焓，具有高熔点、较高的高温强度和比强度、良好的室温加工性能、焊接性和耐蚀性、无放射性等特点。铌的纳米粉末有十分广阔的应用前景，但目前还没有成功的工业生产方法，因此研发一种金属铌纳米粉末的制备方法及制备装置是很符合实际应用的。

技术实现思路

[0004]本专利技术为了解决现有金属铌纳米粉末制备方法存在着制备产量低、制备成本高、不利于工业生产的问题，进而提供一种金属铌纳米粉末的制备方法及制备装置；
[0005]一种金属铌纳米粉末的制备装置，所述制备装置包括可调直流电源、夹具和反应容器，夹具通过导线与可调直流电源的正极相连，反应容器通过导线与可调直流电源的负极相连；
[0006]所述可调直流电源与示波器相连，示波器用于对电源的波形进行分析，可调直流电源的正极与夹具之间设有整流部件；
[0007]所述夹具的材质与被加工工件的材质相同；
[0008]进一步地，所述可调直流电源的正极与夹具之间的整流部件为二级管，二极管串联在可调直流电源的正极与夹具之间；
[0009]进一步地，所述可调直流电源的正极与夹具之间的整流部件为电容，电容并联在被加工工件的两端；
[0010]一种金属铌纳米粉末的制备方法，所述方法是通过以下步骤实现的：
[0011]步骤一：将金属铌在加工之前先用砂纸打磨，磨掉表面的油污杂质；
[0012]步骤二：将步骤一中去除表面油污的铌工件装夹在夹具上，并将夹具通过导线与可调直流电源正极连接，将反应容器与可调直流电源负极连接；
[0013]步骤三：将加工介质溶液加热至70℃
‑
90℃后注入到反应容器中，启动可调直流电源对夹具及反应容器加载电压，将铌工件的夹具缓慢浸没入加工介质溶液中，根据示波器中显示的波形及电源参数，调节可调直流电源，使加工电流密度保持在0.1
‑
0.3A/cm2；
[0014]步骤四：加工时间设置为5至10分钟，然后缓慢将带有铌工件的夹具从反应容器中
取出，关闭可调直流电源；
[0015]步骤五：将铌工件从夹具中拆卸下来，并迅速将铌工件放入酒精中，利用刮取装置将铌板表面附着的铌纳米粉末刮下，刮下铌纳米粉融入酒精；
[0016]步骤六：将酒精加热蒸发，留下金属铌纳米粉末；
[0017]进一步地，所述步骤三中的加工介质溶液为低浓度盐溶液；
[0018]进一步地，所述步骤三中的加工介质溶液由氟化铵、氟化钾和纯水组成，其中氟化铵、氟化钾和纯水的含量比值为4％～5％：0.8％：94.2％～95.2％。
[0019]本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果：
[0020]1、本专利技术提供的一种金属铌纳米粉末的制备方法及制备装置，可以通过示波器反馈的信息对电源输出波形及电源参数进行控制以及结合加工介质溶液成分、温度的控制，改善电源放电的动特性，改善电源放电的动特性，达到精确控制工件表面电弧放电强弱的目的，实现了根据需求控制电弧在纳米至微米级别的放电，确保每次电弧轰击纯金属铌板时都会产生纳米至微米级粉末，使纳米级的金属铌粉末可以附着在纯金属铌板的表面，便于后期回收。
[0021]2、本专利技术提供的一种金属铌纳米粉末的制备方法及制备装置，其中所用的加工介质为低浓度盐溶液，中性无毒，在加工过程中不会产生有害气体，并且溶液成分使得铌工件被电弧轰击下来的金属纳米粉末附着在工件表面上，便于后期进行统一回收，加工可持续、高效，溶液可以循环利用，成本低、环保。
[0022]3、本专利技术提供的一种金属铌纳米粉末的制备方法及制备装置，实现了对金属铌纳米粉末的制备，本专利技术生产的金属铌纳米粉末纯度高、产量大，同时效率高、设备操作相对简单、可以工业化大规模投产、成本低、产品价格降低有极大竞争力。
附图说明
[0023]图1为本专利技术中所述装置的连接示意图；
[0024]图2为利用本专利技术所述方法制备得到的铌纳米粉末扫描电镜照片(10μm)；
[0025]图3为利用本专利技术所述方法制备得到的铌纳米粉末扫描电镜照片(50μm)；
[0026]图4为利用本专利技术所述方法加工后纯金属铌板表面纳米级放电痕迹；
[0027]图中：1可调直流电源、2夹具、3反应容器、4工件和5反应层。
具体实施方式
[0028]具体实施方式一：参照图1至图4说明本实施方式，本实施方式提供了一种金属铌纳米粉末的制备装置，其特征在于：所述制备装置包括可调直流电源1、夹具2和反应容器3，夹具2通过导线与可调直流电源1的正极相连，反应容器3通过导线与可调直流电源1的负极相连；
[0029]所述可调直流电源1与示波器相连，示波器用于对电源的波形进行分析，可调直流电源1的正极与夹具2之间设有整流部件；
[0030]所述夹具2的材质与被加工工件的材质相同。
[0031]本实施方式中反应容器3中设有温度传感器，可以对加工时的溶液温度进行有效监控，可以通过示波器对电源输出波形及电源参数和加工介质溶液成分(初始的配比不会
随着加工过程中变化，为预先设定值)、温度传感器为溶液温度的控制，改善电源放电的动特性，达到精确控制工件表面电弧放电强弱的目的，实现了根据需求控制电弧在纳米至微米级别的放电，确保每次电弧轰击纯金属铌板时都会产生纳米至微米级粉末，使纳米级的金属铌粉末可以附着在纯金属铌板的表面，便于后期回收。
[0032]具体实施方式二：参照图1至图4说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的整流部件作进一步限定，本实施方式中，所述可调直流电源1的正极与夹具2之间的整流部件为二级管，二极管串联在可调直流电源1的正极与夹具2之间。其它组成及连接方式与具体实施方式一相同。
[0033]具体实施方式三：参照图1至图4说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式二所述的整流部件作进一步限定，本实施方式中，所述可调直流电源1的正极与夹具2之间的整流部件为电容，电容并联在被加工工件的两端，电容的一端与夹具2相连，电容的另一端与反应容器3相连。其它组成及连接方式与具体实施方式二相同。
[0034]结合具体实施方式二和具体实施方式三中说明，通过示波器对原有电源的波形进行分析，发现电源波形整流效果不佳，输出直流波形不稳定，于是通过在电源输出端串联二极管和并联电容等方式对整流后的波形进行改善本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金属铌纳米粉末的制备装置，其特征在于：所述制备装置包括可调直流电源(1)、夹具(2)和反应容器(3)，夹具(2)通过导线与可调直流电源(1)的正极相连，反应容器(3)通过导线与可调直流电源(1)的负极相连；所述可调直流电源(1)与示波器相连，示波器用于对电源的波形进行分析，可调直流电源(1)的正极与夹具(2)之间设有整流部件；所述夹具(2)的材质与被加工工件的材质相同。2.根据权利要求1中所述的一种金属铌纳米粉末的制备装置，其特征在于：所述可调直流电源(1)的正极与夹具(2)之间的整流部件为二级管，二极管串联在可调直流电源(1)的正极与夹具(2)之间。3.根据权利要求1中所述的一种金属铌纳米粉末的制备装置，其特征在于：所述可调直流电源(1)的正极与夹具(2)之间的整流部件为电容，电容并联在被加工工件的两端。4.一种利用权利要求1至3中任意一种金属铌纳米粉末的制备装置实现的金属铌纳米粉末的制备方法，其特征在于：所述方法是通过以下步骤实现的：步骤一：将金属铌在加工之前先用砂纸打磨，磨掉表面的油污杂质；步骤二：将步骤一中去除表面油污的铌工件装夹在夹具(2)上，并将夹具(2)通过导线与可调直流电源(...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁睿，杨子酉，何琳，
申请(专利权)人：和超高装中山科技有限公司，
类型：发明
国别省市：