本发明专利技术涉及纳米合金材料制备技术领域，提供一种纳米合金颗粒的制备装置及方法，该纳米合金颗粒的制备装置包括激光发生单元和制备单元。激光发生单元用于发出至少两束激光。制备单元包括制备器，制备器内形成有制备腔，制备腔内设有至少两个用于放置异种靶材的放置平台，制备器还设有用于穿过激光的入射窗以及用于收集纳米合金颗粒的收集口。其中，靶材设置为圆形，靶材的所在平面与激光的焦平面的相交处与靶材的直径相重合，放置平台可驱动靶材沿其圆心自转，激光发生单元可驱动激光沿靶材的直径方向移动。实现等离子体的充分交叉复合，提升纳米合金颗粒的均匀性。提升纳米合金颗粒的均匀性。提升纳米合金颗粒的均匀性。
【技术实现步骤摘要】
纳米合金颗粒的制备装置及方法
[0001]本专利技术涉及纳米合金材料制备
，尤其涉及一种纳米合金颗粒的制备装置及方法。
技术介绍
[0002]随着科技发展，单质纳米颗粒已无法满足人们在实际应用中的需求，而纳米合金颗粒兼具纳米颗粒和合金的独特性能，在电、磁、催化、抗蚀性、硬度、熔点等方面都有着优异的特性。
[0003]目前的纳米合金颗粒主要有物理法制备和化学法制备，相关技术中的纳米合金颗粒的制备方法中，不同等离子体在形成合金颗粒时混合程度不足，造成纳米合金颗粒分布不均。
技术实现思路
[0004]本专利技术提供一种纳米合金颗粒的制备装置，用以解决现有技术中所制备的纳米合金颗粒分布不均的技术问题，实现等离子体的充分交叉复合，提升纳米合金颗粒的均匀性。
[0005]本专利技术还提供一种纳米合金颗粒的制备方法。
[0006]本专利技术的技术方案提供一种纳米合金颗粒的制备装置，包括：
[0007]激光发生单元，用于发出至少两束激光；
[0008]制备单元，包括制备器，所述制备器内形成有制备腔，所述制备腔内设有至少两个用于放置异种靶材的放置平台，所述制备器还设有用于穿过激光的入射窗以及用于收集纳米合金颗粒的收集口；
[0009]其中，所述靶材设置为圆形，所述靶材的所在平面与激光的焦平面的相交处与所述靶材的直径相重合，所述放置平台可驱动所述靶材沿其圆心自转，所述激光发生单元可驱动激光沿所述靶材的直径方向移动。
[0010]根据本专利技术提供的一种纳米合金颗粒的制备装置，所述激光发射单元包括：
[0011]激光发射器，用于产生激光；
[0012]若干反射镜，相互之间间隔设置，用于反射激光以使激光沿预设光路传播；
[0013]至少两个分光机构，沿所述预设光路的方向依次间隔设置，所述分光机构用于使一束激光分束为两束激光；
[0014]振镜，设于所述预设光路的末端，所述振镜用于聚焦激光以使经所述振镜处理的激光的焦点位于同一焦平面，所述振镜与所述分光机构相适配；
[0015]激光功率仪，设于其中一个所述分光机构分束后的其中一条光路，用于检测位于对应光路的激光功率。
[0016]根据本专利技术提供的一种纳米合金颗粒的制备装置，所述分光机构包括：
[0017]半波片和分束片，所述半波片和所述分束片沿所述预设光路的方向依次间隔设置，所述半波片用于对激光进行旋转，所述分束片用于对激光进行反射和透射，以使一束激
光经所述分束片分为两束激光；
[0018]其中，各所述半波片分别连接有旋转驱动件，用于调节所述半波片的偏转角，所述分束片基于所述半波片的偏转角调节分束后的两束激光的强度比例。
[0019]根据本专利技术提供的一种纳米合金颗粒的制备装置，所述制备单元还包括：
[0020]伸缩机构，可伸缩的设于所述制备腔；
[0021]旋转机构，设于所述制备腔，所述旋转机构的一端与所述放置平台相连，用于驱动所述放置平台自转，所述旋转机构的另一端与所述伸缩机构相连，用于由所述伸缩机构驱动所述放置平台升降。
[0022]根据本专利技术提供的一种纳米合金颗粒的制备装置，各所述振镜可分别使从所述振镜出射的激光沿对应的所述靶材的直径方向往复运动；
[0023]其中，所述振镜驱动激光移动的速度与所述靶材的旋转角速度正相关，并且，所述振镜驱动激光移动的速度还与所述靶材的半径与激光移动距离的差值正相关。
[0024]根据本专利技术提供的一种纳米合金颗粒的制备装置，还包括中控单元，所述中控单元分别与各所述振镜电连接，用于驱动各所述振镜同步动作，所述中控单元还与所述旋转驱动件和所述激光功率仪电连接，所述中控单元用于接收所述激光功率反馈的激光功率信号以驱动所述旋转驱动件动作，所述中控单元还与所述伸缩机构和所述旋转机构电连接，用于驱动所述靶材旋转和高度调节。
[0025]根据本专利技术提供的一种纳米合金颗粒的制备装置，所述放置平台与水平面之间呈夹角设置，以使所述靶材的所在平面与所述水平面的夹角范围为10
°
至60
°
；
[0026]从所述振镜出射的激光与所述靶材的所在平面之间呈夹角设置，并且，从所述振镜出射的激光与所述靶材的所在平面的夹角范围为10
°
至60
°
；
[0027]各所述放置平台间隔设置，以使各所述靶材在水平方向的间距范围为0至100mm，并且使各所述靶材在高度方向的间距范围为0至100mm。
[0028]根据本专利技术提供的一种纳米合金颗粒的制备装置，所述制备器的顶面形成有与所述放置平台相对应的收集口，所述收集口通过收集通道连接有收集器，所述收集器设置为从上至下渐缩的锥形，所述收集器的下端连接有收集瓶，所述收集器的上端构造有出风通道。
[0029]根据本专利技术提供的一种纳米合金颗粒的制备装置，所述制备腔内还设有送气装置，所述送气装置的出风口朝向所述靶材，用于混合异种靶材产生的等离子体，并使等离子体沿收集口移动，其中，所述送气装置适于吹出惰性气体，且所述送气装置的气体流量为0.1L/min至5.0L/min；
[0030]所述收集通道连通有进风通道，所述进风通道适于朝所述收集器的方向吹入惰性气体。
[0031]根据本专利技术提供的一种纳米合金颗粒的制备装置，所述制备器还连接有真空装置和真空计，所述真空装置用于对所述制备腔抽真空，所述真空计用于检测所述制备腔的真空度。
[0032]本专利技术的技术方案还提供一种纳米合金颗粒的制备方法，包括如下步骤：
[0033]将至少两种靶材分别放置于制备器的放置平台，调节靶材与振镜的相对位置；
[0034]将制备腔调节至真空环境或气氛环境，利用所述激光发生单元发出至少两束激
光，并基于纳米合金颗粒中合金的比例需求调节半波片的偏转角以调节各束激光的激光功率；
[0035]至少两束激分别从入射窗透射至制备腔中，并分别照射到至少两种靶材；
[0036]利用中控单元驱动振镜动作以使激光沿所述靶材的直径方向往复运动，并利用旋转机构驱动靶材自转，以产生至少两种等离子体，并使至少两种等离子体交叉复合形成纳米合金颗粒；
[0037]其中，所述振镜驱动激光移动的速度与所述靶材的旋转角速度正相关，并且，所述振镜驱动激光移动的速度还与所述靶材的半径与激光移动距离的差值正相关。
[0038]本专利技术实施例提供的纳米合金颗粒的制备装置，通过激光发生单元产生的至少两束激光分别从入射窗透射于制备腔中，至少两束激光分别照射至放置于放置平台的异种靶材，以产生至少两种等离子体。通过激光发生单元驱动激光沿靶材的直径方向移动，利用放置平台驱动靶材沿其圆心自转，并且靶材的所在平面与激光的焦平面的相交处与靶材的直径相重合，基于对激光移动路径的控制确保靶材均匀的消耗，同时避免激光在移动路径中使不同等离子体之间出现无法交叉复合的情况，以使不同等离子体之间能充分交叉复合，确保所形成的纳米合金颗本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种纳米合金颗粒的制备装置，其特征在于，包括：激光发生单元，用于发出至少两束激光；制备单元，包括制备器，所述制备器内形成有制备腔，所述制备腔内设有至少两个用于放置异种靶材的放置平台，所述制备器还设有用于穿过激光的入射窗以及用于收集纳米合金颗粒的收集口；其中，所述靶材设置为圆形，所述靶材的所在平面与激光的焦平面的相交处与所述靶材的直径相重合，所述放置平台可驱动所述靶材沿其圆心自转，所述激光发生单元可驱动激光沿所述靶材的直径方向移动。2.根据权利要求1所述的纳米合金颗粒的制备装置，其特征在于，所述激光发射单元包括：激光发射器，用于产生激光；若干反射镜，相互之间间隔设置，用于反射激光以使激光沿预设光路传播；至少两个分光机构，沿所述预设光路的方向依次间隔设置，所述分光机构用于使一束激光分束为两束激光；至少两个振镜，设于所述预设光路的末端，所述振镜用于聚焦激光以使经所述振镜处理的激光的焦点位于同一焦平面，所述振镜与所述分光机构相适配；激光功率仪，设于其中一个所述分光机构分束后的其中一条光路，用于检测位于对应光路的激光功率。3.根据权利要求2所述的纳米合金颗粒的制备装置，其特征在于，所述分光机构包括：半波片和分束片，所述半波片和所述分束片沿所述预设光路的方向依次间隔设置，所述半波片用于对激光进行旋转，所述分束片用于对激光进行反射和透射，以使一束激光经所述分束片分为两束激光；其中，各所述半波片分别连接有旋转驱动件，用于调节所述半波片的偏转角，所述分束片基于所述半波片的偏转角调节分束后的两束激光的强度比例。4.根据权利要求3所述的纳米合金颗粒的制备装置，其特征在于，所述制备单元还包括：伸缩机构，可伸缩的设于所述制备腔；旋转机构，设于所述制备腔，所述旋转机构的一端与所述放置平台相连，用于驱动所述放置平台自转，所述旋转机构的另一端与所述伸缩机构相连，用于由所述伸缩机构驱动所述放置平台升降。5.根据权利要求4所述的纳米合金颗粒的制备装置，其特征在于，各所述振镜可分别使从所述振镜出射的激光沿对应的所述靶材的直径方向往复运动；其中，所述振镜驱动激光移动的速度与所述靶材的旋转角速度正相关，并且，所述振镜驱动激光移动的速度还与所述靶材的半径与激光移动距离的差值正相关。6.根据权利要求5所述的纳米合金颗粒的制备装置，其特征在于，还包括中控单元，所述中控单元分别与各所述振镜电连接，用于驱动各所述振镜同步动作，所述中控单元还与所述旋转驱动件和所述激光功率仪电连接，所述中控单元用于接收所述激光功率反馈的激光...
【专利技术属性】
技术研发人员：贾强，胡虎安，郭福，王乙舒，马立民，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：
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