一种焦耳热管式反应架制造技术

为了稳定支撑住各种长度和粗细的焦耳热反应管，本实用新型专利技术提供一种长度可伸缩、电极杆粗细可调整的焦耳热管式反应架。它主要由导轨滑台、绝缘板、固定块、接线螺丝和双头螺纹电极杆组成，导轨滑台可实现长度伸缩，双头螺纹螺杆可实现螺杆直径由细变粗，从而一个反应架可以适用于不同长度和不同内径的焦耳热反应管，极大方便了科研人员进行焦耳热实验。极大方便了科研人员进行焦耳热实验。极大方便了科研人员进行焦耳热实验。

【技术实现步骤摘要】
一种焦耳热管式反应架


[0001]本技术属于纳米材料制备领域，具体涉及一种焦耳热管式反应架。

技术介绍

[0002]1841年，英国物理学家焦耳发现电流通过导体时可以产生热量，这种热量称为焦耳热。近年来，科研人员把大电流通过导电粉末产生焦耳热，在瞬间高温下发生反应，制备了一系列新颖的纳米材料，包括石墨烯、碳纤维、纳米管、高熵合金等。为了实现焦耳热反应，需要把导电粉末装入石英或氧化铝等绝缘管中，用圆柱电极直接压紧导电粉末。由于导电粉末的焦耳热会产生高达3000℃的高温，绝缘管同时也被加热到很高的温度，因此装有反应物的绝缘管必须被悬空架起，这就需要使用焦耳热管式反应架。
[0003]焦耳热反应的反应物不同，实验设计不同，需要用到长短和粗细不同的绝缘管。为了稳定地架起各种绝缘管，需要制作不同长度和直径的焦耳热管式反应架，效率低下。而制作反应架需要机械加工技能和工具，这是大多数科研人员所缺乏的。因此反应架的单一性很大程度上制约了科研人员快速实施焦耳热实验。为了解决这种问题，需要一种长度可伸缩、电极杆粗细可调整的管式反应架，满足科研人员对反应架的需求，极大地提高科研人员的实验效率，促进焦耳热技术和新型纳米材料的研究开发。

技术实现思路

[0004]本技术的目的是，为了提高科研人员焦耳热实验效率，提供一种长度可伸缩、电极杆粗细可调整的焦耳热管式反应架。
[0005]为实现上述目的，本技术采用的技术方案是：
[0006]一种焦耳热管式反应架，包括反应架底座、绝缘板、固定块、通孔螺母、电极杆、接线螺丝，绝缘板安装在底座上，固定块安装在绝缘板上，固定块上有孔来固定通孔螺母，电极杆和接线螺丝都安装在通孔螺母上，直流电源连到反应架的两个接线螺丝上，放电时，电流从电源正极通过正极电极杆、绝缘管内导电堵头、导电粉末、导电堵头、负极电极杆流回电源负极，同时导电粉末通电产生焦耳热生成新型纳米材料，其特征在于，反应架底座是导轨滑台，一个固定块安装在导轨滑台的滑块上，另一个安装在导轨滑台的固定端，固定块上的电极杆是双头螺纹螺杆。
[0007]进一步地，所述的双头螺纹螺杆一端安装在通孔螺丝内进行固定，另一端可以安装一个圆螺母扩大电极杆直径。
[0008]进一步地，所述导轨滑台是手动滑台或电动滑台。
[0009]进一步地，所述的绝缘板是由石英、氧化铝陶瓷、氧化镁陶瓷、氮化硼陶瓷、聚四氟乙烯（PTFE）、对位聚苯（PPL）、聚苯并咪唑（PBI）、聚醚醚酮（PEEK）、聚酰亚胺（PI）或聚酰胺酰亚胺（PAI）制成。
[0010]进一步地，电极杆的材料是不锈钢、钨、钨钢、铁、或石墨。
[0011]本技术的有益效果在于：（1）反应架底座是导轨滑台，可以通过滑台滑块移动
来调整正负电极杆之间距离，适应不同长度的绝缘反应管。（2）电极杆是双头螺纹螺杆，一头的螺丝用于把电极杆固定在通孔螺母内，另外一头可以架起绝缘管并压住导电粉末，并且可以安装不同外径的通孔内丝圆螺母，把螺杆的粗细扩大到与绝缘管内径匹配。这样， 用户就可以有一个适应各种长度、各种内径的焦耳热绝缘管的管式反应架。（3）电极杆在焦耳热的高温下可能会烧坏，只需要拆卸下来安装一个新电极杆，就可以重新使用了。
附图说明
[0012]图1是本技术的焦耳热管式反应架装置图。
实施方式
[0013]下面结合附图和实施例对本技术作进一步的描述。
[0014]下述实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所用原料和材料，如无特殊要求，均可以从商业途径获得。所用的电源为3千瓦直流电源（最大电压36V和最大电流83A）。
[0015]如图1所示，本实施例中的一种焦耳热管式反应架，包括反应架底座101、绝缘板102、固定块103、通孔螺母104、电极杆105、接线螺丝106，绝缘板安装在底座上，固定块安装在绝缘板上，固定块上有孔来固定通孔螺母，电极杆和接线螺丝都安装在通孔螺母上。大功率电源107用导线108连到反应架的两个接线螺丝上，放电时，电流从电源正极通过正极电极杆、绝缘管109内导电堵头110、导电粉末111、导电堵头、负极电极杆流回电源负极，同时导电粉末通电产生焦耳热生成新型纳米材料。为了配合不同内径的反应管，电极杆两头都有螺纹，可以安装一个大外径的圆通孔螺母112，扩大了电极杆的直径，确保稳固地支撑起反应管。为了能够调节两个电极杆之间距离，适应不同长度反应管，反应架底座为导轨滑台，有固定端121，滑块122，和滚轴123，通过手工旋钮或小电机124可以转动滚轴，带动滑块移动，从而改变两个电极杆之间的距离。这样，反应架就可以在长度上伸缩，在粗细上进行调整，架起并压紧不同长度、不同内径的反应管，大大提高焦耳热反应的实验效率。
实施例1
[0016]取一个长度为150mm的手动导轨滑台，用聚四氟乙烯板作为绝缘板，铝块作为固定块，安装外螺纹为12mm内螺纹为8mm的通孔螺丝，用螺母把通孔螺丝固定在固定块上。通孔螺丝外侧安装接线螺丝并连接好导线，内侧安装直径8mm螺纹长度60mm的不锈钢双头螺杆作为电极杆，组装完成了焦耳热管式反应架的基本结构。
[0017]取内径8mm长度70mm的石英管作为反应管，石英管中间反应物为0.1克导电炭黑，导电炭黑两端用8mm外径的石墨堵头堵住，这样就组装完成焦耳热反应管。
[0018]把反应管安装到组装好的反应架上，旋转滑台旋钮，电极杆从两端压紧石墨堵头，从而压紧反应物导电炭黑，压紧后电阻为0.9欧姆，把直流电源接到两个电极杆上，这样整个焦耳热加热装置就组装完成了。
[0019]把直流电源电压调整到24V；接通放电，反应管中导电炭黑发出耀眼的白光，使用红外温度探头检测温度达到2000℃；10秒后断开直流电源，反应管白光消失，温度快速下降。等反应管温度降低到室温，旋动滑台旋钮，把电极杆从反应管中退出来，就取下反应管
了。整个焦耳热反应就完成了。
[0020]可见，这种管式反应架可以很容易安装和取下反应管，提高焦耳热的实验效率。
实施例2
[0021]按照实施例1组装管式反应架。取内径12mm长度70mm的石英管作为反应管，石英管中间反应物为0.3克导电炭黑，导电炭黑两端用12mm外径的石墨堵头堵住，这样就组装完成焦耳热反应管。
[0022]在组装的管式反应架的8mm螺纹的电极杆头上安装一个内螺纹为8mm外径为12mm长度10mm的圆螺母，把内径12mm的反应管安装到组装好的反应架上，电极杆从两端压紧石墨堵头，从而压紧反应物导电炭黑，压紧后电阻为0.4欧姆，把直流电源接到两个电极杆上，这样整个焦耳热加热装置就组装完成了。
[0023]把直流电源电压调整到24V；接通放电，反应管中导电炭黑发出耀眼的白光，使用红外温度探头检测温度达到2200℃；10秒后断开直流电源，反应管白光消失，温度很快降下来。等反应管温度降低到室温，旋动滑台旋钮，把电极杆从反应管中退出来，就取下反应管了。整个焦耳本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种焦耳热管式反应架，包括反应架底座、绝缘板、固定块、通孔螺母、电极杆、接线螺丝，绝缘板安装在底座上，固定块安装在绝缘板上，固定块上有孔来固定通孔螺母，电极杆和接线螺丝都安装在通孔螺母上，直流电源连到反应架的两个接线螺丝上，放电时，电流从电源正极通过正极电极杆、绝缘管内导电堵头、导电粉末、导电堵头、负极电极杆流回电源负极，同时导电粉末通电产生焦耳热生成新型纳米材料，其特征在于，反应架底座是导轨滑台，一个固定块安装在导轨滑台的滑块上，另一个安装在导轨滑台的固定端，固定块上的电极杆是双头螺纹螺杆。2.根据权利要求1所述的一种焦耳热管式反应架，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张全福，吕海港，
申请(专利权)人：吕海港，
类型：新型
国别省市：