一种粉体镀膜设备及镀膜方法技术

本发明专利技术涉及一种粉体镀膜设备，壳体（3）中底座（

【技术实现步骤摘要】
一种粉体镀膜设备及镀膜方法

技术介绍

[0001]非金属矿物粉体通常可以应用于塑料橡胶或者其他高分子聚合物材料形成具有优异性能的复合材料，而且还可以作为添加材料用于油漆涂料
、
油墨
、
化妆品以及涂层材料中
。
无机粉体材料在用于其他材料添加形成复合材料时通常需要做表面处理和改性，以便实现最佳的复合材料性能
。
粉体材料的改性通常包括表面有机处理以及表面无机包覆，表面的无机包覆涉及到粉体表面镀膜技术和方法
。
然而粉体具有易团聚的特点，因此在现有常规镀膜方法中比如磁控溅射的原子层沉积方法等用于粉体镀膜时，粉体表面无法实现均匀完全覆盖，而其他的如采用对镀膜材料进行高温熔融，实现在粉体表面包覆的方法，不适宜用于熔点高的镀膜材料
。
[0002]例如中国专利
CN113564565A
公开了通过旋转叶轮的物理搅拌并结合粉体自上往下降落过程中的重力作用使得粉体分散，通过通入第一前驱体和第二前驱体吸附在粉体表面反应形成薄膜
。
然而尽管有叶轮搅拌，粉体难免仍然会有部分团聚聚集，使得通入的第一和第二前驱体不能完全包覆粉体颗粒表面，导致不能完全形成完整均匀的薄膜
。
[0003]中国专利
CN110039044A
公开了通过加热待镀薄膜材料进行高温熔融形成液态，而粉体在圆周转料盘的带动下运行至熔融态待镀膜材料处，被待镀膜材料包覆，形成薄膜
。
该过程需要高温，对一些较易熔融的金属或陶瓷可以实现镀膜，然而对多数无机材料难以形成熔融态，则难以进行镀膜
。
[0004]中国专利
CN206157222U
采用磁控溅射法对粉体进行镀膜，其中粉体置于底层安装弹簧和弹珠层的托盘中，利用弹簧和弹珠的震动带动托盘震动实现粉体的翻转，然而这一过程不能解决粉体团聚的问题，仍会带来薄膜不能完整均匀包覆粉体的问题
。
[0005]专利技术目的本专利技术的目的就是为了解决现有技术中粉体镀膜过程中，薄膜不能实现粉体颗粒表面均匀完全覆盖的问题，提供的一种粉体镀膜设备及镀膜方法
。
[0006]本专利技术采用了如下技术方案：本专利技术通过原子层沉积方法，利用分层网筛分散粉体，气流带动镀膜前驱体吹扫粉体表面，在气流吹扫时带动粉体漂浮，实现反应前驱体完全覆盖粉体表面，并适宜的温度条件下反应成膜
。
[0007]本专利技术首先提供一种粉体镀膜设备，包括由壳体以及相连的底座和上盖构成的容器，壳体内壁上设有加热器，壳体底部的底座上面连接镀膜支架，镀膜支架上端连接有
V
型锥筒，
V
型锥筒上端设有筒形支架，筒形支架内设有加热元件，
V
型锥筒上端还设置一组层叠的盛装粉体的筛笼，筒形支架及其加热元件将层叠的筛笼包围；壳体外部设有载气输送装置，载气输送装置连接载气及前驱体输送管道
、
并通过管道与
V
型锥筒下端联通；底座上连接抽气管与壳体内腔联通，抽气管另一端连接尾气处理装置，尾气处理装置通过管道连接抽真空系统
。
[0008]在上述技术方案的基础上，有以下进一步的技术方案：
所述的筛笼上层和下层以及侧边均由一定孔径的筛网围城，在筛笼的侧边留有开口，所需要镀膜的粉体由开口放入相应的筛笼底层；所述的每个筛笼均由一定孔径的下层筛网以及侧边筛网围城，筒形支架顶部铰接的筛笼网盖与最上层的筛笼上端封盖配合，翻转打开筛笼盖，筛笼盖将层叠的筛笼取出，所需要镀膜的粉体由筛笼开口放入相应的筛笼底层；筛笼为单层筛笼结构或多层筛笼结构；所述的筛笼的网孔为相同或者不同尺寸，网孔尺寸在1μ
m
以上，根据所要镀膜的粉体颗粒尺寸选择
。
[0009]本专利技术还提供了一种粉体镀膜设备的粉体镀膜方法，包括以下步骤：1）首先根据粉体尺寸，选择不同网孔大小的筛笼，将对应尺寸的粉体单分散铺展在每层筛笼的底层筛网层上，然后将各层筛笼层叠；2）打开壳体上盖，将层叠的筛笼放入筒形支架内的粉体镀膜支撑架上；关闭上盖并对壳体内真空腔室抽真空，待抽至设定的真空度，开启温度控制系统，真空腔室及粉体镀膜支撑架加热到所设定的温度并维持；3）根据所需镀膜薄膜种类确定至少一种前驱体源，开启载气及其载气输送装置，依次通入相应前驱体源，按照顺序，先通入第一前驱体源，第一前驱体源通过
V
型锥筒依次进入每层筛笼底层筛网层，再依次与每层筛笼底层筛网层上的粉体发生吸附作用，将第一前驱体包裹粉体，第一前驱体源持续通入设定时间后停止，通入载气氩气或者氮气清洗多余的前驱体；然后通入第二前驱体，第二前驱体源通过
V
型锥筒依次进入每层筛笼底层筛网层，依次与每层筛笼底层筛网层上的包裹第一前驱体的粉体发生吸附作用，使第二前驱体包裹在第一前驱体上面，第二前驱体源持续通入设定时间后停止，通入载气氩气或者氮气清洗多余的前驱体；根据需要决定是否再通入第三种及以上的种类的前驱体源及载气
。
[0010]依次类推直至通入形成薄膜所需的全部前驱体，所有前驱体全部吸附后彼此之间发生反应形成膜层材料；重复以上过程，直至形成薄膜厚度达到所需厚度
。
[0011]根据所需要的镀膜厚度确定通入第一前驱体和第二前驱体的反应步骤重复循环的次数
。
[0012]本专利技术的有益效果采用筛网层支撑粉体，并且载气和前驱体的进口为下窄上宽的结构，载气连同前驱体进入进口后上升气流会带动粉体漂浮，漂浮中粉体完全分散并暴露与载气和前驱体气氛中
。
前驱体随载气进入分体筛网会带动粉体颗粒悬浮分散，进而可以吸附于粉体的整个表面，形成完整的膜层
。
附图说明
[0013]图1是本专利技术的一种粉体镀膜设备的结构图；图2是层叠的筛笼结构图；图3是粉体镀膜原理图
。
实施方式
[0014]实施例1，如图
1、
图2所示，本专利技术提供的一种粉体镀膜设备，包括：由壳体3以及相连的底座
12
和上盖2构成的容器，壳体3内壁上设有加热器4，具体的如热管
。
壳体底部的底座
12
上面连接镀膜支架
13
，镀膜支架
13
上端连接有
V
型锥筒9，
V
型锥筒9的上面大端连接于镀膜支架
13
上端
、
下面小端位于底座
12
上面，镀膜支架
13
上端设有筒形支架6，筒形支架内设有加热元件5如热管，加热元件5和加热器4通过导线连接与温控装置
16
，对其进行温度控制
。
[0015]V
型锥筒9上端还设置层叠的盛装粉体的筛笼
14
，筒形支架6及其加热元件5将层叠的筛笼
14
包围
。
所述的筛笼本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种粉体镀膜设备，其特征在于包括由壳体（3）以及相连的底座（
12
）和上盖（2）构成的容器，壳体（3）内壁上设有加热器（4），壳体底部的底座（
12
）上面连接镀膜支架（
13
），镀膜支架（
13
）上端连接有
V
型锥筒（9），
V
型锥筒（9）上端设有筒形支架（6），筒形支架内设有加热元件（5），
V
型锥筒（9）上端还设置一组层叠的盛装粉体的筛笼（
14
），筒形支架及其加热元件将层叠的筛笼（
14
）包围；壳体（3）外部设有载气输送装置（7），载气输送装置连接载气及前驱体输送管道
、
并通过管道（8）与
V
型锥筒（9）下端联通；底座（
12
）上连接抽气管（
10a
）与壳体（3）内腔（1）联通，抽气管（
10a
）另一端连接尾气处理装置（
10
），尾气处理装置通过管道连接抽真空系统（
11
）
。2.
根据权利要求1所述的一种粉体镀膜设备，其特征在于所述的筛笼（
14
）上层和下层以及侧边均由一定孔径的筛网围城，在筛笼的侧边留有开口（
15
），所需要镀膜的粉体由开口放入相应的筛笼底层
。3.
根据权利要求1所述的一种粉体镀膜设备，其特征在于所述的每个筛笼（
14
）均由一定孔径的下层筛网以及侧边筛网围城，筒形支架（6）顶部铰接的筛笼网盖与最上层的筛笼上端封盖配合，翻转打开筛笼盖，筛笼盖将层叠的筛笼（
14
）取出，所需要镀膜的粉体由筛笼开口放入相应的筛笼...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏文静，甘治平，姚婷婷，李刚，
申请(专利权)人：中建材玻璃新材料研究院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：