【技术实现步骤摘要】
本申请涉及晶须制备，特别是涉及一种制备碳酸钙晶须的装置和方法。
技术介绍
1、晶须(whisker)是指具有一定长径比和面积的单晶纤维材料，形貌一般表现为具有较高长径比的针状或纤维状，其原子排列高度有序，晶须结构比较完整，内部所含缺陷较少，故其强度和模量均接近于完美单晶体的理论值，具有高强度、高模量和优良的导热性能，作为填充材料使用时，可以提高制品的强度和耐磨性能，广泛应用于造纸、涂料、橡胶等行业。目前，碳化硅、al2o3、氧化锌、硼酸铝等少数晶须已经成功实现工业化生产，但因其生产成本较高，阻碍了其规模化应用及发展。碳酸钙晶须因其来源广泛且价格低廉，越来越多研究者开始研究碳酸钙晶须的制备。
2、在碳酸钙的各种形态的材料中，纤维状的晶须是最难制备的一类，尤其是大长径比晶须，更是困难。碳酸钙晶须是具有文石结构型的一种碳酸钙针状晶体，由于其晶体结构几乎没有缺陷，因此，碳酸钙晶须的力学性能优异，可以广泛用于刹车片、造纸、塑料等领域。在碳酸钙晶须中，长径比是一个关键指标，在应用中的具体体现就是晶须的长度。例如，晶须用于造纸领域，其长度必须要大于150微米。
3、然而，目前的碳酸钙晶须，其长度都较小，进而限制了碳酸钙晶须在在许多领域的应用。
技术实现思路
1、本申请的目的是提供一种制备碳酸钙晶须的装置和方法。
2、本申请采用了以下技术方案：
3、本申请的第一方面公开了制备碳酸钙晶须的装置，包括反应器和向所述反应器提供二氧化碳的供气机构；所述反应器
4、需要说明的是，本申请的制备碳酸钙晶须的装置，反应面与水平面之间具有大于0°的预设夹角，也即反应面一端高一端低地倾斜设置，由此，反应面上的氢氧化钙浆料在重力作用下可以按照一定速率由高的一端流向低的一端，供料口向反应面提供的氢氧化钙浆料与供气机构提供的二氧化碳接触，由于高的一端氢氧化钙浆料浓度高，因此能够形成大量的文石晶核，随着氢氧化钙浆料向低的一端流动，浆料浓度也逐步下降，此时，不再形成新的晶核，而是在原有的晶核基础上，开始继续生长成为文石雏晶，由于文石的单晶体呈柱状、针状，在浆料向低的一端流动、反应的过程中，其中的雏晶会逐步沿着晶体的长边取向排列成与氢氧化钙浆料流动方向一致，即针状晶体平行于浆料流动方向，因此，在雏晶生长的过程中，钙离子流动方向与针状晶体的长柱面平行，因此，离子与长柱面接触几率低，再加之水流的冲刷，离子在长柱面上难以停留生长，而在针状晶体的短柱面，离子流动方向与短柱面垂直，因此，离子与短柱面接触几率高，离子在短柱面上易于停留生长。在此条件下，文石雏晶能够生长成为大长径比的晶体，进而有利于提高晶体的长度，制备得到长径比更大、长度较长的碳酸钙晶须。
5、本申请的一种实现方式中，所述预设夹角不大于30°。需要说明的是，适合的预设夹角能够有利于提供适合的氢氧化钙浆料的流动速度，进而有利于碳酸钙晶须的生成。
6、本申请的一种实现方式中，所述反应面为矩形，所述供料口位于所述反应面的远离所述水平面的一端。需要说明的是，供料口位于反应面的远离水平面的一端，也即供料口位于反应面的位置较高的一端，能够使从供料口供应的氢氧化钙浆料从反应面的较高一端流动至较低一端，有利于晶核快速形成(较高一端，浆料浓度高)-文石雏晶生长(较低一端，浆料浓度低)这一反应步骤的控制，以及氢氧化钙浆料浓度的逐步、稳定降低。而且还可以充分利用反应面的面积，提升反应效率。
7、本申请的一种实现方式中，所述供料口为多个圆孔，且所述多个圆孔平行于所述水平面布置。需要说明的是，在这种情况下，能够向反应面提供流速更为均匀、接触面积更大的氢氧化钙浆料。
8、本申请的一种实现方式中，还包括泵料机构，所述泵料机构用于泵送所述氢氧化钙浆料至所述反应器，以使所述氢氧化钙浆料经所述供料口流至所述反应面。需要说明的是，在这种情况下，能够利用泵料机构使氢氧化钙浆料经供料口流至反应面。
9、本申请的一种实现方式中，还包括容纳机构，所述反应器设置于所述容纳机构。
10、本申请的一种实现方式中，所述反应器的数量为多个，且多个所述反应器并联设置于所述容纳机构。需要说明的是，在这种情况下，能够提升生产效率。
11、本申请的一种实现方式中，所述供气机构设置于所述容纳机构并用于向所述容纳机构提供二氧化碳。
12、本申请的一种实现方式中，所述容纳机构的数量为多个，多个所述容纳机构串联设置且放置高度依次降低。需要说明的是，在这种情况下，一个容纳机构的反应器反应后流出的氢氧化钙浆料，可以收集并送至下一个容纳机构的反应器进行反应，由此，能够控制反应进程，还能够提高生产效率。
13、本申请的第二方面公开了一种制备碳酸钙晶须的方法，包括使氢氧化钙浆料流至反应面，并向所述反应面提供二氧化碳，其中，所述反应面与水平面之间具有大于0°的预设夹角。
14、本申请的一种实现方式中，还包括向所述氢氧化钙浆料添加助剂，所述助剂选自硫酸镁、葡萄糖、二甲基甲酰胺和明矾的至少一种。由此，能够有利于反应生成碳酸钙晶须。
15、本申请的一种实现方式中，所述助剂与所述氢氧化钙浆料的质量比为0.5:10至5:10。由此，能够有利于反应生成碳酸钙晶须。
16、本申请的一种实现方式中，通过使粒度为1至3厘米的氧化钙与水混合来配制得到所述氢氧化钙浆料。由此，能够有利于反应生成碳酸钙晶须。
17、本申请的一种实现方式中，氧化钙与所述氢氧化钙浆料的质量比为0.5:10至3:10。由此，能够有利于反应生成碳酸钙晶须。
18、本申请的一种实现方式中，还包括对所述氢氧化钙浆料进行研磨处理，使氢氧化钙颗粒研磨至d90不大于0.5微米。由此，能够有利于促进反应效率和有利于生成碳酸钙晶须。
19、本申请的一种实现方式中，所述二氧化碳的体积分数为80％至100％。由此，能够有利于反应生成碳酸钙晶须。
20、本申请的一种实现方式中，所述预设夹角不大于30°。
21、本申请的一种实现方式中，使用如本申请第一方面公开的制备碳酸钙晶须的装置来制备所述碳酸钙晶须。
22、由于采用以上技术方案，本申请的有益效果在于：
23、本申请的制备碳酸钙晶须的装置和方法，可以在反应生成晶须的过程中实现离子与晶面的接触几率的控制，使得晶体生长过程中控制晶面的择优取向，进而有利于制备得到长径比更大、长度较长的碳酸钙晶须。有利于促进碳酸钙晶须应用于更多领域。
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1.一种制备碳酸钙晶须的装置，其特征在于，包括反应器和向所述反应器提供二氧化碳的供气机构；所述反应器具有供料口和反应面，所述供料口用于向所述反应面提供氢氧化钙浆料，以使所述氢氧化钙浆料与二氧化碳在所述反应面进行反应，所述反应面与水平面之间具有大于0°的预设夹角。
2.根据权利要求1所述的制备碳酸钙晶须的装置，其特征在于，所述预设夹角不大于30°。
3.根据权利要求2所述的制备碳酸钙晶须的装置，其特征在于，所述反应面为矩形，所述供料口位于所述反应面的远离所述水平面的一端。
4.根据权利要求3所述的制备碳酸钙晶须的装置，其特征在于，所述供料口为多个圆孔，且所述多个圆孔平行于所述水平面布置。
5.根据权利要求1所述的制备碳酸钙晶须的装置，其特征在于，还包括泵料机构，所述泵料机构用于泵送所述氢氧化钙浆料至所述反应器，以使所述氢氧化钙浆料经所述供料口流至所述反应面。
6.根据权利要求1所述的制备碳酸钙晶须的装置，其特征在于，还包括容纳机构，所述反应器设置于所述容纳机构；
7.一种制备碳酸钙晶须的方法，其特征在于，包括使
8.根据权利要求7所述的制备碳酸钙晶须的方法，其特征在于，还包括向所述氢氧化钙浆料添加助剂，所述助剂选自硫酸镁、葡萄糖、二甲基甲酰胺和明矾的至少一种；
9.根据权利要求7所述的制备碳酸钙晶须的方法，其特征在于，所述预设夹角不大于30°。
10.根据权利要求7所述的制备碳酸钙晶须的方法，其特征在于，使用如权利要求1至6任一项所述的制备碳酸钙晶须的装置来制备所述碳酸钙晶须。
...【技术特征摘要】
1.一种制备碳酸钙晶须的装置，其特征在于，包括反应器和向所述反应器提供二氧化碳的供气机构；所述反应器具有供料口和反应面，所述供料口用于向所述反应面提供氢氧化钙浆料，以使所述氢氧化钙浆料与二氧化碳在所述反应面进行反应，所述反应面与水平面之间具有大于0°的预设夹角。
2.根据权利要求1所述的制备碳酸钙晶须的装置，其特征在于，所述预设夹角不大于30°。
3.根据权利要求2所述的制备碳酸钙晶须的装置，其特征在于，所述反应面为矩形，所述供料口位于所述反应面的远离所述水平面的一端。
4.根据权利要求3所述的制备碳酸钙晶须的装置，其特征在于，所述供料口为多个圆孔，且所述多个圆孔平行于所述水平面布置。
5.根据权利要求1所述的制备碳酸钙晶须的装置，其特征在于，还包括泵料机构，所述泵料机构用于泵送所述氢氧化钙浆料至...
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