一种用等离子弧制备金属粒子的高温反应器制造技术

本申请属于金属粒子制造设备的领域，涉及一种用等离子弧制备金属粒子的高温反应器。高温反应器包括炉体、等离子转移弧枪，炉体内具有主体坩埚和坩埚盖，两者组合形成高温蒸发腔，等离子转移弧枪伸入炉体并穿过坩埚盖延伸至高温蒸发腔内，高温蒸发腔连通有载气进气口和金属蒸气出气口及通道，金属蒸气出气口及通道设置于坩埚盖和/或主体坩埚，主体坩埚和/或坩埚盖的外围具有能够对高温蒸发腔内进行加热的辅助加热装置。由于主体坩埚和/或坩埚盖外围具有辅助加热装置，能够对高温蒸发腔内加热，即使等离子转移弧枪的等离子体弧柱直径不变，边缘处的金属液面得到加热，并达到沸点温度，使金属液面蒸发截面积比例变大，提高金属粒子的制备产能。

【技术实现步骤摘要】

本申请属于金属粒子制造设备的领域，涉及一种用等离子弧制备金属粒子的高温反应器。

技术介绍

1、现有的金属粉末蒸发器，是在容器内使用等离子喷枪产生的等离子体转移弧将固态金属加热成金属蒸气后，再收集金属蒸气中生成的金属粒子得到金属粉末产品。

2、用于制造微纳米级金属粉末的高温反应器，包括上端有开口的主体及盖在主体上端开口上的中部向上凹的上盖，主体由内层的耐高温层、中间的承托层、外层的保护层制成，耐高温层使用与上盖同质的氧化铝或氧化镁或氧化锆类氧化物陶瓷材料或石墨材料制成，承托层用氧化铝或氧化镁或氧化锆材料填充，保护层用高温下不变形的石墨类材料制成，进气通孔设置在保护层总厚度的偏外侧竖直设置。上盖上设置有排气孔、居中设置的等离子喷枪及间隔设置的三个以上的内通道或凹槽，每个内通道或凹槽的进气口开口于上盖下端面、出气口开口于上盖内表面，出气口低于排气孔，等离子喷枪的喷口下端面与主体的上端面齐平或伸至主体上端面之下的主体内，主体的底壁上居中设置有下开口，下开口的下侧用石墨块封堵，主体的侧壁上周向间隔设置有由下至上贯通的且与内通道或凹槽的下端进气口一一对接的本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用等离子弧制备金属粒子的高温反应器，其特征在于，高温反应器包括炉体（28）、等离子转移弧枪（1），炉体（28）内具有主体坩埚（4）和坩埚盖（5），坩埚盖（5）位于主体坩埚（4）上方，两者组合形成高温蒸发腔（6），等离子转移弧枪（1）伸入炉体（28）并穿过坩埚盖（5）延伸至高温蒸发腔（6）内，等离子转移弧枪（1）外包覆有保温隔热材料和耐高温材料，高温蒸发腔（6）连通有载气进气口（2）和金属蒸气出气口及通道或金属成核通道或金属蒸气成核液滴通道（7），金属蒸气出气口及通道或金属成核通道或金属蒸气成核液滴通道（7）设置于坩埚盖（5）和/或主体坩埚（4），且与高温蒸发腔（6）相连通，主体坩...

【技术特征摘要】

1.一种用等离子弧制备金属粒子的高温反应器，其特征在于，高温反应器包括炉体（28）、等离子转移弧枪（1），炉体（28）内具有主体坩埚（4）和坩埚盖（5），坩埚盖（5）位于主体坩埚（4）上方，两者组合形成高温蒸发腔（6），等离子转移弧枪（1）伸入炉体（28）并穿过坩埚盖（5）延伸至高温蒸发腔（6）内，等离子转移弧枪（1）外包覆有保温隔热材料和耐高温材料，高温蒸发腔（6）连通有载气进气口（2）和金属蒸气出气口及通道或金属成核通道或金属蒸气成核液滴通道（7），金属蒸气出气口及通道或金属成核通道或金属蒸气成核液滴通道（7）设置于坩埚盖（5）和/或主体坩埚（4），且与高温蒸发腔（6）相连通，主体坩埚（4）和/或坩埚盖（5）的外围具有能够对高温蒸发腔（6）内进行加热的辅助加热装置（8），高温反应器的金属液面最大直径d与金属蒸气出气口及通道或金属成核通道或金属蒸气成核液滴通道（7）的入口内径d1-1比为1：0.2-0.8；

2.根据权利要求1所述的一种用等离子弧制备金属粒子的高温反应器，其特征在于，辅助加热装置（8）包括电阻加热器，电阻加热器位于主体坩埚（4）外围，电阻加热器连接有辅助电极（9），辅助电极（9）连接有水冷却装置,电阻加热器为加热石墨用于对高温反应器的金属熔液进行加热；

3.根据权利要求1所述的一种用等离子弧制备金属粒子的高温反应器，其特征在于，等离子转移弧枪（1）加热的气体包括惰性气体和/或氢气，等离子转移弧枪（1）的工作电压为100-220v，工作电流为350-1200a；高温蒸发腔（6）内的压力为60kpa-120kpa。

4.根据权利要求1所述的一种用等离子弧制备金属粒子的高温反应器，其特征在于，金属蒸气出气口及通道或金属成核通道或金属蒸气成核液滴通道（7）包括至少一个耐高温管（10），耐高温管（10）外围具有壳体（11），壳体（11）中设置有液冷夹层（12），壳体（11）与金属蒸气出气口及通道或金属成核通道或金属蒸气成核液滴通道（7）之间设置有保温隔热层和/或次辅助加热器（13），耐高温管（10）的管壁单边厚度f1与金属蒸气出气口及通道或金属成核通道或金属蒸气成核液滴通道（7）的内径d1比值为1：2-12，耐高温管（10）的管壁单边厚度f1与保温隔热层的厚度f2比值为1：0.1-5；单层或多层主体坩埚（4）的单边壁厚f3与耐高温管（10）的管壁单边厚度f1比为1：0.2-0.9；次辅助加热器（13）铺设于耐高温管（10）的外侧全段或部分区域段，耐高温管（10）采用石墨、刚玉、云母、氧化锆、氧化铝、氮化物陶瓷中的任意一种材料制成。

5.根据权利要求4所述的一种用等离子弧制备金属粒子的高温反应器，其特征在于，坩埚本体（20）下部开设有供导电棒（14）通过的导电通道（15），主体坩埚（4）内的固态金属受热变为液态后，金属液面最大直径d与导电通道（15）的内径d1比为1：0.01-0.3，金属液面最大直径d与主体坩埚（4）的高度h比为1：0.2-0.99，坩埚盖（5）设置有与高温蒸发腔（6）连通的加料通道（16），金属蒸气出气口及通道或金属成核通道或金属蒸气成核液滴通道（7）的内径d1与加料通道（16）的内径d4比为1：0.1-1.0。

6.根据权利要求5所述的一种用等离子弧制备金属粒子的高温反应器，其特征在于，金属蒸气出气口及通道或金属成核通道或金属蒸气成核液滴通道（7）包括等径通道（7-1），等径通道（7-1）的一端与高温蒸发腔（6）连通，等径通道（7-1）的另一端连接扩径金属粒子控制器（18）再经后出料通道（23）与金属粒子收集器连通；等径通道（7-1）与扩径金属粒子控制器（18）处设置有气冷喷头（25），气冷喷头（25）向扩径金属粒子控制器（18）的中心方向喷入冷却气体，扩径金属粒子控制器（18）内腔温度为300℃以下，气冷喷头（25）外侧设有阻隔金属粒子保护套（25-1），阻隔金属粒子保护套（25...

【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，
申请(专利权)人：王海青，
类型：发明
国别省市：