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高频等离子体制备纳米粉体材料技术

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高频等离子体制备纳米粉体材料技术

发布日期:2016-03-17 00:00 来源:http://www。jrsyyj。com 点击:

一、论述:

    等离子体(Plsama)是由电子、阳离子和中性粒子构成的整体呈电中性的物质集合,是除去固、液、气外物质存在的第四态;产生等离子体最常用的是气体放电法。高频(High Frequency,HF)热等离子体除具有能量密度大、温度高和冷却速度快等特点外,由于产生等离子体的感应线圈位于等离子体炬的外缘,在等离子炬内没有电极对反应物料带来的污染,而且等离子反应体系的气氛可控。

广西11选5    高频热等离子体主要用作高温热源,利用等离子体弧的高温对物料进行加工;同时高频热等离子体能够提供促进化学反应的活性粒子、反应物在等离子体区域以及高温区域进行化学反应,然后经过淬冷得到反应的微细材料。

广西11选5    高频热等离子体提供的高温和快速冷却特点为强化材料生长习性提供了有力条件,其不仅可以有效的合成均匀的一维纳米材料,而且可以实现纳米材料的宏量制备;此外还可以获得双向具有明显尖端的双针状纳米结构。


二、技术优势

    1、相对于其它物理法、化学法制备纳米材料而言,高频热等离子体可以获得比化学燃烧大5倍以上的反应温度(可达10000K以上),而加热速度比化学燃烧快10倍,这就意味着反应物需要的反应接触时间短,减少了热量损失,提高了热能的利用效率;

    2、高温、高热和高温性气氛是化学反应进行的非常迅速,达到平衡状态所需时间与物料在等离子体中停留时间相比非常短,导致化学液相法难以合成的高温相化合物快速动力学生成;

    3、反应物离开高温等离子体时冷却速度快,可以达到105℃/S;瞬间使产品维持在一种特殊状态下,在此状态下物料粒子不再生长、不再团聚,可获得纳米尺度的粉体,且产品的晶形、形貌可控;

    4、根据产品的不同需求,可随时改变反应气体的种类,形成不同反应气氛的等离子态,如中性、氧化性、还原性;这样反应物的选择范围将大大拓宽(气、液、固)

    5、以较少的工艺加工步骤可获得纳米级粉体材料,效率高,而副产品为气相,三废处理简单;产品分散性能好,无硬团聚;不需要二次粉碎加工,大大简化了生产工艺流程;

    6、高频热等离子制备纳米粉体系统包括等离子体发生装置、粉体反应器、加料器、物料收集系统、气体配送系统;系统装置均为模块化组合,便于微机集中控制管理,在制备纳米粉体的过程中对生产中所需的参数进行精确控制并维持其稳定;

    7、前驱物材料送入等离子体焰内,粉体颗粒在高温热等离子体弧和可控可调的反应气氛中熔融,一些易挥发的杂质或者能和气氛发生反应的物质可以脱离体系,从而提高原材料的纯度,达到生产高纯纳米材料的要求;

    8、纳米粉体材料工程过程易控(全系统微机控制)、连续(可实现24小时连续化生产),容易实现工业化、自动化、规模化生产,经济效益明显;


三、成品概览

    我院高频等离子体的核心技术可加工制备符合市场发展趋势的球型及特殊形貌产品,如:

    1、球形硅微粉、球形Al2O3、球形锆粉、球形钛粉、球形钨粉等。

    2、高纯超细硅微粉。

广西11选5    3、纳米材料,包括:SiO2 、Al2O3、SiC、TiO2 、ZrO2 、ZnO。

    4、3D打印材料等。


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