[发明专利]高效镍-石墨粉体的制备方法及其专用装置

权利要求书

1.一种高效镍-石墨粉体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)制备反应装置：

制备一筒形密闭容器，其内部中空，作为石墨粉镀镍反应空间；

在该容器侧壁上部设置至少一喷粉口，该喷粉口连接进粉装置；

在该容器侧壁中部设置至少一电弧喷射口，该喷射口内设置有一电弧喷射枪及一压缩气枪；

在该容器底部设置一供气体和粉料排出的压力阀；

(2)制备原料：

制备平均直径为10～100纳米的石墨粉；

制备高纯度镍丝及氮气；

(3)镀镍准备

封闭压力阀，将密闭容器内的空气抽出，同时向其中注入氮气；

将镍丝送入电弧喷射枪；

将石墨粉填入进粉装置；

(4)镀镍操作

开启电弧喷射口内的电弧喷射枪及压缩气枪，将蒸发的熔融镍微粒吹入密闭容器中，使容器内充满所述熔融镍微粒，压缩气枪内喷出的为氮气；

进粉装置通过喷粉口向容器内均匀喷射石墨粉，石墨粉在重力作用下自然下落，并在下落过程中遭遇电弧喷射口喷出的高速熔融镍微粒，该微粒附着在所述石墨粉粒的外表面上；

镀镍石墨粉颗粒继续下落，到达底部压力阀上，待容器内气压和粉体重量累计达到压力阀预设压力时，压力阀开启，释放容器内超压的气体和粉体，然后迅速关闭；

(5)重复镀镍操作

抽样检测石墨粉体的镀镍覆盖程度和镀膜厚度，如不能达到要求，则将粉体重新填入进料装置中，重复步骤(4)再次镀镍，直至其达到要求。

2.根据权利要求1所述的高效镍-石墨粉体的制备方法，其特征在于，所述的步骤(1)还包括以下步骤：

11)在该容器底部中央向容器内设置一导粉锥，将所述压力阀设置在该导粉锥的底部边缘；

所述的步骤(4)中的镀镍石墨粉颗粒在继续下落过程中，大部分先到达导粉锥表面，再沿其表面滑落到达底部压力阀上。

3.根据权利要求2所述的高效镍-石墨粉体的制备方法，其特征在于，所述的步骤(1)还包括以下步骤：

在所述的导粉锥内设置一表面振动器，加速粉体的下落速度，避免粉体在其表面沉积；

在所述的导粉锥内设置多数个喷气口，向其上部的中空部位喷入压缩氮气，形成上升气流，迟滞石墨粉体下落的速度；

在所述的导粉锥内设置一交变磁场发生器，对其上部中空部位施加交变磁场以搅拌石墨粉体与熔融镍颗粒，该磁场方向与所述石墨粉体与熔融镍颗粒下落的方向相反，使其形成磁悬浮状态；该磁场的旋转方向与所述各喷口喷出的粉体、气体与熔融镍颗粒运动方向相反，迟滞石墨粉体与熔融镍颗粒随气体涡旋旋转的速度，并使石墨粉体与熔融镍颗粒加速撞击、结合。

4.根据权利要求1所述的高效镍-石墨粉体的制备方法，其特征在于，所述的喷粉口为多个，平均分布在容器侧壁圆周上，各喷粉口均与容器侧壁向侧上方斜交，各喷粉口中心轴线与容器侧壁垂直方向形成的仰角为0～60°，与容器侧壁切线方向形成的仰角为0～60°。

5.根据权利要求1所述的高效镍-石墨粉体的制备方法，其特征在于，所述的电弧喷射口为多个，平均分布在容器侧壁圆周上，各电弧喷射口均与容器侧壁向侧上方斜交，各喷射口中心轴线与容器侧壁垂直方向形成的仰角为0～60°，与容器侧壁切线方向形成的仰角为0～60°。

6.根据权利要求3所述的高效镍-石墨粉体的制备方法，其特征在于，所述导粉锥内设置多数个喷气口，平均分布在导粉锥的圆周上，各喷气口连接压缩氮气，其均与导粉锥表面向侧上方斜交，各喷气口中心轴线与导粉锥中心轴线垂直方向形成的仰角为0～60°，与导粉锥表面切线方向形成的仰角为0～60°。

7.根据权利要求4、5、6之一所述的高效镍-石墨粉体的制备方法，其特征在于，优选地，所述多个喷粉口、电弧喷射口、喷气口为三个，其形成的各仰角均为45°，使下落的石墨粉体、熔融镍微粒、氮气在容器内共同形成一致的惯性涡旋，迟滞石墨粉体下落的时间、增加熔融镍微粒与石墨粉体的接触时间和机会，增加单次镀膜的有效面积和镀膜厚度。