[实用新型]纳米粉体材料液相分散装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于分散和破碎液相载体中的纳米粉体材料的装置。

背景技术

纳米粉体材料也就是尺寸为纳米级的颗粒材料，其通常是纳米级尺寸的颗粒分散在液相载体中形成的混合体系，其应用是当前纳米材料发展应用研究的热点，但是载体中的纳米级尺寸的颗粒物的团聚问题是困扰纳米粉体材料应用和技术升级的瓶颈，常规的纳米粉体材料在液相载体中的分散技术主要有：超声技术、球磨技术、砂磨技术、高剪切技术等。以下做简要介绍：1）高剪切分散乳化机：其核心结构是定子和转子系统，由于转子高速旋转所产生的高切线速度和高频机械效应带来的强劲动能，使物料在定转子狭窄的间隙中受到强烈的机械及液力剪切、离心挤压、液层摩擦等综合作用，从而将纳米材料分散到液相中。2）超声粉碎机；利用超声波发生器产生强超声在液体中产生空化效应用来分散、乳化、匀化固—液相材料。3）砂磨机；利用不锈钢转叶搅拌带动里面的大量小球（小球通常用耐磨材料如氧化锆制成）转动，对固—液相材料起到研磨分散作用。

以上技术只能消除分散浆液中纳米材料的软团聚，也就是因颗粒间的范德华力和库仑力所形成的团聚体，通过一些化学的作用或施加机械能的方式，就可以使其大部分消除。而对于纳米材料硬团聚无能为力，也就是颗粒之间通过化学键力或氢键作用力等强作用力连接形成的团聚体，团聚体内部作用力大，颗粒间结合紧密，不易重新分散，粉体的活性差，烧结性能差，现有技术的分散和粉碎设备是很难起到有效的分散和粉碎效果的。

发明内容

本实用新型的主要目的是提供一种分散和破碎液相载体中的纳米粉体材料的装置，该装置具有更好的分散、破碎效果。

为实现上述发明目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种纳米粉体材料液相分散装置，包括用于将纳米材料进行增压输送的增压机构，其特征在于：增压机构的物料输出压力在60MPa以上，增压机构的物料输出端与小孔连通，所述的小孔的孔径在0.3mm以下，小孔的前方设置阻挡物料的挡块。

由上述技术方案可知：本实用新型的纳米粉体材料液相分散装置是先将纳米粉体物料加压到规定值同时进行输送，加压后的物料经增压机构的出料端进入小孔喷出继而撞击到小孔腔前方的挡块上。在此过程中，增压机构对物料的增压并以较高流速输送，使得物料呈湍流或称紊流状，起到预混和初步分散的效果，然后物料流经小孔时，根据流体力学的伯努利原理，流体沿着一条粗细不同的管道向前运动，较细管径部分流速快、压力小，较粗管径部分流速小、但压力大；因此，物料在进入小孔处获得了更高流速，而在小孔通道出口处获得了更高的压力，而呈喷射状喷出，也就类似于急速紊流或湍流这就起到了极好的破碎和分散物料的作用，极大的提高了流体物料分散均质效果；物料在小孔出口处被高速射出后冲射到挡块上，此时即使硬团聚的物料也因激烈撞击的作用被分散开来；以上一系列流程中物料急速湍流、高速撞击雾化以及在上述过程中的摩擦和剪切等作用，更好地实现了纳米材料的破碎、乳化、均质分散的效果。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1中小孔和挡块部位的放大图；

图3是另一种实施方式的小孔和挡块的放大图。

具体实施方式

如图1、2、3所示，一种纳米粉体材料液相分散装置，包括用于将纳米材料进行增压输送的增压机构20，增压机构20的物料输出压力在60MPa以上，最好在60MPa-250MPa之间，增压机构20的物料输出端21与小孔30连通，所述的小孔30的孔径在0.3mm以下，小孔30的前方设置阻挡物料的挡块40。

加压后的纳米材料经增压机构20的出料端21进入小孔30喷出继而撞击到小孔30腔前方的挡块40上。在此过程中，增压机构20对物料的增压并以较高流速输送，使得物料呈湍流或称紊流状，起到预混和初步分散的效果；然后物料流经小孔30时，根据流体力学的伯努利原理，流体沿着一条粗细不同的管道向前运动，较细管径部分流速快、压力小，较粗管径部分流速小、但压力大；因此，物料在进入小孔30处获得了更高流速，而在小孔30出口处获得了更高的压力，而呈喷射状喷出，也就是急速紊流或湍流，起到了极好的破碎和分散物料的作用，极大的提高了流体物料分散均质效果；然后物料在小孔30出口处被高速射出后冲射到挡块40上，此时即使硬团聚的物料也因激烈撞击的作用被分散开来；以上一系列流程中物料急速湍流、高速撞击雾化以及在上述过程中的摩擦和剪切等作用，更好地实现了纳米材料的破碎、乳化、均质分散的效果。