[实用新型]一种纳米材料的自蔓延高温合成装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及纳米材料制备装置技术领域，具体的说是一种纳米材料的自蔓延高温合成装置。 

背景技术

目前，常见的纳米材料制备方法主要有：水热法、化学气相沉积法、物理气相沉积法、碳热还原法、煅烧法、溶胶凝胶法、模版法等。这些方法往往制备工艺繁复、设备投入过大、能耗过高，且制得的纳米材料纯度较低。自蔓延高温合成技术，主要通过高热剂的氧化还原反应，诱发体系冶金物理化学反应形成燃烧波，瞬间释放热量熔化喷出体系产物，使其受控冷却从而获得纳米材料。此方法具有制备工序少、操作流程短、工艺简单、低能耗、低成本、产品纯度高等优点，有着广阔的市场化前景。 

由于自蔓延高温合成具有很强的体系针对性，往往制备不同类型的产物所用到装置也大不相同。目前，公知的自蔓延高温合成装置主要针对致密块体材料和多孔固体材料合成，不能直接获得分散的纳米材料。 

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种纳米材料的自蔓延高温合成装置，反应后能直接获得分散状的纳米材料。 

本实用新型纳米材料的自蔓延高温合成装置，包括：设置有底座3和反应容器6的炉体2，炉体2上部开设有出气口5，所述炉体2内上部还设置有粉末收集板10；所述炉体2中部还设置有点火装置9，所述点火装置9位于反应容器6和粉末收集板10之间。 

所述反应容器6和底座3之间还设有集渣槽7，反应容器6底部开孔与集 渣槽7相连通，所述反应容器6的孔口上设有纸垫片8。 

所述粉末收集板10和出气口5位于同一高度。 

所述粉末收集板10为平行放置的多块平板或波纹板。 

所述点火装置9为激光点火器。 

本实用新型纳米材料的自蔓延高温合成装置的优点是：集气氛控制、反应合成、产物收集于一体，一步实现纳米材料的自蔓延高温合成；利用激光点火，避免了引线点火、火药点火、钨丝点火等方式向反应体系内引入杂质的不良影响，保证了产物纯度；带孔的反应容器，能有效的避免反应残渣在腔内堆积，便于反应腔的清洗；采用集渣槽能够最大限度的收集反应残渣，以便用来分析反应机制，同时，起到了清洁环保的作用。 

附图说明

图1为本实用新型纳米材料的自蔓延高温合成装置的结构示意图。 

图2为反应容器的结构示意图。 

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型进行进一步说明：根据图1、图2所示，一种纳米材料的自蔓延高温合成装置，包括：炉体2和炉盖1，炉体2上部、下部分别开设有出气口5和进气口4，炉体2内上部还设置有粉末收集板10；所述炉体2内设底座3，所述底座3上设置有反应容器6；所述炉体2中部还设置有点火装置9，所述点火装置9位于反应容器6和粉末收集板10之间。 

所述反应容器6和底座3之间还设有集渣槽7，反应容器6底部开孔与集渣槽7相连通，所述反应容器6的孔口上设有用于反应前避免反应材料掉入集渣槽7的纸垫片8，高温反应后纸垫片8焚毁，反应后的残渣落入集渣槽7；相对于其他材质的垫片对反应过程的影响而言，目前的实验结果说明纸质垫片是最合适的材质。 

所述粉末收集板10和出气口5位于同一高度。 

所述粉末收集板10为平行放置的多块平板或波纹板。 

所述点火装置9为激光点火器。 

本实用新型是这样实现的：按照一定的比例称取Al、CuO、Sn粉末，并且将它们均匀混合，用作反应粉末11。然后，将纸垫片8放入反应容器6底部堵住小孔，再将混合好的反应粉末11装入反应容器6中，然后将反应容器6放置于集渣槽7上，一同放入反应炉体2内，置于反应炉内中央底座3上。再把收集板10固定放置于反应炉内与出气口5等高处，位于反应容器6正上方，之后盖上反应炉盖1。然后，将进气口4与外部氧气供给设备连接，出气口5与通风厨连接，开始向炉内通入气体排出空气。待炉内空气排尽，启动激光点火器，引燃反应粉末11，实现自蔓延高温合成过程。约8-15秒后，反应结束后，停止外部氧气供给，打开反应炉盖1，取出收集板10，即可获得附着于其表面的二氧化锡纳米带。 

所涉及的相关化学反应主要有： 

2Al+3CuO-Al₂O₃+3Cu 

Sn+O₂-SnO₂

该产品经X射线衍射、透射电子显微镜和高分辨透射电子显微镜的表征结果证明：所得为高纯度二氧化锡纳米带完整单晶，其平均宽度（厚度）约在50nm级左右。 

本实用新型不限于以上实施例，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍落入本实用新型的保护范围内。