[发明专利]超细纳米粉末煅烧炉

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型的高温炉子的设计，实现超细纳米粉末的高温制备。

背景技术

纳米材料的晶体结构和尺寸对于其物理和化学性质至关重要。通常为了得到超细的纳米颗粒，只能在很低的烧结温度下制备，而高温制备虽然可以有效的改善晶体结构，但是会带来颗粒尺寸的急剧增大。虽然也有一系列化学方法可以实现低温下超细纳米粉末的制备，但是方法复杂，通常无法实现大量制备。同时还有不少的材料还没有有效的低温化学制备工艺。如何能通过高温烧结的工艺获得良好的晶体结构，同时颗粒尺寸能获得有效的限制而不随烧结温度的升高而增大时迫切需要解决的问题。我们设计了一种在烧结过程中内胆能旋转的炉子，内胆壁的挡片类似旋转的叶片，可以将需要高温烧结晶化的粉末材料不断的扬到内胆中部充分分散，阻止颗粒的长大。

发明内容：

技术问题：本发明的目的在于提供一种超细纳米粉末煅烧炉，其内胆能旋转，用于超细纳米粉末材料的制备。

发明内容：为解决上述技术问题，本发明提供了一种超细纳米粉末煅烧旋转炉，包括炉体，放置在炉体内部且与炉体内壁相连的内胆，旋转控制部件，超细纳米粉末放置在内胆中，

炉体，包括加热和控温装置，用于提供超细纳米粉末烧结所需的高温环境；

旋转控制部件，包括贯穿炉体和内胆的转轴，与转轴相连的电机，通过控制电路实现对内胆旋转的控制；

内胆，通过内胆的旋转，不间断的将烧结的超细纳米粉带到炉体的高处通过重力作用倾倒而下，分散于内胆中间。

优选的，炉体采用圆筒状结构，其两端密封，内胆通过转轴与外界连通。

优选的，炉体加热采用电炉丝、硅碳棒或者硅钼棒中的任一种，采用热电偶测量温度，利用温控仪进行控温。

优选的，内胆具有圆筒状结构，两端连接转轴；内胆壁上设有倾斜的挡板，在内胆旋转过程中，用于将原料从底部带到顶部，然后原料受重力作用洒落而在内胆中部充分分散。

有益效果：

利用本发明设计的炉子，可以实现粉末颗粒样品在高温烧结过程中尽可能的分散，避免颗粒间的结合导致的颗粒尺寸长大，获得结晶良好的尺寸在纳米尺度的粉末颗粒样品。该方法操作简单，不需要复杂的工艺，易于控制，可用于高质量纳米粉末样品的制备。

附图说明

图1a为超细纳米粉末煅烧旋转炉的轴向结构示意图，

图1b为为横向结构示意图。

1-炉体

2-内胆21-内胆壁

3-挡板

4-转轴

5-超细纳米粉末

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

本发明提供的超细纳米粉末煅烧旋转炉，包括炉体1，放置在炉体内部且与炉体1内壁相连的内胆2，旋转控制部件，超细纳米粉末放置在内胆中，其中，

炉体1，包括加热和控温装置，用于提供超细纳米粉末烧结所需的高温环境；

旋转控制部件，包括贯穿炉体1和内胆2的转轴4，与转轴相连的电机，通过控制电路实现对内胆2旋转的控制；

内胆2，通过内胆的旋转，不间断的将烧结的超细纳米粉带到炉体的高处通过重力作用倾倒而下，分散于内胆中间。

炉体1采用圆筒状结构，其两端密封，内胆2通过转轴4与外界连通。

炉体1加热采用电炉丝、硅碳棒或者硅钼棒中的任一种，采用热电偶测量温度，利用温控仪进行控温。

内胆具有圆筒状结构，两端连接转轴；内胆壁21上设有倾斜的挡板3，在内胆旋转过程中，用于将原料从底部带到顶部，然后原料受重力作用洒落而在内胆中部充分分散。

1.铁酸铋超细纳米粉末的制备

铁酸铋是一种同时具有高于室温的铁电性和反铁磁性的多铁性氧化物，需要通过制备颗粒尺寸小于其螺旋周期64纳米获得宏观的弱铁磁性。高温烧结导致其颗粒尺寸急剧增大。

采用本发明的炉子，可以将低温烧结已经成相的铁酸铋超细纳米粉末材料放入内胆中，通过内胆的旋转，导致铁酸铋纳米粉末材料不断的被内胆壁的挡板带到炉子的高处，随后由于重力而下落，内胆的旋转处于较高的速度，例如1转/秒，尽量减少粉末在内胆壁堆积停留的时间，保持其在内胆中处于充分分散状态。将炉温升高到700度，保温5小时。通过本发明设计的炉子的烧结，铁酸铋纳米粉末材料既有良好的晶体结构，同时又能保持超细的纳米颗粒尺寸。

2.铁氧体超细粉体的制备