[实用新型]多头等离子非转移弧聚合制取高纯金属粉体的装置

说明书

技术领域

本实用新型属于金属粉体制取装置技术领域，特指一种多头等离子非转移 弧聚合制取高纯微纳级或合金微纳级金属粉体的装置。

背景技术

中国专利CN102211197B公开了一种《金属蒸发装置及用该装置制备超微 细金属粉末的方法》，该装置包括坩埚(1)、等离子体转移弧炬(2)、等离子体 转移弧(3)、石墨(4)、外加电源和导线，他们之间构成电回路；所述的等离子 体转移弧炬(2)中设有供气体进入的进气管(2.1)；所述的等离子体转移弧(3)置 于等离子体转移弧炬(2)和坩埚(1)之间；所述的石墨(4)设于坩埚(1)的底部， 所述的等离子体转移弧(3)的上方设有供金属原料加入的进料管(2.2)，其不足 之处在于：一是等离子体转移弧弧(3)需要配套使用石墨(4)以及坩埚(1)，使得 设备使用的原材料多，生产成本高；二是蒸发炉内设置耐高温的坩埚和对坩埚 进行保温的保温材料，在高温近沸点的熔融液态将金属材料蒸发成金属气体 时，蒸发炉内腔在负压常态下极容易将坩埚内的杂质和坩埚自身物质元素及 保温材料中的杂质元素污染掺杂到高纯金属蒸发气体中，造成高纯金属或高 纯合金金属严重的二次污染，无法达到生产高纯金属或高纯合金金属粉体材 料的目的，严重影响所产高纯金属或高纯合金金属微纳粉体材料的质量，造 成高端电子产品、新能源行业、航天航空行业对高纯金属或高纯合金金属微 纳粉体材料的需求及应用；三是合金材料在坩埚内高温近沸点温度状态下进行 蒸发，引起合金材料各不相同的沸点温度，其沸点温度差别很大，在高温熔融 状态下，造成坩埚内的低沸点温度的金属材料大量提前蒸发，高沸点温度金属 材料缓慢蒸发(如①锡银合金：锡的沸点温度是2602℃，银沸点温度是2162℃； ②铜锌合金：铜的沸点温度是2562℃，锌的沸点温度是907℃)，造成所需配 比的合金材料根本无法同步按比例均匀蒸发，无法达到要求比例的合金粉体材 料。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种多头等离子非转移弧聚合制取高纯金属粉体 的装置。

本实用新型的目的是这样实现的：

多头等离子非转移弧聚合制取高纯金属粉体的装置，包括由炉壁与炉盖连 接成的蒸发炉，所述炉盖上设置有进料管，进料管外侧的炉盖外表面上布设有 两个以上的等离子非转移弧枪，进料管的出料口和等离子非转移弧枪的喷头均 伸入蒸发炉内腔内，出料管的一端与蒸发炉内腔连通、另一端与带有排料管 的收集器的进料口连通，收集器的出气口上安装有气固分离器，气固分离器 的出气口通过冷却管依次连接抽风机、热交换器后与蒸发炉内腔循环连通， 伸出炉盖外侧的进料管连接流量控制阀后与储料桶的内腔连通，与冷却管的内 腔连通的管路或部件上安装有真空泵。

上述等离子非转移弧枪有2—10支，每支等离子非转移弧枪的轴线与蒸发 炉的轴线夹角为5—40度，所有的等离子非转移弧枪的轴线与进料管的轴线 相交于一点，等离子非转移弧枪由等离子电弧柜提供电源。

上述进料管的内径为0.5—10mm。

上述的出料管由外到内依次设置有冷却水套层、保温材料层、耐高温材料 层，所述的耐高温材料是氧化锆或石墨或耐高温合成材料或耐高温石英材料。

上述的炉壁和炉盖均为双层不锈钢水套结构，炉壁和炉盖上设置有与双层 不锈钢水套连通的进出水接头，炉盖或炉壁上设置有观察蒸发炉内部情况的视 镜。

上述的喷头伸入蒸发炉内腔的并在伸入蒸发炉内腔的喷头的外表面包覆 有耐高温材料制成的护套，所述的护套是用氧化锆或石墨或耐高温合成材料或 耐高温石英材料制造的。

上述收集器的具体结构是：收集器外壳带有冷却水套，冷却水套的外层安 装有进水口和出水口，收集器内腔内设置的横向的隔板将收集器内腔分割成 上腔和下腔，下腔内间隔排列有气固分离过滤管，气固分离过滤管的下端封闭、 上端连接的连接管穿过隔板后开口于上腔，上腔内的每个连接管上均设置有气 体反吹用的电磁控制阀，电磁控制阀与隔板之间的连接管上通过三叉管连接有 与高压储气罐连通的供气管，所述的出料管与收集器的下腔连通，所述收集器 的出气口设置在收集器的上腔上，所述的气体反吹用的电磁控制阀由控制器控 制。

上述冷却管上连通有分别与出料管和收集器的下腔连通的冷却用支气管。