[实用新型]一种振动式深冷球磨制备纳米晶粉体的设备

说明书

技术领域：

本实用新型涉及低温球磨领域，具体为一种采用液氮制冷的振动式深冷球磨制备纳米晶粉体的设备。

背景技术：

球磨技术(机械合金化)是指金属或合金粉体在球磨集中通过粉体颗粒与磨球之间长时间激烈地冲击碰撞，使粉体颗粒反复产生冷焊、断裂，导致粉体颗粒原子扩散，从而获得合金化粉体的一种粉体制备技术。

球磨技术也是制备非平衡材料的重要的加工方法，金属粉体通过球磨能够制备出过饱和固溶体、无序化程度增大的合金和金属间化合物、非晶和准晶合金、亚稳相及纳米晶材料。

低温球磨技术由于其较低的工作温度，大幅降低了粉体变形过程中的动态回复能力。特别适用于制备面心立方结构材料，如：铝、铜、镍及其合金的高热稳定性纳米晶粉体。

低温球磨的优点包括：(1)与常规球磨相比，由于较低的工作温度和及短的球磨时间，大幅减少空气中氧的污染；(2)较低的工作温度有利于破碎韧性材料冷焊产物；(3)较低的工作温度降低了材料的动态回复能力，大幅降低了将粉体晶粒尺寸球磨至纳米尺度的时间；(4)在液氮的环境中可以提高材料中氧氮化合物数量及弥散程度，提高材料的热稳定性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种振动式深冷球磨制备纳米晶粉体的设备，采用振动式球磨结合液氮制冷的方法实现低温球磨，依托振动低温球磨自身的特点，制备出一种粒度、形貌可控、粒度分布集中的高热稳定性纳米晶粉体。

本实用新型的技术方案如下：

一种振动式深冷球磨制备纳米晶粉体的设备，该设备包括：通保护气体管路、通液氮管路、压力反馈线路、温度反馈线路、罐内压力及温度控制系统、球磨罐、驱动电机、主轴、偏心轮、弹簧及液氮及保护气体源，具体结构如下：

球磨罐分别通过通保护气体管路、通液氮管路与液氮及保护气体源连通，在所述通保护气体管路、通液氮管路上分别设置阀门；压力反馈线路、温度反馈线路的一端连至球磨罐，压力反馈线路的另一端连至通保护气体管路上的阀门，温度反馈线路的另一端连至通液氮管路上的阀门，压力反馈线路、温度反馈线路上设置罐内压力及温度控制系统，罐内压力及温度控制系统根据球磨罐中的压力和温度信号，控制压力反馈线路、温度反馈线路上阀门的开度和启闭；

球磨罐与主轴刚性连接，主轴与驱动电机连接，主轴上设置偏心轮并连接一端固定的弹簧。

所述的振动式深冷球磨制备纳米晶粉体的设备，球磨罐的外壳设置通氮夹层，通液氮管路分两路，一路连至球磨罐内，另一路连至通氮夹层内。

本实用新型的优点及有益效果是：

1、本实用新型采用振动式低温球磨设备，制备的纳米晶铝粉具有较高的热稳定性。

2、本实用新型可以制备粒度分布集中的等轴状纳米晶铝粉，并精确控制粉体的粒度范围(D50＝15～500μm)。

3、本实用新型可以制备厚度为100～200nm的二维片成状纳米晶铝粉。

附图说明

图1为振动式深冷球磨设备示意图。图中，1通保护气体管路；2通液氮管路；3压力反馈线路；4温度反馈线路；5罐内压力及温度控制系统；6球磨罐；7驱动电机；8主轴；9偏心轮；10弹簧。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型振动式深冷球磨制备纳米晶粉体的设备，由振动装置、多功能球磨罐、外部辅助控制系统组成，将振动式球磨结合液氮制冷实现低温球磨，该设备主要包括：通保护气体管路1、通液氮管路2、压力反馈线路3、温度反馈线路4、罐内压力及温度控制系统5、球磨罐6、驱动电机7、主轴8、偏心轮9、弹簧10及液氮及保护气体源等，具体结构如下：

球磨罐6分别通过通保护气体管路1、通液氮管路2与液氮及保护气体源连通，在所述通保护气体管路1、通液氮管路2上分别设置阀门；压力反馈线路3、温度反馈线路4的一端连至球磨罐6，压力反馈线路3的另一端连至通保护气体管路1上的阀门，温度反馈线路4的另一端连至通液氮管路2上的阀门，压力反馈线路3、温度反馈线路4上设置罐内压力及温度控制系统5，罐内压力及温度控制系统5根据球磨罐6中的压力和温度信号，控制压力反馈线路3、温度反馈线路4上阀门的开度和启闭。

球磨罐6与主轴8刚性连接，主轴8与驱动电机7连接，主轴8上设置偏心轮9；弹簧10的一端固定，弹簧10的另一端连接主轴8。

球磨罐6的外壳设置通氮夹层，通液氮管路2分两路，一路连至球磨罐6内，另一路连至球磨罐6的通氮夹层内。