[实用新型]无机粉体制作装置以及无机粉体制作与分级装置

说明书

技术领域

本实用新型是有关于一种粉体制造技术，且特别是有关于一种无机粉体制作装置以及无机粉体制作与分级装置。

背景技术

高纯度无机粉体广泛应用于各种产业，包含陶瓷被动元件产业、结构陶瓷产业、显示器产业及半导体产业当中，除了考虑无机粉体的尺度大小及微细化外，无机粉体本身的结晶度、形貌与纯度等都在应用中具有严谨地规格定义，因为这些规格代表着粉体的力学、电气特性、介电性、磁性、热特性及光学特性等。而无机粉体的尺度、形貌、粒度均匀度、表面积与结晶性等，皆与无机粉体合成方法有很大的关系。

以金属有机盐类制备无机粉体的方法为例，是将金属有机盐类先分解于特定溶剂中后，常见添加胺类进行加热湿式还原得到无机粉体。然而受限于产率与废液污染，加上部分金属有机盐类的裂解温度过高，致使反应器需于高温下热还原的危险性等问题。因此，部分技术采用喷雾热裂解方式进行粉体制备。考虑加温区间及温度，这类的反应器多半具有一定长度，反应时间过长而对于颗粒尺度的控制与结晶度等均匀度有很大的影响。另外，产生的废气处理也是一大难题，间接导致产出的无机粉体收集上多半需采取后端分级设备处理，对于产量与产率上有很大的限制。

另外，金属有机盐类分解于特定溶剂中形成的反应前驱物，无法应用于高压喷雾的高速喷雾处理及对于喷嘴的材料腐蚀等问题，反应腔体污染致使无机粉体纯度下降等有待克服。

再者，无机粉体制作技术需考虑可大量生产、连续式及符合环保等条件，制作加工成本需有效降低，整体生产的连续性需有效设计与达成，无机粉体需取得容易，同步分级化及制作工艺环境污染性应降至最低。最终还需配合无机粉体的尺度、均匀性、形貌、表面积及材料本体的结晶性、可分散性及功能性等皆需同时考虑。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种无机粉体制作装置，能制作出容易分级的次微米级无机粉体。

本实用新型另一目的在于提供一种无机粉体制作与分级装置，能连续式生产不同尺度的次微米或纳米级无机粉体。

为达上述目的，本实用新型的无机粉体制作装置包括绝缘管、至少一对环状射频电极与气体供应装置。所述对环状射频电极环绕于绝缘管的外周配置，以于通电后在绝缘管外产生第一电场区并于绝缘管内产生具有等离子体焰炬的第二电场区。气体供应装置则对绝缘管内供应反应雾体与惰性气体，以使反应雾体(reaction mist)通过上述等离子体焰炬而被裂解氧化成无机粉体。

所述绝缘管包括电阻率在10⁹Ω·cm以上的陶瓷管。

所述第一电场区的电场强度大于所述第二电场区的电场强度。

所述无机粉体制作装置还包括：外管，环绕所述绝缘管并包围所述对环状射频电极；以及氮气供应装置，对所述外管内供应氮气。

所述气体供应装置包括：反应雾体产生器，连至所述绝缘管，以供应所述反应雾体；以及高压气体供应装置，与所述反应雾体产生器相连，以供应所述惰性气体至所述反应雾体产生器。

本实用新型的无机粉体制作与分级装置包括雾化设备、等离子体设备以及与等离子体设备相连的分级设备。雾化设备是用以雾化反应液体为反应雾体。等离子体设备则包括与雾化设备相连的绝缘管、高压气体供应装置与至少一对环状射频电极。高压气体供应装置用以供应惰性气体至上述雾化设备，以使反应雾体连同惰性气体进入上述绝缘管。而环状射频电极是环绕于绝缘管的外周，以于通电后在绝缘管外产生第一电场区并于绝缘管内产生具有等离子体焰炬的第二电场区，使上述反应雾体通过等离子体焰炬而被裂解氧化成无机粉体。所述分级设备包括不同半径的多个干式涡锥(cone)，用以分级上述无机粉体。

所述绝缘管包括电阻率在10⁹Ω·cm以上的陶瓷管。

所述第一电场区的电场强度大于所述第二电场区的电场强度。

所述等离子体设备还包括：外管，环绕所述绝缘管并包围所述对环状射频电极；以及氮气供应装置，对所述外管内供应氮气。

所述干式涡锥的锥角小于20度。

每一个干式涡锥具有出口、进气口与粉体排出口，所述出口的管径为最大管径除以N、所述进气口的管径为所述最大管径除以M与所述粉体排出口的管径为最大管径除以L，其中N＝3.5至5.5、M＝5.5至8.5且L＝6.5至10。

所述雾化设备包括压电震荡器或超音波震荡器。

所述高压气体供应装置包括高压气瓶。