[实用新型]粉体材料制备装置

说明书

本实用新型公开了一种粉体材料制备装置，其具有汽化器、混合供气机构、混气机构、交叉供气机构及反应室，其中，混合供气机构具有混合出气口，交叉供气机构具有环状的交叉出气口，交叉出气口位于混合出气口与反应室的入口之间，且交叉出气口与混合出气口之间的距离可调，交叉出气口处点燃的火焰能够与混合出气口处点燃的火焰交汇后共同进入反应室进行粉体材料的杂化反应，通过调整交叉出气口与混合出气口之间的距离，可得到具有不同结构的杂化粉体材料。该粉体材料制备装置结构设计精巧，可以用于气相法实现杂化粉体材料的生产，具有适用范围广、适用性强的优点。

技术领域

本实用新型涉及粉体材料领域，尤其是涉及一种粉体材料制备装置。

背景技术

气相法工艺是制备高纯超细粉体材料的主要技术方法之一。目前采用该技术方法实现工业化生产的产品有气相法二氧化硅、气相法氧化铝、气相法氧化钛等，其主要工艺是采用氧化物粉体材料的前驱体(如四氯化硅、氯化铝、四氯化钛等)汽化后进行高温水解缩合而得到氧化物粉体，反应原理如下：

MCl_x+H₂+O₂→M₂O_x+HCl

其中M为Si、Al、Ti、Zr等，X为自然数，与对应的金属元素的化合价相对应。

气相法粉体材料生产的基本工艺流程都相似(如US3954945、US4048290和ZL02149782.6等专利中公开的工艺流程)，基本包含以下几个工艺流程：(1)原料汽化：前驱体的汽化；(2)原料混合：前驱物与氢气和氧气(空气)混合；(3)反应：前驱物进行高温水解反应；(4)粒子聚集：反应生产的氧化物粒子聚集，便于收集；(5)气固分离：氧化物粒子与反应副产物气体以及过量的气体进行分离；(6)脱酸：脱除反应过程中的副产物以及吸附在氧化物粉体表面的副产物。

然而，目前的气相法工艺都是制备单纯的氧化物粉体材料，对于多种氧化物粉体的复合(杂化)制备技术基本没有。而且采用现有的技术来制备气相法氧化物杂化材料，由于设备结构设计的问题，难于对杂化材料的结构进行控制，产品稳定性也存在很大问题，也难于实现产业化。目前也有采用溶胶-凝胶法研制该类产品，但是溶胶-凝胶法对于产品的控制非常困难，难于获得均匀、稳定的金属氧化物杂化材料，而且采用溶胶-凝胶法制备的金属氧化物杂化材料，其产品结构和性能与气相法工艺获得的产品相差甚大。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种用于气相法、且能够用于制备杂化材料的粉体材料制备装置。

一种粉体材料制备装置，包括汽化器、混合供气机构、混气机构、交叉供气机构及反应室；所述汽化器用于对原料进行汽化处理，所述汽化器有多个，其中至少有一个所述汽化器与所述混合供气机构连通以向所述混合供气机构提供第一汽化原料，且其中至少有一个所述汽化器与所述混气机构连通以向所述混气机构提供第二汽化原料，所述混合供气机构用于将所述第一汽化原料与反应气体混合均匀，所述混合供气机构具有混合出气口，所述混气机构用于将所述第二汽化原料与反应气体混合均匀，所述混气机构与所述交叉供气机构连通，所述交叉供气机构具有环状的交叉出气口，所述交叉出气口位于所述混合出气口与所述反应室的入口之间，且所述交叉出气口与所述混合出气口之间的距离可调，所述交叉出气口处点燃的火焰能够与所述混合出气口处点燃的火焰交汇后共同进入所述反应室。

在其中一个实施例中，所述混合供气机构具有主体部和夹套部，所述主体部具有混气腔室以及与所述混气腔室连通的多个进气口，所述夹套部套设在所述主体部上且与所述主体部之间具有间隙，所述夹套部具有与所述间隙连通的用于供汽化原料和/或反应气体进入的进气口，所述主体部与所述夹套部在一端开口形成所述混合出气口。

在其中一个实施例中，所述主体部呈中空管状，所述混气腔室内设有多层气体分散板，每层的气体分散板将所述混气腔室内的气体流道分成多股。