[实用新型]一种电喷制备多孔陶瓷微球的系统

说明书

本实用新型涉及一种电喷制备多孔陶瓷微球的系统，包括浆料供给装置、电喷装置、接收槽和收料装置，浆料供给装置包括两组双通道注射泵、四只注射器和4条导管，两只注射器形成一组，经注射泵夹持固定，电喷装置包括直流稳压电源、四只电喷针头，接收槽包括槽体及槽体支架，收料装置为带有滤网的收料罐。与现有技术相比，本实用新型可以稳定、高效、批量化生产金属、陶瓷、玻璃和非金属氧化物材料的多孔微球和球体粉末。

技术领域

本实用新型涉及陶瓷成型技术领域，尤其是涉及一种电喷制备多孔陶瓷微球的系统。

背景技术

多孔陶瓷微球是指尺寸在几纳米至数毫米之间，表面封闭或有开孔，内部具有多孔结构的球形陶瓷材料。其具有密度低、强度高、热导率低、电导率低、比表面积大、耐蚀性好等优异特性，近年来广泛运用于绝缘材料、隔热填充介质、耐烧蚀材料、吸音降噪材料、药物载体、催化剂载体、喷涂粉料等。

多孔陶瓷微球的制备方法主要包括模板法、乳液法、喷雾干燥法、溶胶凝胶法，以及近期报道的电喷法(中国专利CN104529504A)等。其中电喷制多孔陶瓷微球的方法是利用非溶剂致相转化的基本原理，通过静电作用力将陶瓷粉末与有机粘结剂、溶剂的混合浆料分散成微液滴，微液滴进入非溶剂后发生液液分相，并逐渐固化成前驱体球。前驱体球经过干燥，烧结后成为具有多孔结构的陶瓷微球。与其他方法相比，电喷制多孔陶瓷微球的工艺较为简单，制得的微球具有球形度高、流动性好以及力学性能好等优点，具有良好的应用前景。

目前，电喷系统中浆料的供给主要依靠气动，流量难以精确控制且气瓶的运输和贮存都存在一定的危险性。在工业级大规模制备过程中，电喷系统的浆料供给、电场分布等因素均对微球生产的重复性和均匀性有着明显的影响，对相关因素的控制也是电喷系统设计的重中之重。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种电喷制备多孔陶瓷微球的系统。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种电喷制备多孔陶瓷微球的系统，包括浆料供给装置、电喷装置、接收槽和收料装置，

所述的浆料供给装置包括两组双通道注射泵、四只注射器和4条导管，两只注射器形成一组，经注射泵夹持固定，内部填装浆料，所述的导管与注射器的出口连接，

所述的电喷装置包括直流稳压电源、四只电喷针头，所述的直流稳压电源可提供-40～40kV的正负电压，其中正电压由导线连接四只电喷针头，负电压由导线连接接收槽，所述的电喷针头经导管与注射器连接，利用电喷装置在电喷针头和接收槽之间形成稳定的电场，用于分散和牵引浆料，

所述的接收槽包括槽体及槽体支架，

所述的收料装置为带有滤网的收料罐，凝固浴和前驱体微球流入收料罐后，固体微球留存在滤网上，凝固浴从网孔流下并从出口流出，完成前驱体和凝固浴的分离。

所述的注射泵包括步进电机及其驱动器、具有往复移动的丝杆和支架。

所述的步进电机经单片机系统发出的控制脉冲控制，带动丝杆运动，该丝杆通过螺母与注射器的活塞连接，通过单片机系统发出控制脉冲，使步进电机旋转，步进电机带动丝杆将旋转运动变成直线运动，推动注射器的活塞进行注射陶瓷浆料，把注射器中的陶瓷浆料连续输出到喷头。通过设定螺杆的旋转速度，就可调整其对注射器中陶瓷浆料的推进速度，从而调整喷头喷出小球的尺寸和形貌。

四只电喷针头呈正方形排列，同侧两针头的间距为60厘米，可以保证电喷过程中各针头之间的喷射锥不会互相干扰。

所述的电喷针头底部与槽体之间的距离为10-15厘米。

所述的槽体下表面自边缘向中心有15-20度的倾角，便于凝固浴和前驱体微球的流出，槽体底部中心设有出口，该出口连接有球阀。