[发明专利]一种利用化学气相沉积法制备纳米氮化钛粉体的工艺

说明书

一种利用化学气相沉积法制备纳米氮化钛粉体的工艺，涉及氮化物粉体制备技术领域。步骤为：首先构建化学气相沉积反应器，然后通过1#进气管持续通入氩气+氮气置换设备内部以形成惰性气氛；由进出料控制机构向化学气相沉积反应器的反应箱体中输送氢化钛颗粒，反应载气氨气由2#进气管通入反应器中，升温开始化学气相沉积反应反应；反应结束后，持续通入氩气+氮气作为淬冷气流进行冷却，待冷却至常温时，通过进出料控制机构排出反应得到的纳米氮化钛粉体。本发明工艺操作更加简便，安全性高，制备产物纯度较高。通过合理设计化学气相沉积反应器，使加工操作安全性得到显著提升。通过进出料结构的设计，使进料、出料操作更为安全、便捷。

技术领域

本发明涉及氮化物粉体制备技术领域，具体是涉及一种利用化学气相沉积法制备纳米氮化钛粉体的工艺。

背景技术

具有高熔点、高硬度、高化学稳定性及优异的电学和光学性能的氮化物粉体已引起人们的普遍关注。独特的理化性能使得这类氮化物在半导体器件、微电子、多孔陶瓷等领域有着广泛的应用。

氮化钛是一种新型的多功能金属陶瓷材料，它的熔点高、硬度大、摩擦系数小，是热和电的良导体。首先，氮化钛是用于高强度的金属陶瓷工具、喷汽推进器、以及火箭等优良的结构材料。另外，氮化钛有较低的摩擦系数，可作为高温润滑剂。氮化钛合金用作轴承和密封环可显示出优异的效果。氮化钛有较高的导电性，可用作熔盐电解的电极以及点触头、薄膜电阻等材料。氮化钛有较高的超导临界温度，是优良的超导材料。

目前，制备氮化钛粉体主要有固相反应合成、化学气相沉积等方法。其中，化学气相沉积方法具有制备产物粒径分布均匀等优点而备受关注。但是，目前常规化学气相沉积反应设备结构复杂，造价成本高。且人工进料、出料操作复杂，危险性较高。

发明内容

针对上述存在制备氮化钛粉体出现的技术问题，本发明提供了一种利用化学气相沉积法制备纳米氮化钛粉体的工艺，通过合理设计反应设备，使工艺操作更加简便，安全性高，制备产物纯度较高。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种利用化学气相沉积法制备纳米氮化钛粉体的工艺，步骤如下：

①、化学气相沉积反应器的构建

所述化学气相沉积反应器主要包括机体1、反应箱体2、活动槽3以及进出料控制机构；

所述反应箱体设置于机体的顶部，反应箱体连接有1#进气管和2#进气管，分别用于向反应箱体中输送惰性气体或反应气体；

所述反应箱体底部设有环状密封圈；

所述进出料控制机构主要包括驱动电机、转动丝杆、主动轮、移动板、从动轮、定位套环、压缩弹簧、支撑杆、固定板、盛料盒、固定座；

所述移动板的两端通过移动槽限制其上下移动轨迹；移动板上固定安装有个呈方形排布的支撑杆，支撑杆的顶部固定有呈圆形的盛料盒；盛料盒在其最高位置时，其通过环状密封圈围合；盛料盒在其最低位置时，可从机体的进出料口放入物料或取出反应完成的物料；

所述移动板左右两侧各与一个转动丝杆的外表面螺纹连接，其内部设置有与转动丝杆相适配的螺纹，通过两个转动丝杆同时转动，可带动移动板向下移动；活动槽开设于机体的底部，活动槽内表面的两侧均连通有移动槽；通过两个移动槽分别对移动板的左右两侧起到限位作用；

所述驱动电机通过固定板固定安装在机体内部，驱动电机输出轴的一端固定连接有主动轮；通过驱动电机转动，可以同时带动主动轮进行转动；转动丝杆的外表面套接有从动轮，转动丝杆的外表面且位于从动轮的顶部设置有定位套环；两个从动轮外表面的一侧均通过皮带与主动轮外表面的一侧传动连接，定位套环与转动丝杆的外表面固定连接；

②、通过1#进气管持续通入氩气+氮气置换设备内部以形成惰性气氛，然后关闭1#进气管；