[发明专利]基于热冲击连续合成粉体材料的装置及方法

说明书

一种基于热冲击连续合成粉体材料的装置及方法，装置包括：腔体，其壁上设有进出端口及气孔，内部设有接触电极；导电基底，其与接触电极为可移动的面接触连接，导电基底用于搭载待热处理材料的前驱体，其中，待热处理材料包括粉体材料或负载型粉体材料，所述导电基底穿过进出端口；牵引组件，其与导电基底连接，以牵引导电基底及其搭载待热处理材料的前驱体在腔体内连续或间歇移动；导线，其连接接触电极与外部电源，导线、接触电极、外部电源及导电基底构成闭合回路；待热处理材料的前驱体被搭载在被牵引的导电基底上，被牵引进入高温区接受热冲击处理。该装置及方法可以实现超大批量粉体材料或负载型粉体材料的连续热冲击处理。

技术领域

本发明涉及材料制备领域，属于流水线式制备方案，尤其涉及一种基于热冲击连续合成纳米粉体材料的装置及方法。

背景技术

电热冲击是一种利用直流电在导电材料上通过时产生的热(W＝I²Rt) 对材料进行快速高温热处理的新兴方案，其特点是由于导电材料往往较为轻薄，比热较小，于是在电流较大的情况下，能在毫秒级的时间内使导电材料周围温度上升到1000-3000℃，达到红亮。在短暂的热处理过后，断电瞬间又能使导电材料周围以10⁵℃/s量级的降温速率迅速降温，从而可以获得常规加热、烧结方式(如管式炉、马弗炉、微波加热等)无法获得的新型功能材料。通过这种新型快速热冲击方式获得常规方式难以制备的纳米材料，具有广阔应用前景，引起了学术界的广泛关注。

相关技术提出了一种钢化玻璃绝缘子的生产工艺，该工艺需要经过冷热冲击实现钢化玻璃元件的生产。相关技术还提出了一种基于电热的纳米焊接方法，在两枚金属探针之间施加合适的电压后，让两探针针尖接触，电流通过产生热，使与其中之一接触的纳米材料熔化或使该探针针尖熔化，从而使该金属探针针尖和纳米材料焊接。然而，该方法适用的加工材料类型受限，且产量低。在大型热冲击设备中，为了获得能量效率高的设备，相关技术又提出了一种冷热冲击系统及其具有该系统的冷热冲击机，解决了目前冷热冲击系统升温降温慢，能耗高的问题，利用-80℃～225℃的冲击气体达到了能快速降低温度和升高温度，无需预热和预降温，无需液氮辅助。但该方案温度范围窄，对于很多高温合成过程无能为力。并且，至今报道的电热冲击合成方法均使用固定式电极，夹住或使用银胶黏合碳纤维与电极，每次只能处理厘米级的极少量材料，制备产量低，每轮操作都需要粘连和取用，且往往需要在手套箱中进行。使用条件高，单次产量低。只能按批次处理，组装拆卸依然繁复。

发明内容

(一)要解决的技术问题

针对于现有技术问题，本发明提出一种基于热冲击合成粉体材料的装置及方法，用于至少部分解决上述技术问题。

(二)技术方案

本发明一方面提供一种基于热冲击连续合成功能材料的装置，包括：腔体101，腔体101的壁上设有进出端口102及气孔103，内部设有接触电极105；导电基底107，导电基底107与接触电极105为可移动的面接触连接，导电基底107穿过进出端口102，其中，导电基底107用于搭载待热处理材料的前驱体，待热处理材料包括粉体材料及负载型粉体材料；牵引组件106，牵引组件106与导电基底107连接，以牵引导电基底107 与其搭载待热处理材料的前驱体在腔体101内连续或间歇移动；导线104，导线104连接接触电极105与外部电源，导线104、接触电极105、外部电源及导电基底107构成闭合回路。

可选地，接触电极105及牵引组件106上设置凹槽，导电基底107置于凹槽内。

可选地，导电基底107为单层导电基底或双层导电基底或多层导电基底。