[发明专利]一种金属铌纳米粉末的制备方法及制备装置

说明书

一种金属铌纳米粉末的制备方法及制备装置，属于金属加工领域，本发明为了解决现有金属铌纳米粉末制备方法存在着制备产量低、制备成本高、不利于工业生产的问题，本发明提供的一种金属铌纳米粉末的制备方法及制备装置，可以通过示波器反馈的信息对电源输出波形及电源参数进行控制以及结合加工介质溶液成分、温度的控制，改善电源放电的动特性，改善电源放电的动特性，达到精确控制工件表面电弧放电强弱的目的，实现了根据需求控制电弧在纳米至微米级别的放电，确保每次电弧轰击纯金属铌板时都会产生纳米至微米级粉末，使纳米级的金属铌粉末可以附着在纯金属铌板的表面，便于后期回收。

技术领域

本发明属于金属加工领域，具体涉及一种金属铌纳米粉末的制备方法及制备装置。

背景技术

纳米金属粉末在众多领域中有着重要的应用，纳米金属粉末的制备方法发展也十分迅速,从气相法、液相法、固相法发展到激光法、等离子体法、金属喷雾燃烧法等,但这些方法均存在着产量低、成本高的问题；生产出来的粉末产品售价高(纳米金属粉末的价格通常是普通金属粉末的几十倍),这严重制约了纳米金属粉末的应用与推广。

铌由于镧系收缩，出现额外的电子，铌的金属键就变得更强，因而它具有较高的熔点和沸点以及较大的原子焓，具有高熔点、较高的高温强度和比强度、良好的室温加工性能、焊接性和耐蚀性、无放射性等特点。铌的纳米粉末有十分广阔的应用前景，但目前还没有成功的工业生产方法，因此研发一种金属铌纳米粉末的制备方法及制备装置是很符合实际应用的。

发明内容

本发明为了解决现有金属铌纳米粉末制备方法存在着制备产量低、制备成本高、不利于工业生产的问题，进而提供一种金属铌纳米粉末的制备方法及制备装置；

一种金属铌纳米粉末的制备装置，所述制备装置包括可调直流电源、夹具和反应容器，夹具通过导线与可调直流电源的正极相连，反应容器通过导线与可调直流电源的负极相连；

所述可调直流电源与示波器相连，示波器用于对电源的波形进行分析，可调直流电源的正极与夹具之间设有整流部件；

所述夹具的材质与被加工工件的材质相同；

进一步地，所述可调直流电源的正极与夹具之间的整流部件为二级管，二极管串联在可调直流电源的正极与夹具之间；

进一步地，所述可调直流电源的正极与夹具之间的整流部件为电容，电容并联在被加工工件的两端；

一种金属铌纳米粉末的制备方法，所述方法是通过以下步骤实现的：

步骤一：将金属铌在加工之前先用砂纸打磨，磨掉表面的油污杂质；

步骤二：将步骤一中去除表面油污的铌工件装夹在夹具上，并将夹具通过导线与可调直流电源正极连接，将反应容器与可调直流电源负极连接；

步骤三：将加工介质溶液加热至70℃-90℃后注入到反应容器中，启动可调直流电源对夹具及反应容器加载电压，将铌工件的夹具缓慢浸没入加工介质溶液中，根据示波器中显示的波形及电源参数，调节可调直流电源，使加工电流密度保持在0.1-0.3A/cm²；

步骤四：加工时间设置为5至10分钟，然后缓慢将带有铌工件的夹具从反应容器中取出，关闭可调直流电源；

步骤五：将铌工件从夹具中拆卸下来，并迅速将铌工件放入酒精中，利用刮取装置将铌板表面附着的铌纳米粉末刮下，刮下铌纳米粉融入酒精；

步骤六：将酒精加热蒸发，留下金属铌纳米粉末；

进一步地，所述步骤三中的加工介质溶液为低浓度盐溶液；

进一步地，所述步骤三中的加工介质溶液由氟化铵、氟化钾和纯水组成，其中氟化铵、氟化钾和纯水的含量比值为4％～5％：0.8％：94.2％～95.2％。