[发明专利]一种多场耦合环境下制备超细粉体工艺方法

权利要求书

1.一种多场耦合环境下制备超细粉体工艺方法，其特征在于，所述多场耦合环境下制备超细粉体工艺方法，即为耦合温度场、速度场和超声场，在反应器内形成一个有利于超细粉体生成的区域，通过速度场、温度场和超声场协同作用制备粒径可控、且分布均匀的超细粉体颗粒；

具体制备步骤如下：

（1）根据被粉碎物料，设定反应工况，如进料流量、喷嘴间距和直径之比、进料浓度、反应温度、撞击时间、超声功率等工艺条件；

（2）两种物料混合粉碎时，将待粉碎物料之一配成混合溶液后加入到进料桶中搅拌均匀，将另一待粉碎物料配成溶液后加入到上层进料桶中并搅拌均匀；

（3）检查设备，接通电源，然后启动离心泵，调节流量，使两股反应物料在撞击流反应器中形成撞击，进行初步反应；待反应介质充满反应器后开启超声发生器，调节超声发生器功率，对撞击流场进行超声强化；

（4）根据物料种类设置反应温度，通过换热管调节反应器内反应温度；

（5）反应后的产物经出料口排出后，关闭两侧阀门及离心泵，关闭超声电源，收集生成物；

（6）将得到的生成物混合溶液通过蒸馏水反复洗涤、过滤、干燥，或进一步研磨得到超细粉体。

2.根据权利要求1所述的一种多场耦合环境下制备超细粉体工艺方法，其特征在于，上述工艺方法中所述设备，由三部分组成：撞击流反应器、监控温度的温控系统和施加超声激励的超声系统；工艺设备撞击流反应器包括椭圆型顶盖封头、锥形封头、壳体、压力表、温度计、排气接口、换热接口、换热盘管、进料管、可拆卸喷嘴以及接管和法兰；辅助设备包括储液罐、循环泵；温控系统包括反应器内部安装多组可拆卸螺旋盘管，外接温度控制器和温度显示器，该部分和测温测压仪表共同组成装置的温度控制系统；超声系统包括超声波发生器及超声波振子；超声波发生器是超声系统的总驱动源，利用激式振荡电路将电能转化为电信号，进而驱动设备工作。

3.根据权利要求1或2所述的一种多场耦合环境下制备超细粉体工艺方法，其特征在于，所述工艺设备反应器外壳整体为直立圆柱筒体，上部安装椭圆型顶盖封头，下部安装锥形封头，换热盘管连接在壳体内壁从上到下螺旋环绕整个流场，换热介质在温度控制系统地调控下在盘管内循环流动；两组进料管均为同轴对置，且直径长度相同；进料管一端安装渐缩喷嘴，一端连接储液罐和水泵，对置喷嘴的间距和喷嘴直径之间的比例根据实际情况和工艺需求自由调整；反应器下端外侧为超声波系统，超声波振子由超声波换能器和超声波变幅杆组成，将高频电能转化为超声信号并传递出去；超声波振子由多个超声波振子串联连接组成，固定在反应器下端外侧；撞击流反应器内的液面高度应满足超声波振子所需的最低液位需求；进料管两端设有内螺纹并安装不同锥度和直径的渐缩喷嘴，在不使物料堵塞喷嘴的情况下进一步促进物料在反应器内的混合效果，增大出口流体的撞击速度和撞击面积。

4.根据权利要求3所述的一种多场耦合环境下制备超细粉体工艺方法，其特征在于，所述反应器内部加装多组换热盘管，外接温度显示器和控制器由温度控制器控制换热介质的循环流动，根据反应物的制备需求来调节不同的反应温度，换热盘管的导热性能良好且螺旋环绕于流场区域，以增大换热面积，提高换热效率。

5.根据权利要求3所述的一种多场耦合环境下制备超细粉体工艺方法，其特征在于，所述反应器的锥形封头固定有多组阵列分布的超声波振子，外接超声发生器共同构成反应器的超声系统。

6.根据权利要求5所述的一种多场耦合环境下制备超细粉体工艺方法，其特征在于，所述超声发生器频率固定，功率在要求的范围内根据所需粒径的大小自由调节，超声系统将电信号转换成机械信号施加给流场，完备系统协同作用，共同促进超细粉体的制备。