[发明专利]一种多尺度锂球的快速制备方法

摘要

本发明公开了一种多尺度锂球的快速制备方法，在惰性气体氛围保护下，通过投料口向熔锂罐中投入锂原料，再通过加热器将其加热到一定温度，利用充气阀、直通阀和放气阀调节适当气压的惰性气体挤压锂管中的液态锂，经过堵头的小孔喷射到冷却剂中，迅速冷却固化得到锂球，调节通入气体的气压可以生产出亚毫米量级不同直径的锂球，再经后续处理得到洁净的多尺度锂球。本发明简单易操作，生产周期短，锂球成球规则且尺寸在亚毫米量级可控，能够满足EAST装置锂球注入调制ELMs和等离子体破裂防护实验的要求，为未来聚变堆中杂质注入的成功应用提供良好的技术基础。

主权项

1.一种多尺度锂球的快速制备方法，其特征在于：包括有惰性气体储气瓶、熔锂罐和烧杯，在所述的熔锂罐上设有进气口和出气口，在熔锂罐的顶端设有投料口，所述的惰性气体储气瓶的出气口通过气管一连接熔锂罐的进气口，在气管一上安装有充气阀和直通阀，熔锂罐的出气口连接有气管二，在气管二上安装有放气阀，在熔锂罐的外面安装有加热器，在熔锂罐的底部出口连接有锂管，在锂管上安装有锂阀，在锂管的下端连接有堵头，在堵头的底部开有激光孔，在堵头的下方设有所述的烧杯，在烧杯内部设有冷却剂；具体制备步骤如下：（1）关闭投料口、放气阀，依次打开锂阀、直通阀和充气阀，通过气管一向熔锂罐中通入0.02MPa的惰性气体，开启加热器，给熔锂罐、锂管、锂阀和堵头烘烤出气，烘烤温度设定为300℃，连续进行12h；（2）关闭锂阀，惰性气体气压调至0.2MPa，打开投料口，在惰性气体氛围保护下向熔锂罐中投入90g锂棒，关闭投料口，然后打开放气阀放出熔锂罐中多余的惰性气体；（3）投料后，由于固体锂棒的熔化，熔锂罐的温度会先降后升，待熔锂罐、锂管和堵头的温度均升至预设温度300℃，并维持稳定；（4）将烧杯置于堵头正下方，堵头伸进烧杯中且距离杯口1/4处，冷却剂的液面与堵头表面接触；（5）关闭直通阀，打开充气阀，预设气压值，打开放气阀放空熔锂罐中升温而升高的气压；（6）打开锂阀，并打开直通阀，受压后的液态锂经过堵头的激光孔快速喷射到冷却剂中，生成锂球；（7）锂管中液态锂喷完后关闭锂阀，收集冷却剂表面漂浮的锂球；（8）调节步骤（3）预设温度、步骤（5）预设气压和激光孔的孔径来控制锂球的尺寸。