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直流電弧等離子體技術(shù)制備納米粉體原理
直流電弧等離子體法的基本原理是在惰性氣氛或反應性氣氛中，通過(guò)直流放電(或其他方式)使氣體電離產(chǎn)生高溫等離子體，從而使金屬熔融蒸發(fā)，得到金屬蒸汽，金屬蒸汽與周?chē)栊詺怏w原子或反應性氣體發(fā)生激烈碰撞而進(jìn)行驟冷或發(fā)生化學(xué)反應形成超細微粒。
自從直流電弧等離子體技術(shù)開(kāi)發(fā)出來(lái)，不斷得到改進(jìn)和完善，應用領(lǐng)域也不斷的擴展，主要包括以下幾個(gè)方面：
（1）納米金屬粉
直流電弧等離子體法可以制備多種納米金屬粉及合金粉。
（2）納米金剛石薄膜
采用CH4、H2、Ar氣作為等離子體氣源，還可以制備金剛石薄膜。
（3）金屬氧化物和陶瓷粉
通過(guò)采用不同的等離子體氣源，還可以制備氧化物、氮化物等陶瓷粉。
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等離子蒸發(fā)法目前已工業(yè)化用于單質(zhì)金屬、合金納米粉末、氮化物、氧化物、碳化物粉末等。 |
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工作氣體 |
原料 |
生成的納米材料 |
粒徑 |
特征 |
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Ar |
Ag, Al, Co, Cr, Cu, Fe, Mg, Mn, Mo, Ni, Pd, Si, W |
Ag, Al, Co, Cr, Cu, Fe, Mg, Mn, Mo, Ni, Pd, Si, W |
30-300 |
純金屬納米球形粒子 |
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Sc, Ta, Ti, V |
Sc, Ta, Ti, V |
50-300 |
氫化物納米粒子 |
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O2 |
W，Mo，Nb |
WO3，MoO3，Nb2O5 or NbO2 |
50-300 |
金屬氧化物納米球形粒子 |
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H2 |
CaO，MgO，Al2O3，TiO2，ZrO2，SiC，Ti+C，W+C，WO3+C，WC |
CaO，MgO，Al2O3，TiO2，ZrO2，SiC，Ti+C，W+C，WO3+C，WC |
50-300 |
特定晶相結構納米球形粒子 |
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N2 |
Ti, TiN，Zr，Al, AlN，Si, Si3N4 |
TiN，ZrN，Al+AlN，Si， |
50-300 |
金屬氮化物納米球形粒子 |
MAO-PNP等離子納米粉體生產(chǎn)線(xiàn)
1.設備用途：
采用真空直流等離子蒸發(fā)的工藝，連續高效制備高純度納米金屬及復合粉體，高質(zhì)量、高產(chǎn)率、高均勻度。具有純度高(99.7% 以上)，球形度高，粒度分布范圍窄，結晶度高，利于分散等特點(diǎn)。
2.設備組成：
主要由高真空獲得及充工作氣體系統，直流電弧等離子體制粉系統，粉體進(jìn)料系統，粉體收集氣體循環(huán)系統，粉體沉降布袋收集系統，粉體鈍化系統、真空手套箱系統，電氣控制系統，水冷循環(huán)系統等組成。
3．技術(shù)指標
3.1 單爐熔煉蒸發(fā)量：2kg
3.2 等離子體蒸發(fā)溫度：2000-3500℃（可設計定制）
3.3 等離子電源主要技術(shù)參數：輸入380V 3相50HZ，總功率30KW、70KW、100KW，工作電壓：50-300V
3.5 日產(chǎn)量：5-50Kg
4.設備明細
4.1．等離子體蒸發(fā)制粉系統
4.2．真空獲得及測量系統
4.3．氣體充氣循環(huán)系統
4.4. 水冷系統：粒徑控制器、氣體冷卻器、蒸發(fā)爐冷卻系統、換熱器、冷水機
4.5. 粉體旋風(fēng)分級/捕集系統;
4.6．方型真空手套操作箱（二工位）；儲料罐；
4.7．電氣控制系統；
4.8. 鈍化存儲系統：選配
一些金屬納米粉具有比表面積大、活性高，對環(huán)境敏感，非常容易發(fā)生氧化等化學(xué)反應，不利于包裝、儲運和應用。納米粉鈍化裝置，可實(shí)現納米粒子的惰性離子包覆，為高活性納米粉體的包裝、儲藏和應用提供了便利。
核心設備均為自制生產(chǎn)，并在2003年開(kāi)始逐漸申請了知識產(chǎn)權保護。
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