纳米金属粉末包覆装置及包覆方法

摘要

本发明提供一种纳米金属粉末包覆装置及包覆方法，包含保温壳体、底座、驱动电机、调速器、与驱动电机输出端连接的驱动轴和搅拌桨，驱动轴的上部分穿过保温壳体正中间的开口而位于保温壳体内部，搅拌桨安装在驱动轴上部分，还包括氩气储箱和加热器，氩气储箱安装在保温壳体与底座之间的空腔内，氩气储箱上端通过导气管与保温壳体下部的开口连接、下端与底座固定连接，保温壳体的下部设置加热器，保温壳体上部正中间开有进料口，进料口和纳米金属粉末生产线连接，在保温壳体上部的两端分别设置出气孔，出气孔上设置出气孔阀门。采用本发明可以有效避免刚制成的纳米金属粉末被氧化，有效保障其活性，且操作简单，使用方便。

权利要求

1.一种纳米金属粉末包覆方法，其特征在于：包括纳米金属粉末包覆装置，纳米金属粉末包覆装置包含保温壳体、位于保温壳体下方的底座、安装在底座上的驱动电机、安装在驱动电机一侧的调速器、与驱动电机输出端连接的驱动轴和搅拌桨，驱动轴的上部分穿过保温壳体正中间的开口而位于保温壳体内部，搅拌桨安装在驱动轴上部分，还包括氩气储箱和加热器，氩气储箱安装在保温壳体与底座之间的空腔内，氩气储箱上端通过导气管与保温壳体下部的开口连接、下端与底座固定连接，保温壳体的下部设置加热器，保温壳体上部正中间开有进料口，进料口和纳米金属粉末生产线连接，在保温壳体上部的两端分别设置出气孔，出气孔上设置出气孔阀门；

步骤一：将包覆材料放入保温壳体内；

步骤二：打开氩气储箱与保温壳体连接的导气管上的阀门和出气孔阀门，使氩气流过整个壳体，20-30分钟保温壳体内部制造成氩气环境后，将打开的阀门关闭；

步骤三：打开加热器加热保温壳体，使保温壳体内部温度达到包覆材料的熔点；

步骤四：打开纳米金属粉末生产线管道的阀门，将纳米金属粉末经进料口输送到保温壳体的内部，关闭纳米金属粉末生产线管道的阀门，驱动电机工作，搅拌桨旋转，开始对纳米金属粉末的包覆。

2.根据权利要求1所述一种纳米金属粉末包覆方法，其特征在于：所述搅拌桨的转速是每分钟10000转。

说明书

纳米金属粉末包覆装置及包覆方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种包覆装置及包覆方法，尤其涉及一种纳米金属粉末的包覆装置及包覆方法。

背景技术

[0002] 目前，工业生产与居民生活所使用的主要能源来自于煤、石油、天然气等化石燃料。它们的特点是，形成过程极其缓慢，在快速的消耗下面临着即将枯竭的状况。而且化石燃料燃烧产生的二氧化碳将加重地球上的温室效应，其内部所含有的硫化物、氮化物等燃烧将产生硫氧化物、氮氧化物等污染物，造成大气污染并形成酸雨，危害自然环境，已经不足以适应现代工业的快速发展。

[0003] 金属燃料作为一种高热值的新型燃料，其能量密度远远高于煤、石油、天然气等化石燃料。并且，在燃烧的过程中不会产生硫氧化物、氮氧化物等有害气体。同时，地球上拥有丰富的金属矿产资源，且金属冶炼技术成熟，能够为金属燃料的应用提供坚实的基础。

[0004] 由于受到金属粉末生产加工水平的限制，传统的金属粉末颗粒直径较大，通常在1微米以上，因此其应用领域受到较大限制。主要作为固体火箭发动机推进剂的填料，燃烧弹、照明弹的发光剂，炸药中的填料等，应用范围相对狭窄。随着电爆炸法、激光法等新型生产工艺的出现，金属粉末的颗粒直径得到了进一步的降低。目前，直径小于100纳米的金属粉末的生产工艺已经十分成熟，并可以在可控的条件下制造出平均粒径为30纳米、50纳米、80纳米等不同的金属粉末。随着金属粉末颗粒直径的降低，金属粉末的比表面积成倍地增加，其活性显著增强。这使得纳米金属粉末可以摆脱以前只作为金属添加剂的状态，成为燃料的主体。充分发挥其所具有的高能、环保的特性。但是，纳米金属粉末活性的增加也带来了一定的问题。生产出来的纳米金属粉末如果直接暴露在空气中，将会被空气中的氧气氧化。不仅会使一部分纳米金属粉末失去活性，导致纳米金属粉末做功能力的下降，而且纳米金属粉末氧化过程中产生的热量将会使纳米金属粉末温度升高，有可能引起连锁反应，导致火灾或爆炸事故。为了防止刚产生出来的纳米金属粉末在与空气接触的过程中被氧化，需要在纳米金属粉末刚生产完成时，就在其表面包覆一层有机物，以达到防止纳米金属粉末被空气氧化的目的。

[0005] 本发明的技术方案就是在上述背景下提出的，旨在通过技术方案中所提到的装置及相应的包覆方法，完成对纳米金属粉末的包覆。

发明内容

[0006] 本发明的目的有两个，一是为了简单有效地对纳米金属粉末进行包覆而提供一种纳米金属粉末包覆装置，二是提供一种使用纳米金属粉末包覆装置对纳米金属粉末进行包覆的纳米金属粉末包覆方法。

[0007] 本发明的目的是这样实现的：纳米金属粉末包覆装置包含保温壳体、位于保温壳体下方的底座、安装在底座上的驱动电机、安装在驱动电机一侧的调速器、与驱动电机输出端连接的驱动轴和搅拌桨，驱动轴的上部分穿过保温壳体正中间的开口而位于保温壳体内部，搅拌桨安装在驱动轴上部分，还包括氩气储箱和加热器，氩气储箱安装在保温壳体与底座之间的空腔内，氩气储箱上端通过导气管与保温壳体下部的开口连接、下端与底座固定连接，保温壳体的下部设置加热器，保温壳体上部正中间开有进料口，进料口和纳米金属粉末生产线连接，在保温壳体上部的两端分别设置出气孔，出气孔上设置出气孔阀门；

[0008] 纳米金属粉末的包覆方法包括以下步骤：

[0009] 步骤一：将包覆材料放入保温壳体内；

[0010] 步骤二：打开氩气储箱与保温壳体连接的导气管上的阀门和出气孔阀门，使氩气流过整个壳体，20-30分钟保温壳体内部制造成氩气环境后，将打开的阀门关闭；

[0011] 步骤三：打开加热器加热保温壳体，使保温壳体内部温度达到包覆材料的熔点；

[0012] 步骤四：打开纳米金属粉末生产线管道的阀门，将纳米金属粉末经进料口输送到保温壳体的内部，关闭纳米金属粉末生产线管道的阀门，驱动电机工作，搅拌桨旋转，开始对纳米金属粉末的包覆。

[0013] 本发明还包括这样一些结构特征：

[0014] 1.所述保温壳体包含上壳体和下壳体，上壳体与下壳体的交界处为阶梯形状，并设置有密封圈，上下壳体通过卡扣连接。

[0015] 2.所述搅拌桨有两对，两对搅拌桨反向安装在驱动轴上。

[0016] 3.所述搅拌桨的转速是每分钟10000转。

[0017] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明所提供的纳米金属粉末包覆装置及包覆方法是在氩气保护环境下进行对纳米金属粉末进行包覆，最大限度地防止了刚制成的纳米金属粉末被空气中的氧气氧化。通过加热器加热保温壳体使环境温度控制在有机包覆材料的熔点，使有机物包覆材料能够均匀的覆盖在纳米金属粉末表面。装置进料口与纳米金属粉末的生产线直接相连，避免注入金属粉末时有外界空气进入氧化金属粉末。采用调速器对驱动电机的转速和方向进行调节，可以根据需要调节搅拌桨的转速达到每分钟10000转以上，使纳米金属粉末进行高速剪切，破坏纳米粉末的团聚作用，使有机物包覆材料均匀的覆盖在纳米金属粉末表面，可以达到更好的包覆效果。

附图说明

[0018] 图1是本发明的结构示意图；

[0019] 图2是本发明的卡扣部分结构示意图。

具体实施方式

[0020] 下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

[0021] 结合图1和图2，本发明包含保温壳体2、位于保温壳体下方的底座1、安装在底座1上的驱动电机6、安装在驱动电机6一侧的调速器7、与驱动电机6输出端连接的驱动轴
14和搅拌桨9，驱动轴14的上部分穿过保温壳体2正中间的开口而位于保温壳体2内部，搅拌桨9安装在驱动轴14上部分，且搅拌桨9通过键安装在驱动轴14上，在保温壳体2下部中间与驱动轴14之间设置有限位轴承13，还包括氩气储箱10和加热器8，氩气储箱10安装在保温壳体2与底座1之间的空腔内，具体的说是安装在空腔的一侧，氩气储箱10上端通过导气管与保温壳体2下部的开口连接、下端与底座1固定连接，保温壳体2的下部设置加热器8，以实现对保温壳体2的加热，保温壳体2上部正中间开有进料口4，进料口4和纳米金属粉末生产线连接，在保温壳体2上部的两端分别设置出气孔11，出气孔11上设置出气孔阀门，实现对出气孔开关的控制。

[0022] 本发明的保温壳体2由上壳体2-1和下壳体2-2两部分组成组成，上壳体2-1与下壳体2-2的交界处为阶梯形状，并设置有密封圈12对交界面进行密封，并且壳体2由上壳体2-1和下壳体2-2通过卡扣3连接在一起，主要是通过卡扣3对保温壳体2的上下两个部分的挤压作用实现连接。本发明的搅拌桨有两对，两对搅拌桨反向安装在驱动轴上，实现搅拌作用。

[0023] 在使用本发明所提供的纳米金属粉末包覆装置进行纳米金属粉末的包覆的过程中，包覆方法的主要步骤包括：

[0024] 步骤一：将包覆材料放入保温壳体内；

[0025] 步骤二：打开氩气储箱与保温壳体连接的导气管上的阀门和出气孔阀门，使氩气流过整个壳体，20-30分钟保温壳体内部制造成氩气环境后，将打开的阀门关闭；

[0026] 步骤三：打开加热器加热保温壳体，使保温壳体内部温度达到包覆材料的熔点；

[0027] 步骤四：打开纳米金属粉末生产线管道的阀门，将纳米金属粉末经进料口输送到保温壳体的内部，关闭纳米金属粉末生产线管道的阀门，驱动电机工作，搅拌桨旋转，开始对纳米金属粉末的包覆。

[0028] 在具体的实施过程中，首先将有机物包覆材料装入下壳体2-2里，然后将壳体2的上下两个部分扣在一起，并使用卡扣3扣紧，进料口4与纳米金属粉末的生产线管道相连接，并关闭进料口管道的阀门；打开氩气储箱10与保温壳体连接的导气管上的阀门和出气孔阀门，使氩气流过整个保温壳体，20-30分钟保温壳体内部制造成氩气环境后，将打开的阀门关闭；打开加热器8加热保温壳体2，使保温壳体的内部温度达到有机物包覆材料的熔点，打开生产线管道的阀门，将纳米金属粉末经进料口4输送到保温壳体2的内部；开启驱动电机6，使纳米金属粉末与有机包覆材料在搅拌桨9的搅拌下进行掺混，并通过调速器7调整驱动电机6的转速逐渐增加到每分钟10000转，使有机包覆材料与纳米金属粉末能够充分接触，均匀地包覆在纳米金属粉末的表面。纳米金属粉末包覆完成后，打开卡扣3，将保温壳体2的上部拿下，即可将完成包覆的纳米金属粉末进行封装。纳米金属粉末取出后，拆下搅拌桨9，将搅拌桨9以及驱动轴14、保温壳体2等进行彻底的清洗并烘干，即可进行下一批的包覆工作。

[0029] 本发明是在氩气的保护气体的环境中进行对纳米金属粉末的包覆，可以保证纳米金属粉末不被氧化且能在常压环境下进行包覆。采用驱动电机驱动位于保温壳体内部的两对反向的搅拌桨对纳米金属粉末与有机包覆材料进行高速搅拌，并使用调速器控制搅拌桨的转速以及方向，最终使有机包覆材料均匀分布于纳米金属粉末的表面，可以有效避免刚制成的纳米金属粉末被空气中的氧气氧化，以达到防止其被氧化的目的，可以有效地保障纳米金属粉末的活性，且操作简单，使用方便，易于实现。