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納米金屬粉體連續(xù)制備技術(shù)

納米金屬粉體材料廣泛用于催化劑、潤(rùn)滑劑、建筑材料、陶瓷材料、氣敏材料、絕緣材料、紡織材料、發(fā)光材料、木材、滅火劑、生物醫(yī)學(xué)材料等，在冶金、機(jī)械、化工、電子、國(guó)防、核技術(shù)、航空航天等領(lǐng)域具有極其重要的潛在應(yīng)用價(jià)值。金屬納米粉體制備技術(shù)是納米金屬粉體材料研究、開(kāi)發(fā)和應(yīng)用的關(guān)鍵。本技術(shù)依托南京工業(yè)大學(xué)粉體研究所，已開(kāi)發(fā)出三代年產(chǎn)1000公斤級(jí)高性能、高產(chǎn)率直流電弧等離子體蒸發(fā)金屬納米粉體連續(xù)制備產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)線，并實(shí)現(xiàn)了平均粒度在15～300nm的金屬Cu、Ni、Fe、Ag、Sn、Bi、Zn、Co、不銹鋼及高均勻混合性Cu-Ni-Sn等金屬粉體材料的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。所制備的納米金屬粉體純度高，可滿足不同行業(yè)特別是電子行業(yè)對(duì)高純度納米金屬粉體的需求；可滿足多系列、多品種納米金屬粉體的生產(chǎn)，易控制粉體的粒徑以及粒度分布；有利于降低粉體粒度分布范圍，減小粒度；易收集，包裝，且能在后續(xù)環(huán)節(jié)中保證粉體的高純度。該生產(chǎn)線具有能量利用率高，制備成本低，產(chǎn)率高；可靠性高，易維護(hù)；原材料可適應(yīng)性強(qiáng)，即可采用不規(guī)則金屬塊體，也可采用粉體；產(chǎn)品均一性好等優(yōu)點(diǎn)。目前，該技術(shù)已成功轉(zhuǎn)讓給相關(guān)企業(yè)，并在同行業(yè)具有強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。技術(shù)優(yōu)勢(shì)(特點(diǎn)、指標(biāo)等) 生產(chǎn)線真空度高，極限真空度可達(dá)5×10-4 Pa，采用三槍結(jié)構(gòu)，為高均勻性復(fù)合金屬納米粉體、合金納米粉體和薄殼修飾形納米粉體的制備奠定了基礎(chǔ)；采用最新的等離子體電源組合技術(shù)，可有效解決國(guó)內(nèi)現(xiàn)行產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)線依賴(lài)使用國(guó)外進(jìn)口大功率等離子體電源的現(xiàn)狀；根據(jù)不同金屬特點(diǎn)，在一條生產(chǎn)線上，采用不同結(jié)構(gòu)粒子控制器，可有效解決多品種金屬納米粉體的生產(chǎn)問(wèn)題；引入納米粉體分級(jí)系統(tǒng)，可進(jìn)一步降低生產(chǎn)金屬納米粉體的粒度分布范圍，提高產(chǎn)品質(zhì)量；所研制的生產(chǎn)線已考慮到金屬納米粉體的鈍化、真空儲(chǔ)存和設(shè)備與后續(xù)產(chǎn)品生產(chǎn)設(shè)備的連接等問(wèn)題；采用復(fù)合蒸發(fā)和特殊蒸發(fā)坩堝技術(shù)，可進(jìn)一步提高設(shè)備能量利用率，降低制備成本；設(shè)備主要操作由計(jì)算機(jī)控制，易于操作，穩(wěn)定性高。與國(guó)內(nèi)現(xiàn)有技術(shù)相比，在粒度相同情況下，銅粉產(chǎn)率可提高1.5倍，鎳粉產(chǎn)率可提高2倍，銀粉產(chǎn)率可提高5倍，鐵粉產(chǎn)率可提高2～5倍。基本解決了現(xiàn)有納米金屬粉氣相法生產(chǎn)中存在的產(chǎn)率低、成本高、純凈度低等問(wèn)題。中國(guó)顆粒學(xué)會(huì)鑒定結(jié)果認(rèn)為該技術(shù)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)、國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。

南京工業(yè)大學(xué) 2021-04-13

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