本實用新型涉及一種非轉移弧等離子炬制取納米、微米粒徑金屬粉體的設備。

背景技術：

現在能量產制備金屬粉末（主要是微米級的，納米級的還不具備）的方法，主要是機械法和物理化學法：

物理化學法是目前主要制備微米級的金屬粉末的方法，這些方法存在一些嚴重缺點：金屬粉末的粒徑范圍大，無法制備50μm以下包括納米級的金屬粉末材料；

霧化法屬于機械制粉，一般是利用高壓氣體，高壓液體或高效旋轉的葉片，將用坩堝加電弧等方法獲取的高溫、高壓熔融的金屬或合金破碎成細小的液滴，然后收集冷凝而得到的金屬粉末。這種方法存在無法做到納米級的金屬或合金粉末，且效率低，100μm以下的粉末收得率不高，成本相對較大等缺陷。

技術實現要素：

本實用新型的目的在于提供一種結構合理，能耗低，效率高的非轉移弧等離子炬制取納米、微米粒徑金屬粉體的設備。

本實用新型的技術解決方案是：

一種非轉移弧等離子炬制取納米、微米粒徑金屬粉體的設備，其特征是：包括氣化、霧化造粒室，氣化、霧化造粒室中設置等離子炬，送料裝置的金屬棒輸出端伸入氣化、霧化造粒室中，等離子炬與等離子炬的控制器連接；氣化、霧化造粒室通過管道與過渡室連接，過渡室通過管道與設有粉體收集裝置的粉體收集室連接，粉體收集室通過管道與粉體鈍化室連接，粉體鈍化室與粉體收集包裝室連接；在粉體收集室中和/或粉體收集室與粉體鈍化室之間的管道上，設置氣體泵；在氣化、霧化造粒室和/或過渡室上設置隔水層，隔水層與冷卻泵連接；氣化、霧化造粒室、過渡室為惰性氣氛。

所述粉體收集裝置為布袋式或電離式粉體收集裝置。

粉體收集室為惰性氣氛。

粉體收集包裝室為惰性氣氛。

本實用新型采用穩定可靠能產生2000℃~7000℃高溫的非轉移弧等離子炬和電源系統；采用可控的惰性氣氛的造粒室（可以是微增壓或微負壓的）；通過控制金屬氣化（霧化）后的降溫過程，獲取所需納米、微米粒徑的金屬粉體。

具有能耗低，效率高，至少可達到5kg/100KV/h以上的效率；粒徑范圍窄；流動性好，氧含量低（因全程在惰性氣體保護下工作），金屬粉體純度高，提供什么樣純度的金屬材料就能生產出同級別的納米、微米粒徑的金屬粉體；全套設備可根據需要安裝有氧傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器、流量傳感器、氣體傳感器等，各部分的工作根據不同的工況，電傳控制風機、閥門等執行機構，可以連續批量生產，設備維護費用低。

本實用新型可以將所需金屬或合金直接氣化（霧化）后收集，粒徑可控，氧含量低。而原有的霧化法是將熔融后的金屬經過氣壓、水壓沖擊形成破碎的細小液滴再收集，這樣形成的金屬粉體粒徑大小差異大，還需經過再次分級篩分才能使用，制備效率低下。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。

圖1是本實用新型一個實施例的結構示意圖。

圖2是圖1中等離子炬與送料裝置機構關系示意圖。

具體實施方式

一種非轉移弧等離子炬制取納米或微米粒徑金屬粉體的設備，包括氣化、霧化造粒室10，氣化、霧化造粒室中設置等離子炬7，送料裝置12的金屬棒輸出端伸入氣化、霧化造粒室中，等離子炬與等離子炬的控制器9連接；氣化、霧化造粒室通過管道6與過渡室5連接，過渡室通過管道與設有粉體收集裝置的粉體收集室4連接，粉體收集室通過管道與粉體鈍化室1連接，粉體鈍化室與粉體收集包裝室3（可采用市售粉體包裝機等形式）連接；在粉體收集室中和/或粉體收集室與粉體鈍化室之間的管道上，設置氣體泵2；在氣化、霧化造粒室和/或過渡室上設置隔水層13，隔水層與冷卻泵8連接；氣化、霧化造粒室、過渡室為惰性氣氛。

所述粉體收集裝置為布袋式或電離式粉體收集裝置。粉體收集室為惰性氣氛。粉體收集包裝室為惰性氣氛。圖中還有金屬棒11。

工作過程：

一、向氣化、霧化造粒室、過渡室（實現粒徑控制）、粉體收集室充入惰性氣體，置換出空氣；

二、打開等離子炬的控制器，接通電源，點火等離子炬，待等離子炬高溫區穩定到所需溫度和范圍；

三、選取所需制備納米、微米粒徑粉體的金屬棒料或合金棒（L:300~2000mm），放置于送料裝置內，由送料裝置送料逐步接近高溫區，熔融和氣化（霧化）金屬棒或合金棒，用旋轉的離心速度甩出金屬分子結構到氣化（霧化）造粒室內；

四、打開風機抽取氣化（霧化）后含金屬粉體的氣體進入過渡室，通過控制降溫的速率，制取所需粒徑的金屬粉體到粉體收集裝置、粉體鈍化室、粉體收集包裝室。