專利名稱：非接觸式金屬絲段電爆法超細(xì)粉制備設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于應(yīng)用于制備超細(xì)金屬和合金、超細(xì)金屬氧化物、超細(xì)金屬 氮化物等超細(xì)金屬粉體的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種非接觸式金屬絲段電爆法超 細(xì)粉制備設(shè)備。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，制備超細(xì)粉的方法很多，電爆法是其中一種，電爆法具有能 量轉(zhuǎn)換率高，制備的金屬超細(xì)粉粒度分布均勻、純度高，無(wú)污染，能夠制備高 熔點(diǎn)難溶金屬超細(xì)粉等優(yōu)點(diǎn)而日益受到人們關(guān)注。
已公開(kāi)的電爆法制備超細(xì)粉末設(shè)備有兩種結(jié)構(gòu)， 一種是通過(guò)送絲機(jī)構(gòu)將金 屬絲送入與電極充分接觸，然后控制高壓開(kāi)關(guān)向電極施加高電壓實(shí)現(xiàn)爆炸。專
利00261102.3采用這種結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)最主要不足是生產(chǎn)效率受到送絲速度影 響。后來(lái)專利200320103357.X給出了一種連動(dòng)式電爆法金屬鈉米粉制取設(shè)備， 該設(shè)備采用4一6個(gè)獨(dú)立均布的送絲系統(tǒng)和4一6個(gè)獨(dú)立的等離子開(kāi)關(guān)等，生產(chǎn) 效率提高4一6倍，但仍然受到一定限制。同時(shí)，這種金屬絲與電極接觸爆炸的 結(jié)構(gòu)存在了電極燒蝕現(xiàn)象，金屬絲與電極接觸的部分不能夠爆炸殘留在電極上 形成"積瘤"，影響后續(xù)金屬絲的順利進(jìn)給和充分接觸，生產(chǎn)時(shí)需要經(jīng)常停機(jī)清 理電極，從而影響生產(chǎn)效率。
中國(guó)專利200420012095.0公開(kāi)了第二種結(jié)構(gòu)，金屬絲段滾落到兩電極之 間然后通入高電壓使金屬絲爆炸，在電爆區(qū)增加引弧磁鐵。絲段爆炸時(shí)引弧磁 鐵將電極拉開(kāi)，使互相接觸的金屬絲與電極分離從而防止了電極上的"積瘤"。 但由于電磁鐵的慣性，金屬絲和電極分離過(guò)程較緩慢，同時(shí)引弧磁鐵的存在使 電極更換復(fù)雜，不利于生產(chǎn)不同種類的金屬超細(xì)粉末。從結(jié)構(gòu)上看上，述兩種方法結(jié)構(gòu)都比較復(fù)雜，對(duì)生產(chǎn)有明顯的不利影響， 主要是產(chǎn)量低，成本高，故障率高，在生產(chǎn)不同的金屬納米粉末時(shí)電極對(duì)粉末 純度影響較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷而提供非接觸式金屬絲段電爆法 超細(xì)粉制備設(shè)備，有效克服了背景技術(shù)所述的 一 系列問(wèn)題。
本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是所述的非接觸式金屬絲段電
爆法超細(xì)粉制備設(shè)備，包括有爆炸室8,爆炸室8上設(shè)有送絲裝置1和粉末收 集裝置3，其特點(diǎn)在于所述的爆炸室8還設(shè)有同軸導(dǎo)電裝置6，同軸導(dǎo)電裝置 6與高壓生成裝置7相連。
本發(fā)明與背景技術(shù)相比，具有的有益的效果是所述的非接觸式金屬絲段 電爆法超細(xì)粉制備設(shè)備，其采用一種金屬絲與電極非接觸的電爆法制備超細(xì)粉 設(shè)備，能保證超細(xì)粉末的純度。該設(shè)備避免電極燒蝕，未爆炸的短絲和碎片通 過(guò)下電極排出，不會(huì)產(chǎn)生"積瘤"，能夠使金屬絲電爆過(guò)程連續(xù)進(jìn)行，從而提高 了生產(chǎn)率。同時(shí)，便于高電場(chǎng)對(duì)金屬絲均勻釋放電能，使超細(xì)粉末粒度分布更 加均勻。其操作簡(jiǎn)便，生產(chǎn)效率高，可達(dá)1.2公斤每小時(shí)；電極更換簡(jiǎn)單方便， 可以保證粉末純凈度；該設(shè)備產(chǎn)生的金屬粉末粒度分布均勻，平均粒度在50nm 以下。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理示意圖2是本發(fā)明的同軸導(dǎo)電裝置6的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
圖中1.送絲裝置，2.觀察窗，3.粉末收集裝置，4.氣閥，5.真空泵， 6.同軸導(dǎo)電裝置，7.高壓生成裝置，8.爆炸室，9.上電極，10.上電極支 體，11.下電極，12.下電極支體，13.夾緊螺栓，14.支架，15.導(dǎo)電軸， 16.隔套，17.導(dǎo)電套，18.連接板；C.儲(chǔ)能電容器，T.高壓變壓器，D.高
4壓硅堆，R.限流電阻。
具體實(shí)施例方式
如圖1、 2所示，所述的非接觸式金屬絲段電爆法超細(xì)粉制備設(shè)備，包括有 爆炸室8，爆炸室8上設(shè)有送絲裝置1和粉末收集裝置3，其特點(diǎn)在于所述的 爆炸室8還設(shè)有同軸導(dǎo)電裝置6，同軸導(dǎo)電裝置6與高壓生成裝置7相連。
所述的爆炸室8上還設(shè)有觀察窗2、真空泵5和用于通入保護(hù)氣體的氣閥4。 同軸導(dǎo)電裝置6包括有導(dǎo)電軸15和導(dǎo)電套17，導(dǎo)電軸15和導(dǎo)電套17之間設(shè) 有隔套16,導(dǎo)電套17與支架14相連，支架14上設(shè)有上電極支體10,上電極 9設(shè)置在上電極支體10上；導(dǎo)電軸15與連接板18相連，下電極支體12通過(guò) 夾緊螺栓13固定安裝在連接件18上，下電極支體12上設(shè)有與上電極9對(duì)應(yīng)的 下電極11。高壓生成裝置7包括有高壓變壓器T，高壓變壓器T的輸出一端通 過(guò)高壓硅堆D和限流電阻R與導(dǎo)電軸15相接，高壓變壓器T的輸出另一端接 導(dǎo)電套17,儲(chǔ)能電容器C和測(cè)量電路設(shè)置在高壓變壓器T的輸出端之間。送絲 裝置1的送絲直徑為0.2~0.4mm，送絲段長(zhǎng)為40~85mm;所述的上電極9與 下電極11之間的距離為45~90mm，電壓6~12Kv。同軸導(dǎo)電裝置6通過(guò)導(dǎo)電 套17設(shè)置在爆炸室8上。上電極支體10與送絲裝置1的出絲口對(duì)應(yīng)設(shè)置。
所述的非接觸式金屬絲段電爆法超細(xì)粉制備設(shè)備，其采用一種金屬絲與電 極非接觸的電爆法制備超細(xì)粉設(shè)備，單相交流電通過(guò)高壓變壓器升壓，再經(jīng)過(guò) 高壓硅堆整流，向儲(chǔ)能電容器充電，在上下電極建立一個(gè)高壓電場(chǎng)，測(cè)量電路 對(duì)其電壓值進(jìn)行測(cè)量；金屬絲通過(guò)送絲裝置后得到一定長(zhǎng)度的絲段，通過(guò)上電 極落入高壓電場(chǎng)而發(fā)生電爆。爆炸發(fā)生時(shí)金屬絲并沒(méi)有直接與電極接觸，而是 通過(guò)金屬絲端部與電極之間的氣體放電產(chǎn)生的等離子體來(lái)傳導(dǎo)大電流的。利用 同軸導(dǎo)電裝置將儲(chǔ)能電容器和上下電極連接起來(lái)，使得高壓線路長(zhǎng)度減少，降 低了放電回路的電感。下電極支體和同軸導(dǎo)電裝置的正極連接，其高度可調(diào)以 適應(yīng)不同的電極間距。為了保證電爆粉末的純凈度，可以根據(jù)金屬絲的材料來(lái) 對(duì)電極的材料進(jìn)行更換。實(shí)施時(shí)，單相交流電通過(guò)高壓變壓器T升壓，再經(jīng)過(guò)高壓硅堆D整流，向 儲(chǔ)能電容器C充電，在上電極9和下電極11之間建立一個(gè)高壓電場(chǎng)，測(cè)量電路 對(duì)其電壓值進(jìn)行測(cè)量；R為限流電阻，其作用是限制電路中電流過(guò)大。同軸導(dǎo) 電裝置6將儲(chǔ)能電容器C和上下電極連接起來(lái)，減小了放電回路中的電感，其 中下電極支體12和同軸導(dǎo)電裝置的正極連接，其高度可通過(guò)夾緊螺栓13調(diào)結(jié) 以適應(yīng)不同的電極間距。啟動(dòng)真空泵5對(duì)爆炸室8抽真空，當(dāng)爆炸室的真空度 達(dá)到時(shí)，打開(kāi)氣閥4往爆炸室充入保護(hù)氣體。然后，啟動(dòng)高壓生成裝置7產(chǎn)生 8kv高壓向儲(chǔ)能電容器C充電，充電電容C的電容量為8.8 nF，隨后啟動(dòng)送 絲裝置1,長(zhǎng)60mm直徑為0.3mm的金屬銅絲段靠重力豎直落入高壓電場(chǎng)中爆 炸，上下電極之間距離調(diào)節(jié)為65mm,通過(guò)觀察窗3對(duì)電爆室內(nèi)現(xiàn)象進(jìn)行觀測(cè)。 啟動(dòng)粉末收集裝置4對(duì)爆炸后粉末進(jìn)行收集包裝。
權(quán)利要求
1、非接觸式金屬絲段電爆法超細(xì)粉制備設(shè)備，包括有爆炸室(8)，爆炸室(8)上設(shè)有送絲裝置(1)和粉末收集裝置(3)，其特征在于所述的爆炸室(8)還設(shè)有同軸導(dǎo)電裝置(6)，同軸導(dǎo)電裝置(6)與高壓生成裝置(7)相連。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的非接觸式金屬絲段電爆法超細(xì)粉制備設(shè)備，其特征在 于所述的爆炸室(8)上還設(shè)有觀察窗(2)、真空泵(5)和用于通入保護(hù)氣 體的氣閥(4)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的非接觸式金屬絲段電爆法超細(xì)粉制備設(shè)備，其特征在 于所述的同軸導(dǎo)電裝置(6)包括有導(dǎo)電軸(15)和導(dǎo)電套(17),導(dǎo)電軸(15) 和導(dǎo)電套(17)之間設(shè)有隔套(16)，導(dǎo)電套(17)與支架(14)相連，支架(14)上設(shè)有上電極支體(10)，上電極(9)設(shè)置在上電極支體(10)上；導(dǎo) 電軸(15)與連接板(18)相連，下電極支體(12)通過(guò)夾緊螺栓(13)固定 安裝在連接件(18)上，下電極支體(12)上設(shè)有與上電極(9)對(duì)應(yīng)的下電極(11)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的非接觸式金屬絲段電爆法超細(xì)粉制備設(shè)備，其特征在 于所述的高壓生成裝置(7)包括有高壓變壓器T,高壓變壓器T的輸出一端 通過(guò)高壓硅堆D和限流電阻R與導(dǎo)電軸(15)相接，高壓變壓器T的輸出另一 端接導(dǎo)電套(17),儲(chǔ)能電容器C和測(cè)量電路設(shè)置在高壓變壓器T的輸出端之 間。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1至4所述的非接觸式金屬絲段電爆法超細(xì)粉制備設(shè)備，其特 征在于所述的送絲裝置(1 )的送絲直徑為0.2~0.4mm，送絲段長(zhǎng)為40~85mm; 所述的上電極(9)與下電極(11)之間的距離為45~90mm，電壓6H2Kv。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的非接觸式金屬絲段電爆法超細(xì)粉制備設(shè)備，其特 征在于所述的同軸導(dǎo)電裝置(6)通過(guò)導(dǎo)電套(17)設(shè)置在爆炸室(8)上。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的非接觸式金屬絲段電爆法超細(xì)粉制備設(shè)備，其特 征在于所述的上電極支體(10)與送絲裝置(1 )的出絲口對(duì)應(yīng)設(shè)置。
全文摘要
非接觸式金屬絲段電爆法超細(xì)粉制備設(shè)備，包括有爆炸室8，爆炸室8上設(shè)有送絲裝置1和粉末收集裝置3，其特點(diǎn)在于所述的爆炸室8還設(shè)有同軸導(dǎo)電裝置6，同軸導(dǎo)電裝置6與高壓生成裝置7相連。其采用一種金屬絲與電極非接觸的電爆法制備超細(xì)粉設(shè)備，能保證超細(xì)粉末的純度。該設(shè)備避免電極燒蝕，未爆炸的短絲和碎片通過(guò)下電極排出，不會(huì)產(chǎn)生“積瘤”，能夠使金屬絲電爆過(guò)程連續(xù)進(jìn)行，從而提高了生產(chǎn)率。同時(shí)，便于高電場(chǎng)對(duì)金屬絲均勻釋放電能，使超細(xì)粉末粒度分布更加均勻。其操作簡(jiǎn)便，生產(chǎn)效率高，可達(dá)1.2公斤每小時(shí)；電極更換簡(jiǎn)單方便，可以保證粉末純凈度；該設(shè)備產(chǎn)生的金屬粉末粒度分布均勻，平均粒度在50nm以下。
文檔編號(hào)B22F9/02GK101518823SQ20081018603
公開(kāi)日2009年9月2日 申請(qǐng)日期2008年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月11日
發(fā)明者亮 朱, 畢學(xué)松 申請(qǐng)人:蘭州理工大學(xué)