專利名稱:氧化鉬納米顆粒前驅體材料氣化、淬火裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉旨在提供一種工序簡單、生產(chǎn)效率高、生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量能夠到有效保障的氧化鉬納米顆粒前驅體材料氣化、淬火裝置。它包括依次對應連接的輸料單元、氣化單元、及淬火單元；所述的氣化單元包括氣化爐，所述的淬火單元包括匯集管、至少一個其兩端開口、用于收集氣化態(tài)氧化鉬納米顆粒的收集管；所述收集管的進氣端口對應設置于所述氣化爐內(nèi)，所述匯集管上端封閉，其下端開口；所述收集管的出氣端口對應設置于所述匯集管的中上方，并與該匯集管的內(nèi)部空腔對應連通；在所述收集管內(nèi)設置有與淬火液源對應連通的淬火液管，所述淬火液管的出口與所述收集管的出氣端口相向對應。
【專利說明】氧化鉬納米顆粒前驅體材料氣化、淬火裝置

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種氣化及淬火裝置，尤其涉及一種氧化鉬納米顆粒生產(chǎn)過程中所用到的氧化鉬納米顆粒前驅體材料氣化、淬火裝置。

【背景技術】
[0002]納米顆粒即平均尺寸小于一千分尺(如一微米)的分子。這種分子在行業(yè)內(nèi)廣為人知，人們對其有著濃厚的興趣。因為該分子的納米晶體或其他納米級特征極大地改變著材料的性能。例如，由納米顆粒制作的某種材料和由傳統(tǒng)方法制作或尋常大小顆粒(如粉末)制作的材料相比，它能夠表現(xiàn)出更卓越的機械性能，材料中的納米顆粒也能夠表現(xiàn)出獨特的電性質(zhì)和磁性質(zhì)。納米顆粒重量比的巨大表層使得顆粒之間迅速發(fā)生反應，這也能夠促使擁有全新性能的材料產(chǎn)生。因此，人們意識到能夠生產(chǎn)出納米顆粒的材料就意味著可能設計和找到全新的、更具實用價值的材料，能夠運用在機械、光學、電力、化學等等不計其數(shù)的領域里。然而，一直限制著納米顆粒的廣泛運用的困難在于生產(chǎn)出人們所期望大小的納米顆粒并用商業(yè)標準來衡量它。
[0003]在現(xiàn)有技術中，制備氧化鉬納米顆粒的方式有:1.在制備過程中，將前驅體材料進行氣化處理，而前驅體材料在氣化的過程中都會被蒸發(fā)，因此大多是在局部真空中進行，然后將氣化的前驅體材料迅速冷卻凝結成核沉淀成為納米顆粒材料。例如，在一種制備過程中，將氣化的前驅體材料的蒸汽直接噴射到冰冷甚至冷凍的旋轉圓筒上，隨即凝結在圓筒表面，附著在旋轉圓筒表面的刮刀把凝結的物質(zhì)刮下來，這些就是納米顆粒產(chǎn)品。又如，在另外一種制備過程中，將氣化的前驅體材料的蒸汽流噴射在因素噴嘴中凝結而成，首先讓蒸汽流在噴嘴的聚合部分加速，使之最終在噴嘴口加速到音速速率，最后蒸汽流在噴嘴的分散部分進一步加速到超音速速率，超音速蒸汽流迅速冷卻最終凝結成為納米顆粒。以上兩種方法在制備過程中均需要將前驅體材料進行氣化，其氣化的質(zhì)量對納米顆粒成品的而質(zhì)量起到關鍵的因素，因此如何使前驅體材料進行有效的氣化，并將氣化態(tài)氧化鉬納米顆粒進行有效的吸收是目前該領域研宄的課題，也是提高納米顆粒質(zhì)量的關鍵因素。
[0004]同時，由于其凝結于圓筒表面，使其顆粒的均勻度得不到保證，同時刮刀在圓筒上進行刮料的時候還會與圓筒表面接觸，易將圓筒金屬物質(zhì)刮入成品內(nèi)影響其純度。而音速噴嘴制備過程，因其持續(xù)性，在理論上可以實現(xiàn)生產(chǎn)大量的納米顆粒產(chǎn)品，但是它需要在過程中通過音速噴嘴時維持一個合適壓力差，其操作性極不容易控制，同時這種制備過程還存在另外一個問題，納米顆粒材料可能在噴嘴內(nèi)壁上凝結起來，這將會極大地降低噴嘴運行效率，甚至使之不能正常運行，使其制備過程更復雜，系統(tǒng)運行成本更高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，適應現(xiàn)實需要，提供一種工序簡單、生產(chǎn)效率高、生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量能夠到有效保障的氧化鉬納米顆粒前驅體材料氣化、淬火裝置。
[0006]為了實現(xiàn)本實用新型的目的，本實用新型所采用的技術方案為:
[0007]設計一種氧化鉬納米顆粒前驅體材料氣化、淬火裝置，它包括依次對應連接的輸料單元、氣化單元、及淬火單元；
[0008]所述氣化單元包括氣化爐，該氣化爐包括其內(nèi)部具有密閉空腔的爐體、至少一個對應設置于所述爐體內(nèi)用于對該爐體內(nèi)升溫的電加熱體，在所述爐體的上部側壁開設有至少一個與外界連通的進氣口，并在所述爐體的中部側壁開設有至少一個用于將氣化態(tài)氧化鉬納米顆粒排出的出氣口，在所述爐體的下部側壁開設有至少一個進料口，所述輸料單元的出料端與所述進料口對應連接；
[0009]所述淬火單元包括匯集管、至少一個其兩端開口、用于收集氣化態(tài)氧化鉬納米顆粒的收集管；所述收集管的進氣端口對應設置于所述氣化爐內(nèi)，所述匯集管上端封閉，其下端開口 ；所述收集管的出氣端口對應設置于所述匯集管的中上方，并與該匯集管的內(nèi)部空腔對應連通；
[0010]在所述收集管內(nèi)設置有與淬火液源對應連通的淬火液管，所述淬火液管的出口與所述收集管的出氣端口相向對應；經(jīng)由所述收集管收集的氣化態(tài)氧化鉬納米顆粒在經(jīng)過所述淬火液管的出口時，與淬火液接觸凝結為固態(tài)氧化鉬納米顆粒，并匯集于所述匯集管內(nèi)。
[0011]所述氣化單元還包括用于向所述空腔內(nèi)吹入氣體的鼓風機，該鼓風機經(jīng)由對應的管道與所述進氣口對應連通；該氣化單元還包括用于將氣化爐內(nèi)的氣化態(tài)氧化鉬納米顆粒抽出的負壓鼓風機，所述匯集管經(jīng)由所述負壓鼓風機與所述收集管對應連通；所述淬火液管對應設置于該負壓鼓風機與匯集管之間的收集管內(nèi)。
[0012]位于所述收集管內(nèi)的淬火液管的端部呈“”狀，且該淬火液管的端部出口的中心與所述收集管的出氣端口的中心位于同一水平線上。
[0013]所述淬火單元還包括其直徑大于收集管的直徑的保護管件；所述收集管的出氣端口端對應設置于所述保護管件內(nèi)的中部；所述收集管的出氣端口經(jīng)由所述保護管件的出氣端與所述匯集管的內(nèi)部空腔對應連通，所述保護管件的另一端與所述收集管之間封閉。
[0014]所述收集管和保護管件兩者的軸線重合，并在所述收集管與保護管件中間設置有隔熱層，所述隔熱層的厚度為5-10毫米。
[0015]在所述匯集管內(nèi)設置有與所述保護管件對應連通的引導管，該引導管的前端出料端口的橫截面呈向右前方傾斜的斜線。
[0016]所述淬火液源包括儲液罐，所述儲液罐與所述淬火液管的輸入端口對應連通。
[0017]在所述淬火液管上設置有閥門，并在所述閥門與淬火液管的出口之間的淬火液管上還對應設置有壓力表。
[0018]所述輸料單元包括料斗、螺旋進料筒，所述料斗的底面為傾斜的平面，并在該料斗的側壁上、料斗底面的最低端處對應開設有排料口，所述螺旋進料筒的進料端與所述排料口對應連通，該螺旋進料筒的出料端與所述進料口對應連通。
[0019]在位于氣化爐內(nèi)的收集管的下方管壁上開設有至少一個將管內(nèi)區(qū)域與外界連通的導氣孔。
[0020]本實用新型的有益效果在于:
[0021]1.本實用新型通過采用電加熱體將氣化爐內(nèi)的溫度升高至I千度以上的溫度，可將進入爐體內(nèi)的前驅體材料直接將其由固態(tài)轉化為氣態(tài)，通過本氣化爐內(nèi)的電加熱體的控制可將控制氣化態(tài)氧化鉬納米顆粒顆粒的大小，使其滿足生產(chǎn)的需求，同時通過本設計的氣化爐，在應用過程中可實現(xiàn)連續(xù)、持久性生產(chǎn)，滿足企業(yè)的要求；且本氣化爐的成產(chǎn)成本低、無環(huán)境污染、操作簡便、易于企業(yè)的大規(guī)模成產(chǎn)。
[0022]2.通過本設計的進氣口，并結合本設計的鼓風機可連續(xù)的向爐體內(nèi)吹入氣體，如空氣等，滿足前驅體材料的還原反應，提高其生產(chǎn)效率。
[0023]3.通過本設計的出氣口，并結合本設計的收集管，可將氣化態(tài)氧化鉬納米顆粒實時、有效的將其從爐體內(nèi)抽出，進而輸送至下個工序的淬火單元中。
[0024]4.在本設計的電加熱體上方的爐頂上涂覆的耐高溫涂層材料，可以將電加熱體所發(fā)出的熱量進行反射，使其熱能量反射至爐底處，進而提高前驅體材料的氣化轉化率，以提高其生產(chǎn)效率。
[0025]5.通過本設計的輸料單元可連續(xù)的向爐體內(nèi)輸送原料，滿足連續(xù)生產(chǎn)的要求。且經(jīng)由本設計的氣化爐，在其應用過程中，該氣化爐每小時可以升華或氣化284千克的前驅體材料。
[0026]6.本實用新型通過改變傳統(tǒng)淬火裝置，改用本設計的淬火液管與收集管的結合，可對氣化態(tài)氧化鉬納米顆粒進行有效的淬火處理，可以避免現(xiàn)有裝置中生產(chǎn)出來的成品含有雜質(zhì)，其純度不高的問題，同時本裝置相對現(xiàn)有裝置而言，操作簡便、易于實現(xiàn)、工序簡單、可滿足現(xiàn)代企業(yè)連續(xù)化生產(chǎn)的需求，生氣效率高。

【附圖說明】

[0027]圖1為本實用新型主要結構連接原理示意圖；
[0028]圖2為本實用新型的氣化單元中主要結構剖視示意圖；
[0029]圖3為本實用新型中的氣化爐俯視主要結構、及電加熱體分布示意圖；
[0030]圖4為本實用新型的淬火單元中的主要結構剖面示意圖；
[0031]圖5為圖4中A部放大結構示意圖；
[0032]圖中:1.氣體；2.鼓風機；3.前驅體材料；4.料斗；5.底面；6.螺旋進料筒；7.螺旋進料片；8.氣化態(tài)氧化鉬納米顆粒；9.收集管；10.負壓鼓風機；11.耐高溫涂層材料；12.電加熱體；13.爐體；14.進氣口 ；15.導氣孔；17.保護管件；18.匯集管；19.淬火液管；20.固態(tài)氧化鉬納米顆粒；21.匯集管下端開口 ；22.閥門；23.壓力表；24.儲液罐；25.淬火液管的端部；26.隔熱層；27.引導管。

【具體實施方式】
[0033]下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明:
[0034]實施例1:一種氧化鉬納米顆粒前驅體材料氣化、淬火裝置，參見圖1至圖5 ;本裝置它包括依次對應連接的輸料單元、氣化單元、及淬火單元；
[0035]所述的氣化單元它包括氣化爐，該氣化爐包括其內(nèi)部具有密閉空腔的爐體13、四個對應設置于所述爐體內(nèi)用于對該爐體內(nèi)升溫的電加熱體12 ;進一步的，在爐體的上部側壁開設有一個與外界連通的進氣口 14，同時，本氣化爐還包括用于向空腔內(nèi)吹入氣體I (可以是空氣)的鼓風機2，該鼓風機2經(jīng)由對應的管道與進氣口 14對應連通；并在爐體13的中部側壁開設有一個用于將氣化態(tài)氧化鉬納米顆粒8排出的出氣口 ；本氣化爐還包括用于將氣化爐內(nèi)的氣化態(tài)氧化鉬納米顆粒8抽出的負壓鼓風機10，同時為提高本氣化爐的使用壽命，所述的爐體由SAE316不銹鋼制成。同時，在本氣化爐的爐頂內(nèi)部還涂覆有耐高溫涂層材料，該耐高溫涂層材料可以將電加熱體所發(fā)出的熱量進行反射，使其熱能量反射至爐底處，進而提尚如驅體材料的氣化轉化率，以提尚其生廣效率，以上所述的耐尚溫涂層材料為本領域內(nèi)的可用到的耐高溫涂層材料，如可以是能夠承受1580°C以上溫度的無機物材料。同時，在所述爐體13的外部還包裹有保溫層，避免能量的流失，減少資源的浪費，以上所述的保溫層可以是目前市場上所用到的對高溫爐進行保溫的保溫層。
[0036]同時，在爐體的下部側壁開設有一個進料口，而所述的輸料單元包括料斗4、螺旋進料筒6，圖中7為用于將前驅體材料輸送的螺旋進料片；所述料斗4的底面5為傾斜的平面，并在該料斗4的側壁上、料斗底面最低端處對應開設有排料口，所述的螺旋進料筒6的進料端與該排料口對應連通，該螺旋進料筒6的出料端與進料口對應連通。
[0037]所述的淬火單元它包括匯集管18、其左右兩端開口并用于收集氣化爐內(nèi)氣化態(tài)氧化鉬納米顆粒的收集管9、以及其直徑大于收集管的直徑的保護管件17 ;所述收集管9的出氣端口端對應設置于保護管件17內(nèi)的中部；且收集管9和保護管件17兩者的軸線重合，并在收集管9與保護管件17的中間設置有隔熱層19，該隔熱層19的厚度為10毫米，隔熱層19可對收集管9起到冷卻的作用，從而阻止流經(jīng)收集管9的凝結后的固態(tài)氧化鉬納米顆粒20再蒸發(fā)，提高其生產(chǎn)效率。進一步的，所述的收集管9的出氣端口經(jīng)由保護管件17的出氣端與匯集管18的內(nèi)部空腔對應連通，同時，所述的保護管件17的另一端(圖5中左端)與所述收集管9之間形成封閉。而收集管9的圖中左端開口處的進氣端口經(jīng)由氣化爐上的出氣口對應設置在爐體13內(nèi)，該收集管9水平向設置；同時，并在該收集管9的下方管壁上開設有多個將管內(nèi)區(qū)域與所述氣化爐內(nèi)的空腔連通的導氣孔15，而所述的負壓鼓風機10對應設置在收集管9的中部位置處。
[0038]進一步的，在負壓鼓風機10與匯集管18之間的收集管(9)內(nèi)設置有與淬火液源對應連通的淬火液管19，且位于收集管9內(nèi)的淬火液管的端部25呈狀，該淬火液管的出口與所述收集管9的出氣端口相向對應；且該淬火液管的端部25出口的中心與收集管9的出氣端口的中心位于同一水平線上。經(jīng)由收集管9收集的氣化態(tài)氧化鉬納米顆粒8在經(jīng)過所述淬火液管19的出口時，與淬火液接觸凝結為固態(tài)氧化鉬納米顆粒20，并匯集于所述匯集管18內(nèi)。而所述的匯集管18上端封閉，其下端開口 ；所述的保護管件17對應設置于匯集管的中上方；同時，在所述匯集管內(nèi)設置有與保護管件對應連通的引導管27，所述引導管27的出料端口(圖5中引導管27的最右端)的橫截面呈向右前方傾斜的斜線。
[0039]以上所述的淬火液源包括儲液罐24，儲液罐24與淬火液管19的輸入端口對應連通。同時，在淬火液管19上還設置有閥門22，并在閥門22與淬火液管19的出口之間的淬火液管19上還對應設置有壓力表23，通過調(diào)節(jié)閥門22的開啟可調(diào)節(jié)淬火液管19噴出壓力的大小。在實施中收集管及其上的導氣孔對應設置于氣化爐13內(nèi)對該爐內(nèi)的氣化態(tài)氧化鉬納米顆粒進行充分的吸收，同時，為了增加本裝置的使用壽命，所述的淬火液管、匯集管、保護管件均由SAE323不銹鋼制成，而所述的收集管由可由高溫合金(如哈氏合金)制成。淬火液可以包括但不僅限于這些液體:如氫、氦、氮、氧、氬和甲烷。本實施例中的淬火液優(yōu)選的是液化氮。該淬火液可以快速冷卻汽化了的氣化態(tài)氧化鉬納米顆粒8。本實施例收集管9內(nèi)部的淬火液管19的出口的端部的排出液氮(或氣態(tài)、氣液混合均可)的壓力對本裝置生產(chǎn)出來的納米顆粒有著很大的影響。例如，淬火液管19的出口的端部越靠近收集管9的左端，生產(chǎn)出來的納米顆粒就越大。相反的，靠近收集管9的左端越遠，生產(chǎn)出來的納米顆粒就越小。然而，其他因素也能影響粒子大小。例如，即使淬火液管19的出口的端部靠近收集管9的左端很近，只要加快淬火液管19的出口的端部的出液壓力也能生產(chǎn)出更小的納米顆粒。
[0040]在具體應用中，首先應將本氣化爐內(nèi)的溫度熱到800°C至1300°C之間，之后開啟鼓風機、負壓鼓風機，同時可向爐內(nèi)輸送前驅體材料，在前驅體材料輸入至氣化爐內(nèi)時，可在極短時間內(nèi)可將其從固態(tài)轉化為氣態(tài)，中間沒經(jīng)過液態(tài)的轉變，同時與其內(nèi)的空氣進行還原反應；氣化態(tài)氧化鉬納米顆?？梢员皇占苓M行吸收并經(jīng)由負壓鼓風機被排出至后方的收集管內(nèi)與淬火液接觸凝結為顆粒極小的固態(tài)氧化鉬納米顆粒，本氣化爐內(nèi)的前驅體材料可以是多種可轉化為三氧化鉬的鉬化合物，如三氧化鉬粉等。
[0041]雖然，本實用新型的實施例公布的是較佳的實施例，但并不局限于此，本領域的普通技術人員，極易根據(jù)上述實施例，領會本實用新型的精神，并做出不同的引申和變化，但只要不脫離本實用新型的精神，都在本實用新型的保護范圍內(nèi)。
【權利要求】
1.一種氧化鉬納米顆粒前驅體材料氣化、淬火裝置，其特征在于:它包括依次對應連接的輸料單元、氣化單元、及淬火單元； 所述氣化單元包括氣化爐，該氣化爐包括其內(nèi)部具有密閉空腔的爐體(13)、至少一個對應設置于所述爐體(13)內(nèi)用于對該爐體內(nèi)升溫的電加熱體(12);在所述爐體(13)的上部側壁開設有至少一個與外界連通的進氣口(14)，并在所述爐體(13)的中部側壁開設有至少一個用于將氣化態(tài)氧化鉬納米顆粒(8)排出的出氣口，在所述爐體(13)的下部側壁開設有至少一個進料口，所述輸料單元的出料端與所述進料口對應連接； 所述淬火單元包括匯集管(18)、至少一個其兩端開口、用于收集氣化態(tài)氧化鉬納米顆粒的收集管(9);所述收集管的進氣端口對應設置于所述氣化爐內(nèi)，所述匯集管(18)上端封閉，其下端開口 ；所述收集管的出氣端口(9)對應設置于所述匯集管(18)的中上方，并與所述匯集管(18)的內(nèi)部空腔對應連通； 在所述收集管(9)內(nèi)設置有與淬火液源對應連通的淬火液管(19)，所述淬火液管(19)的出口與所述收集管(9)的出氣端口相向對應；經(jīng)由所述收集管(9)收集的氣化態(tài)氧化鉬納米顆粒(8)在經(jīng)過所述淬火液管(19)的出口時，與淬火液接觸凝結為固態(tài)氧化鉬納米顆粒(20)，并匯集于所述匯集管(18)內(nèi)。2.如權利要求1所述的氧化鉬納米顆粒前驅體材料氣化、淬火裝置，其特征在于:所述氣化單元還包括用于向所述空腔內(nèi)吹入氣體(I)的鼓風機(2)，該鼓風機(2)經(jīng)由對應的管道與所述進氣口( 14)對應連通；該氣化單元還包括用于將氣化爐內(nèi)的氣化態(tài)氧化鉬納米顆粒(8)抽出的負壓鼓風機(10)，所述匯集管(18)經(jīng)由所述負壓鼓風機(10)與所述收集管(9)對應連通；所述淬火液管(19)對應設置于該負壓鼓風機(10)與匯集管之間的收集管(9)內(nèi)。3.如權利要求1所述的氧化鉬納米顆粒前驅體材料氣化、淬火裝置，其特征在于:位于所述收集管(9)內(nèi)的淬火液管的端部(25)呈狀，且該淬火液管的端部(25)出口的中心與所述收集管(9)的出氣端口的中心位于同一水平線上。4.如權利要求1所述的氧化鉬納米顆粒前驅體材料氣化、淬火裝置，其特征在于:所述淬火單元還包括其直徑大于收集管(9)的直徑的保護管件(17);所述收集管(9)的出氣端口端對應設置于所述保護管件(17)內(nèi)的中部；所述收集管(9)的出氣端口經(jīng)由所述保護管件(17)的出氣端與所述匯集管(18)的內(nèi)部空腔對應連通，所述保護管件(17)的另一端與所述收集管(9)之間封閉。5.如權利要求4所述的氧化鉬納米顆粒前驅體材料氣化、淬火裝置，其特征在于:所述收集管(9)和保護管件(17)兩者的軸線重合，并在所述收集管(9)與保護管件(17)中間設置有隔熱層(26)，所述隔熱層(26)的厚度為5-10毫米。6.如權利要求5所述的氧化鉬納米顆粒前驅體材料氣化、淬火裝置，其特征在于:在所述匯集管(18)內(nèi)設置有與所述保護管件(17)對應連通的引導管(27)，該引導管(27)的前端出料端口的橫截面呈向右前方傾斜的斜線。7.如權利要求1所述的氧化鉬納米顆粒前驅體材料氣化、淬火裝置，其特征在于:所述淬火液源包括儲液罐(24)，所述儲液罐(24)與所述淬火液管(19)的輸入端口對應連通。8.如權利要求7所述的氧化鉬納米顆粒前驅體材料氣化、淬火裝置，其特征在于:在所述淬火液管(19 )上設置有閥門(22 )，并在所述閥門(22 )與淬火液管(19 )的出口之間的淬火液管(19)上還對應設置有壓力表(23)。9.如權利要求1所述的氧化鉬納米顆粒前驅體材料氣化、淬火裝置，其特征在于:所述輸料單元包括料斗(4)、螺旋進料筒(6)，所述料斗(4)的底面(5)為傾斜的平面，并在該料斗(4)的側壁上、料斗底面的最低端處對應開設有排料口，所述螺旋進料筒(6)的進料端與所述排料口對應連通，該螺旋進料筒(6)的出料端與所述進料口對應連通。10.如權利要求1所述的氧化鉬納米顆粒前驅體材料氣化、淬火裝置，其特征在于:在位于氣化爐內(nèi)的收集管(9)的下方管壁上開設有至少一個將管內(nèi)區(qū)域與外界連通的導氣孔(15)。
【文檔編號】C01G39-02GK204281348SQ201420781052
【發(fā)明者】李汪洲 [申請人]江西省鼎力金屬有限公司