一種電弧法制備納米ito粉體的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及ITO廢靶材的制備納米ITO領(lǐng)域，具體說(shuō)是電弧法制備納米ITO粉體的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]銦是一種重要的稀散金屬元素，沒(méi)有單獨(dú)的礦床，主要與錫、鋅、銅等有色金屬伴生，全世界資源總儲(chǔ)量?jī)H約8000噸，其中銦錫氧化物(Indium-Tin-Oxide，ΙΤ0)是銦的最大宗消費(fèi)，占總消費(fèi)的七成以上，即是以ITO透明導(dǎo)電薄膜的形式，應(yīng)用于液晶顯示、光電子器件和太陽(yáng)能電池板的透明電極等領(lǐng)域。目前工業(yè)上生產(chǎn)ITO薄膜主要是用ITO靶材磁控濺射鍍膜的方法，但是靶材濺射鍍膜利用率一般為30%，剩余部分成為廢靶，此外在靶材生產(chǎn)過(guò)程中也必然產(chǎn)生邊角料、切肩等廢品，因此利用廢靶材回收金屬銦成為銦二次資源的最大來(lái)源。
[0003]現(xiàn)有的利用ITO廢靶材制備納米ITO粉體的裝置一般采用等離子體反應(yīng)器，再在反應(yīng)器內(nèi)放置坩禍，通過(guò)電離惰性氣體對(duì)坩禍內(nèi)的廢靶材加熱，使其形成蒸汽得到ITO粉體。但，這種裝置制備的ITO粉體質(zhì)量不夠好，粉體粒徑分布不均。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明提供在費(fèi)靶材制備ITO粉體過(guò)程中，可提高粉體質(zhì)量的裝置。
[0005]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:一種電弧法制備納米ITO粉體的裝置，包括柱形室和密封該柱形室的弧形上蓋，所述柱形室和上蓋形成的腔體上部一側(cè)設(shè)置等離子體產(chǎn)生區(qū)，在腔體上部另一側(cè)設(shè)置與該等離子體產(chǎn)生區(qū)相通的碰撞區(qū)，在碰撞區(qū)下側(cè)設(shè)置冷卻區(qū)。
[0006]作為優(yōu)選，所述等離子體產(chǎn)生區(qū)包括設(shè)置在上蓋上的等離子噴槍和軸向設(shè)置在柱形室內(nèi)放置ITO廢靶材的凹槽，所述上蓋上設(shè)置有向等離子體產(chǎn)生區(qū)通入惰性氣體的進(jìn)氣管。
[0007]作為優(yōu)選，所述柱形室軸向方向的一部分為實(shí)體，另一部分為空心體，空心體為所述冷卻區(qū)，實(shí)體上開(kāi)設(shè)所述凹槽。
[0008]作為優(yōu)選，所述噴槍向腔體上部所述另一側(cè)傾斜設(shè)置在凹槽上側(cè)，所述進(jìn)氣管向腔體上部所述一側(cè)傾斜設(shè)置在凹槽上側(cè)。
[0009]作為優(yōu)選，所述噴槍與進(jìn)氣管之間保持60° -120°的夾角。
[0010]作為優(yōu)選，在所述實(shí)體靠近空心體一側(cè)邊緣形成有向腔體上部所述另一側(cè)傾斜的導(dǎo)板，該導(dǎo)板與對(duì)應(yīng)的上蓋弧形內(nèi)壁形成所述碰撞區(qū)。
[0011]作為優(yōu)選，所述冷卻區(qū)下部為上端大下端小的錐形沉降室，在所述實(shí)體和柱形室壁上沿冷卻區(qū)的輪廓設(shè)置有可通入冷卻水的夾層。
[0012]作為優(yōu)選，在所述實(shí)體的下部成型有上端大下端小的錐形收集室，所述實(shí)體上設(shè)置有斜孔，該斜孔連通收集室上端和冷卻區(qū)上部。
[0013]從以上技術(shù)方案可知，本發(fā)明在腔體內(nèi)設(shè)置碰撞區(qū)可使等離子體和惰性氣體與ITO蒸氣撞擊摩擦，同時(shí)也會(huì)與上蓋的弧形內(nèi)壁碰撞，促進(jìn)ITO粉體細(xì)化，提高質(zhì)量。本發(fā)明的腔體還設(shè)有沉降室和收集室，可對(duì)ITO粉體進(jìn)行分級(jí)收集，提高粉體粒徑的均勻性。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是本發(fā)明一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2是圖1的俯視示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明:
如圖1、圖2所示，本發(fā)明的制備納米ITO粉體的裝置，其包括柱形室I和密封該柱形室的弧形上蓋2，所述柱形室和上蓋形成的腔體上部一側(cè)設(shè)置等離子體產(chǎn)生區(qū)3，在該區(qū)可電離惰性氣體形成穩(wěn)定的高溫等離子體；在腔體上部另一側(cè)設(shè)置與該等離子體產(chǎn)生區(qū)相通的碰撞區(qū)4，該區(qū)可使ITO進(jìn)一步細(xì)化，在碰撞區(qū)下側(cè)設(shè)置冷卻區(qū)5，在區(qū)的冷卻作用下，ITO蒸氣自發(fā)形核、凝聚形成ITO納米顆粒。
[0017]在本發(fā)明中，所述等離子體產(chǎn)生區(qū)3包括設(shè)置在上蓋上的等離子噴槍31和軸向設(shè)置在柱形室內(nèi)放置ITO廢靶材的凹槽32，凹槽內(nèi)可直接放置廢靶材，也可將廢靶材放置在坩禍內(nèi)，再將坩禍放置在凹槽內(nèi)；所述上蓋上設(shè)置有向等離子體產(chǎn)生區(qū)通入惰性氣體的進(jìn)氣管6。在實(shí)施過(guò)程中，以ITO廢靶原料為正極，以等離子噴槍為負(fù)極，在正極和負(fù)極之間引燃而形成連續(xù)電弧，電離惰性氣體形成穩(wěn)定的高溫等離子體，ITO廢靶材被高溫等離子體加熱氣化為ITO蒸汽。
[0018]作為優(yōu)選，所述柱形室I軸向方向的一部分為實(shí)體11，另一部分為空心體12，空心體為所述冷卻區(qū)，實(shí)體上開(kāi)設(shè)所述凹槽，這樣便于設(shè)置凹槽；所述噴槍向腔體上部所述另一側(cè)傾斜設(shè)置在凹槽上側(cè)，所述進(jìn)氣管向腔體上部所述一側(cè)傾斜設(shè)置在凹槽上側(cè)，更好地電離惰性氣體；所述噴槍與進(jìn)氣管之間保持60° -120°的夾角；這樣還可便于惰性氣體進(jìn)入碰撞區(qū)。
[0019]在所述實(shí)體靠近空心體一側(cè)邊緣形成有向腔體上部所述另一側(cè)傾斜的導(dǎo)板41，該導(dǎo)板與對(duì)應(yīng)的上蓋弧形內(nèi)壁形成所述碰撞區(qū)，在實(shí)施過(guò)程中，進(jìn)氣管最好與導(dǎo)板的斜面垂直，可首先使得等離子體和ITO廢靶材產(chǎn)生形成蒸氣撞擊在導(dǎo)板上，再通過(guò)導(dǎo)板導(dǎo)入空心體上部與上蓋弧形內(nèi)壁再次撞擊，充分細(xì)化ITO粉體，提高質(zhì)量。
[0020]在實(shí)施過(guò)程中，所述冷卻區(qū)5下部為上端大下端小的錐形沉降室51，在所述實(shí)體和柱形室壁上沿冷卻區(qū)的輪廓設(shè)置有可通入冷卻水的夾層52。高溫ITO蒸汽在以流動(dòng)水為冷卻介質(zhì)的夾層的冷卻作用下，自發(fā)形核、凝聚形成ITO納米顆粒，在進(jìn)入沉降室。由于ITO蒸汽溫度為4000°C左右，冷卻介質(zhì)的溫度為30°C左右，二者之間有很大的溫度差，在促使蒸汽形核的同時(shí)也有效抑制了晶核的生長(zhǎng)，制得的ITO粉體粒徑在20?70nm范圍內(nèi)。在所述實(shí)體的下部成型有上端大下端小的錐形收集室53，所述實(shí)體上設(shè)置有斜孔54，該斜孔連通收集室上端和冷卻區(qū)上部；由于沉降室周壁有冷卻夾層，而將沒(méi)有進(jìn)入沉降室的ITO粉體導(dǎo)入收集室，而收集室周壁不設(shè)置冷卻水，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)ITO粉體的分級(jí)收集。
[0021]上述實(shí)施方式僅供說(shuō)明本發(fā)明之用，而并非是對(duì)本發(fā)明的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的情況下，還可以作出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也應(yīng)屬于本發(fā)明的范疇。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電弧法制備納米ITO粉體的裝置，包括柱形室和密封該柱形室的弧形上蓋，其特征在于:所述柱形室和上蓋形成的腔體上部一側(cè)設(shè)置等離子體產(chǎn)生區(qū)，在腔體上部另一側(cè)設(shè)置與該等離子體產(chǎn)生區(qū)相通的碰撞區(qū)，在碰撞區(qū)下側(cè)設(shè)置冷卻區(qū)。
2.如權(quán)利要求1所述電弧法制備納米ITO粉體的裝置，其特征在于:所述等離子體產(chǎn)生區(qū)包括設(shè)置在上蓋上的等離子噴槍和軸向設(shè)置在柱形室內(nèi)放置ITO廢靶材的凹槽，所述上蓋上設(shè)置有向等離子體產(chǎn)生區(qū)通入惰性氣體的進(jìn)氣管。
3.如權(quán)利要求2所述電弧法制備納米ITO粉體的裝置，其特征在于:所述柱形室軸向方向的一部分為實(shí)體，另一部分為空心體，空心體為所述冷卻區(qū)，實(shí)體上開(kāi)設(shè)所述凹槽。
4.如權(quán)利要求3所述電弧法制備納米ITO粉體的裝置，其特征在于:所述噴槍向腔體上部所述另一側(cè)傾斜設(shè)置在凹槽上側(cè)，所述進(jìn)氣管向腔體上部所述一側(cè)傾斜設(shè)置在凹槽上側(cè)。
5.如權(quán)利要求4所述電弧法制備納米ITO粉體的裝置，其特征在于:所述噴槍與進(jìn)氣管之間保持60° —120°的夾角。
6.如權(quán)利要求3或4或5所述電弧法制備納米ITO粉體的裝置，其特征在于:在所述實(shí)體靠近空心體一側(cè)邊緣形成有向腔體上部所述另一側(cè)傾斜的導(dǎo)板，該導(dǎo)板與對(duì)應(yīng)的上蓋弧形內(nèi)壁形成所述碰撞區(qū)。
7.如權(quán)利要求3或4或5所述電弧法制備納米ITO粉體的裝置，其特征在于:所述冷卻區(qū)下部為上端大下端小的錐形沉降室，在所述實(shí)體和柱形室壁上沿冷卻區(qū)的輪廓設(shè)置有可通入冷卻水的夾層。
8.如權(quán)利要求7所述電弧法制備納米ITO粉體的裝置，其特征在于:在所述實(shí)體的下部成型有上端大下端小的錐形收集室，所述實(shí)體上設(shè)置有斜孔，該斜孔連通收集室上端和冷卻區(qū)上部。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及ITO的制備領(lǐng)域，具體說(shuō)是一種電弧法制備納米ITO粉體的裝置，包括柱形室和密封該柱形室的弧形上蓋，所述柱形室和上蓋形成的腔體上部一側(cè)設(shè)置等離子體產(chǎn)生區(qū)，在腔體上部另一側(cè)設(shè)置與該等離子體產(chǎn)生區(qū)相通的碰撞區(qū)，在碰撞區(qū)下側(cè)設(shè)置冷卻區(qū)。本發(fā)明在腔體內(nèi)設(shè)置碰撞區(qū)可使等離子體和惰性氣體與ITO蒸氣撞擊摩擦，同時(shí)也會(huì)與上蓋的弧形內(nèi)壁碰撞，促進(jìn)ITO粉體細(xì)化，提高質(zhì)量。本發(fā)明的腔體還設(shè)有沉降室和收集室，可對(duì)ITO粉體進(jìn)行分級(jí)收集，提高粉體粒徑的均勻性。
【IPC分類(lèi)】B01J19-08, C01G19-00
【公開(kāi)號(hào)】CN104828857
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510201596
【發(fā)明人】熊愛(ài)臣, 陳進(jìn)中, 徐燦輝, 葉有明, 曾紀(jì)術(shù), 伍祥武, 張?jiān)? 譚翠
【申請(qǐng)人】柳州百韌特先進(jìn)材料有限公司
【公開(kāi)日】2015年8月12日
【申請(qǐng)日】2015年4月24日