專(zhuān)利名稱：一種納米材料的自蔓延高溫合成裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及納米材料制備裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體的說(shuō)是一種納米材料的自蔓延
高溫合成裝置。
背景技術(shù)：
目前，常見(jiàn)的納米材料制備方法主要有水熱法、化學(xué)氣相沉積法、物理氣相沉積法、碳熱還原法、煅燒法、溶膠凝膠法、模版法等。這些方法往往制備工藝繁復(fù)、設(shè)備投入過(guò)大、能耗過(guò)高，且制得的納米材料純度較低。自蔓延高溫合成技術(shù)，主要通過(guò)高熱劑的氧化
還原反應(yīng)，誘發(fā)體系冶金物理化學(xué)反應(yīng)形成燃燒波，瞬間釋放熱量熔化噴出體系產(chǎn)物，使其受控冷卻從而獲得納米材料。此方法具有制備工序少、操作流程短、工藝簡(jiǎn)單、低能耗、低成本、產(chǎn)品純度高等優(yōu)點(diǎn)，有著廣闊的市場(chǎng)化前景。由于自蔓延高溫合成具有很強(qiáng)的體系針對(duì)性，往往制備不同類(lèi)型的產(chǎn)物所用到裝置也大不相同。目前，公知的自蔓延高溫合成裝置主要針對(duì)致密塊體材料和多孔固體材料合成，不能直接獲得分散的納米材料。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種納米材料的自蔓延高溫合成裝置，反應(yīng)后能直接獲得分散狀的納米材料。本實(shí)用新型納米材料的自蔓延高溫合成裝置，包括設(shè)置有底座3和反應(yīng)容器6的爐體2，爐體2上部開(kāi)設(shè)有出氣口 5，所述爐體2內(nèi)上部還設(shè)置有粉末收集板10 ;所述爐體2中部還設(shè)置有點(diǎn)火裝置9，所述點(diǎn)火裝置9位于反應(yīng)容器6和粉末收集板10之間。所述反應(yīng)容器6和底座3之間還設(shè)有集渣槽7，反應(yīng)容器6底部開(kāi)孔與集渣槽7相連通，所述反應(yīng)容器6的孔口上設(shè)有紙墊片8。所述粉末收集板10和出氣口 5位于同一高度。所述粉末收集板10為平行放置的多塊平板或波紋板。所述點(diǎn)火裝置9為激光點(diǎn)火器。本實(shí)用新型納米材料的自蔓延高溫合成裝置的優(yōu)點(diǎn)是集氣氛控制、反應(yīng)合成、產(chǎn)物收集于一體，一步實(shí)現(xiàn)納米材料的自蔓延高溫合成；利用激光點(diǎn)火，避免了引線點(diǎn)火、火藥點(diǎn)火、鎢絲點(diǎn)火等方式向反應(yīng)體系內(nèi)引入雜質(zhì)的不良影響，保證了產(chǎn)物純度；帶孔的反應(yīng)容器，能有效的避免反應(yīng)殘?jiān)谇粌?nèi)堆積，便于反應(yīng)腔的清洗；采用集渣槽能夠最大限度的收集反應(yīng)殘?jiān)?，以便用?lái)分析反應(yīng)機(jī)制，同時(shí)，起到了清潔環(huán)保的作用。

圖I為本實(shí)用新型納米材料的自蔓延高溫合成裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為反應(yīng)容器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明根據(jù)圖I、圖2所示，一種納米材料的自蔓延高溫合成裝置，包括爐體2和爐蓋1，爐體2上部、下部分別開(kāi)設(shè)有出氣口 5和進(jìn)氣口 4，爐體2內(nèi)上部還設(shè)置有粉末收集板10 ;所述爐體2內(nèi)設(shè)底座3，所述底座3上設(shè)置有反應(yīng)容器6 ;所述爐體2中部還設(shè)置有點(diǎn)火裝置9，所述點(diǎn)火裝置9位于反應(yīng)容器6和粉末收集板10之間。所述反應(yīng)容器6和底座3之間還設(shè)有集渣槽7，反應(yīng)容器6底部開(kāi)孔與集渣槽7相連通，所述反應(yīng)容器6的孔口上設(shè)有用于反應(yīng)前避免反應(yīng)材料掉入集渣槽7的紙墊片8，高
溫反應(yīng)后紙墊片8焚毀，反應(yīng)后的殘?jiān)淙爰? ;相對(duì)于其他材質(zhì)的墊片對(duì)反應(yīng)過(guò)程的影響而言，目前的實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明紙質(zhì)墊片是最合適的材質(zhì)。所述粉末收集板10和出氣口 5位于同一高度。所述粉末收集板10為平行放置的多塊平板或波紋板。所述點(diǎn)火裝置9為激光點(diǎn)火器。本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的按照一定的比例稱取Al、CuO, Sn粉末，并且將它們均勻混合，用作反應(yīng)粉末11。然后，將紙墊片8放入反應(yīng)容器6底部堵住小孔，再將混合好的反應(yīng)粉末11裝入反應(yīng)容器6中，然后將反應(yīng)容器6放置于集渣槽7上，一同放入反應(yīng)爐體2內(nèi)，置于反應(yīng)爐內(nèi)中央底座3上。再把收集板10固定放置于反應(yīng)爐內(nèi)與出氣口 5等高處，位于反應(yīng)容器6正上方，之后蓋上反應(yīng)爐蓋I。然后，將進(jìn)氣口 4與外部氧氣供給設(shè)備連接，出氣口 5與通風(fēng)廚連接，開(kāi)始向爐內(nèi)通入氣體排出空氣。待爐內(nèi)空氣排盡，啟動(dòng)激光點(diǎn)火器，引燃反應(yīng)粉末11，實(shí)現(xiàn)自蔓延高溫合成過(guò)程。約8-15秒后，反應(yīng)結(jié)束后，停止外部氧氣供給，打開(kāi)反應(yīng)爐蓋1，取出收集板10，即可獲得附著于其表面的二氧化錫納米帶。所涉及的相關(guān)化學(xué)反應(yīng)主要有2A1+3Cu0_A1203+3CuSn+02-Sn02該產(chǎn)品經(jīng)X射線衍射、透射電子顯微鏡和高分辨透射電子顯微鏡的表征結(jié)果證明所得為高純度二氧化錫納米帶完整單晶，其平均寬度(厚度)約在50nm級(jí)左右。本實(shí)用新型不限于以上實(shí)施例，凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種納米材料的自蔓延高溫合成裝置，包括設(shè)置有底座⑶和反應(yīng)容器(6)的爐體⑵，爐體⑵上部開(kāi)設(shè)有出氣口(5)，其特征在于所述爐體⑵內(nèi)上部還設(shè)置有粉末收集板(K));所述爐體⑵中部設(shè)置有點(diǎn)火裝置(9)，所述點(diǎn)火裝置(9)位于反應(yīng)容器(6)和粉末收集板(IQ)之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的納米材料的自蔓延高溫合成裝置，其特征在于所述反應(yīng)容器(6)和底座⑶之間還設(shè)有集渣槽(7)，反應(yīng)容器(6)底部開(kāi)孔與集渣槽(7)相連通，所述反應(yīng)容器(6)的孔口上設(shè)有紙墊片(8)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的納米材料的自蔓延高溫合成裝置，其特征在于所述粉末收集板O 和出氣口 (5)位于同一高度。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的納米材料的自蔓延高溫合成裝置，其特征在于所述粉末收集板(1Φ為平行放置的多塊平板或波紋板。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的納米材料的自蔓延高溫合成裝置，其特征在于所述點(diǎn)火裝置⑶為激光點(diǎn)火器。
專(zhuān)利摘要一種納米材料的自蔓延高溫合成裝置，包括設(shè)置有底座⑶和反應(yīng)容器⑹的爐體⑵，爐體⑵上部開(kāi)設(shè)有出氣口⑸，所述爐體⑵內(nèi)上部還設(shè)置有粉末收集板⑽；所述爐體⑵中部還設(shè)置有點(diǎn)火裝置⑼，所述點(diǎn)火裝置⑼位于反應(yīng)容器⑹和粉末收集板⑽之間。其優(yōu)點(diǎn)是集氣氛控制、反應(yīng)合成、產(chǎn)物收集于一體，一步實(shí)現(xiàn)納米材料的自蔓延高溫合成；利用激光點(diǎn)火，保證了產(chǎn)物純度；帶孔的反應(yīng)容器，能有效的避免反應(yīng)殘?jiān)谇粌?nèi)堆積，便于反應(yīng)腔的清洗；采用集渣槽能夠最大限度的收集反應(yīng)殘?jiān)?，以便用?lái)分析反應(yīng)機(jī)制，同時(shí)，起到了清潔環(huán)保的作用。
文檔編號(hào)B82Y40/00GK202576001SQ20122017559
公開(kāi)日2012年12月5日 申請(qǐng)日期2012年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月24日
發(fā)明者張國(guó)棟, 劉念 申請(qǐng)人:武漢大學(xué)