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納米金屬粉體連續制備技術

納米金屬粉體材料廣泛用于催化劑、潤滑劑、建筑材料、陶瓷材料、氣敏材料、絕緣材料、紡織材料、發光材料、木材、滅火劑、生物醫學材料等，在冶金、機械、化工、電子、國防、核技術、航空航天等領域具有極其重要的潛在應用價值。金屬納米粉體制備技術是納米金屬粉體材料研究、開發和應用的關鍵。本技術依托南京工業大學粉體研究所，已開發出三代年產1000公斤級高性能、高產率直流電弧等離子體蒸發金屬納米粉體連續制備產業化生產線，并實現了平均粒度在15～300nm的金屬Cu、Ni、Fe、Ag、Sn、Bi、Zn、Co、不銹鋼及高均勻混合性Cu-Ni-Sn等金屬粉體材料的產業化生產。所制備的納米金屬粉體純度高，可滿足不同行業特別是電子行業對高純度納米金屬粉體的需求；可滿足多系列、多品種納米金屬粉體的生產，易控制粉體的粒徑以及粒度分布；有利于降低粉體粒度分布范圍，減小粒度；易收集，包裝，且能在后續環節中保證粉體的高純度。該生產線具有能量利用率高，制備成本低，產率高；可靠性高，易維護；原材料可適應性強，即可采用不規則金屬塊體，也可采用粉體；產品均一性好等優點。目前，該技術已成功轉讓給相關企業，并在同行業具有強的競爭優勢。技術優勢(特點、指標等) 生產線真空度高，極限真空度可達5×10-4 Pa，采用三槍結構，為高均勻性復合金屬納米粉體、合金納米粉體和薄殼修飾形納米粉體的制備奠定了基礎；采用最新的等離子體電源組合技術，可有效解決國內現行產業化生產線依賴使用國外進口大功率等離子體電源的現狀；根據不同金屬特點，在一條生產線上，采用不同結構粒子控制器，可有效解決多品種金屬納米粉體的生產問題；引入納米粉體分級系統，可進一步降低生產金屬納米粉體的粒度分布范圍，提高產品質量；所研制的生產線已考慮到金屬納米粉體的鈍化、真空儲存和設備與后續產品生產設備的連接等問題；采用復合蒸發和特殊蒸發坩堝技術，可進一步提高設備能量利用率，降低制備成本；設備主要操作由計算機控制，易于操作，穩定性高。與國內現有技術相比，在粒度相同情況下，銅粉產率可提高1.5倍，鎳粉產率可提高2倍，銀粉產率可提高5倍，鐵粉產率可提高2～5倍。基本解決了現有納米金屬粉氣相法生產中存在的產率低、成本高、純凈度低等問題。中國顆粒學會鑒定結果認為該技術達到國際先進、國內領先水平。

南京工業大學 2021-04-13

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