Patent RU-2371381-C2 (RU)
Title: Способ и устройство плазмохимического синтеза нанообъектов
Inventor: BARSHUTIN SERGEJ NIKOLAEVICH
IPC: C30B30/00
Filed: 2007-12-18
Granted: 2009-10-27
Abstract: Изобретение относится к синтезу нанообъектов различных химических элементов и их соединений, которые могут быть использованы в электронных компонентах, катализаторах, в медицине, строительстве и т.д. Способ плазмохимического синтеза нанообъектов заключается в том, что создают струю плазмы путем пропускания плазмообразующего газа через электрическую дугу с последующим выходом образующейся плазмы через цилиндрическое отверстие, в которое вводят исходный дисперсный материал в виде порошка и воздействуют на плазму и этот материал высокочастотным магнитным полем, увеличивающим объем плазменной струи и температуру плазмы, а в область между зоной реакции и водоохлаждаемой камерой подают поток охлаждающего инертного газа, при этом в плазму вводят катализатор путем испарения композиционного катода, в состав которого входит этот катализатор, катод перемещают по мере его испарения для обеспечения постоянства длины дуги, и в низкотемпературной области плазмы системой возбуждения электронов дополнительно повышают энергию электронов путем подачи постоянного напряжения 25 В на эмиттер резонансно-туннельной структуры системы возбуждения электронов, причем в охлаждающий поток инертного газа вводят диспергированную жидкость. Устройство для осуществления способа содержит диэлектрический корпус плазмотрона 22 с отверстием 24 для подачи плазмообразующего газа, в котором расположены держатель 19 с катодом 18 и анод 23, содержащий отверстия 25 для подачи транспортирующего газа и исходного дисперсного материала, реакционную камеру 26, герметично соединенную с анодом 23, вокруг которой размещен генератор высокочастотного магнитного поля 27, водоохлаждаемую камеру 29, соединенную с реакционной камерой 26. Устройство дополнительно снабжено валками 20, управляемыми устройством автоматической подачи катода с контролем по току между катодом и анодом, катод 18 расположен в отверстии анода 23 на глубине 1-2 мм с зазором в 2±1 мм, причем катод 18 выполнен композиционным, в состав которого входит катализатор синтеза нанообъектов, при этом устройство содержит систему возбуждения электронов плазмы 28, включающую туннельно-резонансную структуру с системой теплостойких электродов, размещенных в реакционной камере 26, помещенную в систему теплостойких электродов форсунку 36 для подачи при помощи нагнетателя 35 потока смеси инертного газа и диспергированной жидкости, распределитель газа 33, вход которого соединен с пневматическим насосом 34, а выходы - с отверстием диэлектрического корпуса плазмотрона 22, с отверстием в аноде 23 для подачи транспортирующего газа и дисперсного материала и с первым входом нагнетателя 35, причем второй вход нагнетателя 35 соединен с водоохлаждаемой камерой 29, которая разделена на два отсека и на две трети заполнена жидкостью, выбранной из ряда: дистиллированная вода, спирт, растворитель, а верхняя часть первого отсека связана с нижней частью второго отсека через сетку 31 с отверстиями менее 0,2 мм, и реакционная камера 26 соединена с водоохлаждающей камерой 29 трубкой 32, нижняя часть которой погружена в жидкость водоохлаждаемой камеры 29. 2 н. з.п. ф-лы, 5 ил.