УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОДИСПЕРСНЫХ ПОРОШКОВ МЕТАЛЛОВ И ИХ ОКИСЛОВ

Полезная модель относится к аэрозольным технологиям и может быть использована как для получения ультрадисперсных порошков металлов, так и для создания больших аэрозольных объемов из плотного субмикронного проводящего аэрозоля в различных технологических процессах.
Известно устройство, содержащее цилиндрическую камеру со штуцерами газонапуска, соленоид, блок конденсаторов, источник питания, цилиндрическая камера выполнена кварцевой и на ее внутреннюю стенку по всей длине нанесена испаряемая металлическая пленка, а штуцеры размещены на концах камеры. Металлическая пленка нанесена в виде замкнутого кольца ограниченной ширины по центру внутренних стенок камеры (RU, №2188745, B22F 9/12, опубл. 10.09.2002).
Недостатком известного устройства является то, что ультрадисперсные порошки и их окислы в несущем газе получаются с предварительным нанесением исходного материала в виде пленки на стенку кварцевой камеры, это не позволяет получать непрерывно микрочастицы в большом количестве, что приводит к частой смене кварцевой камеры с нанесенным на нее материалом.
Технический результат заключается в увеличении количества полученных высокодисперсных порошков за счет получения больших аэрозольных объемов микрочастиц, минуя предварительную подготовку исходного материала к испарению прямой непрерывной подачей его в активную зону противоточного индуктора.
Технический результат достигается тем, что устройство включает кварцевую трубку, с подачей в нее исходного материала. Вокруг кварцевой трубки расположен высокочастотный индуктор, состоящий из двух катушек, включенных между собой противофазно таким образом, что одни их концы соединены с короткозамкнутым соединителем, а вторые - с электродами высокочастотного генератора. В кварцевой трубке расположена направляющая для непрерывной подачи исходного материала в активную зону высокочастотного индуктора, соединенная с камерой подачи газового потока, в которую вставлена одним концом кварцевая трубка, а другой ее конец соединен с системой охлаждения газового потока с микрочастицами и их сбором.
Устройство (фиг. 1) включает герметичную камеру 1 с исходным материалом 2 и механизмом подачи 3, соединенную с направляющей 4 и камерой подачи газового потока 5. Кварцевая трубка 6 является рабочей зоной устройства, в которую непрерывно подается исходный материал и газовая среда. Вокруг кварцевой трубки 6 расположен высокочастотный индуктор, состоящий из двух катушек 7 и 8, включенных между собой противофазно таким образом, что одни их концы соединены с короткозамкнутым соединителем 9, а вторые - с электродами 10 и 11 высокочастотного генератора. Верхний конец кварцевой трубки 6 соединен с камерой подачи газового потока 5, а нижний ее конец - с системой охлаждения газового потока с микрочастицами 12, которая в свою очередь соединена с устройством фильтрации и сбора микрочастиц 13, контейнером сбора микрочастиц исходного материала 14 и каплеуловителем расплава исходного материала 15.
Устройство работает следующим образом. Исходный материал, намотанный в виде тонкой проволоки на катушки 2, помещен в герметичную камеру 1. Для подачи исходного материала в активную зону высокочастотного индуктора используется механизм с шаговыми двигателями 3, находящегося в герметичной камере 1. По направляющей 4 исходный материал непрерывно подается вместе с газовым потоком из камеры 5 в кварцевую трубку 6 в высокочастотное электромагнитное поле, образованное катушками 7 и 8, где происходит расплав и испарение исходного материала с образованием микрочастиц, с последующим выносом их из активной зоны кварцевой трубки 6 газовым потоком в систему охлаждения газового потока с микрочастицами 12, в котором часть микрочастиц осаждается на стенках системы охлаждения газового потока с микрочастицами 12, а другая с газовым потоком проходит через устройство фильтрации и сбора микрочастиц 13, где микрочастицы осаждаются на фильтре, а газовый поток выводится из устройства фильтрации и сбора микрочастиц 13. Все осевшие отфильтрованные микрочастицы собираются в контейнер сбора микрочастиц исходного материала 14. Катушки индуктора 7 и 8 выполнены из полых трубок и через короткозамкнутый соединитель 9 охлаждаются водой. Запуск устройства и вывод его на рабочий режим может сопровождаться образованием небольшого количества капель расплава исходного материала, которые собираются в специальный каплеуловитель расплава исходного материала 15, соединенного с системой охлаждения газового потока с микрочастицами 12.
Все узлы предлагаемого устройства выполнены в герметичном разъемном исполнении. Размеры получаемых микрочастиц можно варьировать в широких пределах в зависимости от скорости подачи и типа применяемого газа, диаметра и состава применяемого материала, скорости его подачи в активную зону, а также от напряженности высокочастотного электромагнитного поля индуктора, создаваемого генератором.
По сравнению с известным решением предлагаемое позволяет получить большие аэрозольные объемы субмикронных частиц, минуя предварительную подготовку исходного материала к испарению, прямой непрерывной подачей его в активную зону противоточного индуктора с последующим расплавом и испарением в переменном высокочастотном электромагнитном поле за малый промежуток времени с выведением микрочастиц из активной зоны газовым потоком и дальнейшим охлаждением и сбором, что увеличивает количество получаемых высокодисперсных порошков металлов и их окислов.