制备单相纳米ε-Fe₃N或γ′-Fe₄N粉体的方法和装置

摘要

一种制备单相纳米ε-Fe3N或γ′-Fe4N粉体的方法和装置，装置由等离子体蒸发制粉系统、粉体收集及改性系统、真空系统和循环系统组成。制备单相纳米ε-Fe3N或γ′-Fe4N粉体的工艺步骤为：抽真空、强制气体循环，然后进行等离子体蒸发制粉，再进行粉体改性，控制氨、氢体积流量比为(1.4～1.6)∶1，粉体捕集室温度为345～355℃，保温5～7小时，获得纳米单相γ′-Fe4N粉体；控制氨、氢体积流量比为(2.4～2.6)∶1，粉体捕集室温度为445～455℃，保温1～3小时，获得纳米单相ε-Fe3N粉体。通过精确的反应气氛控制，可确保产品为高纯度、单相、纳米氮化铁粉体。

主权项

一种制备单相纳米ε Fe3N或γ′ Fe4N粉体的装置，其特征在于由等离子体蒸发制粉系统、粉体收集及改性系统、真空系统和循环系统组成：等离子体蒸发制粉系统构成为：一个带有上盖的反应器，内部装有水冷坩埚，在反应器壳体侧壁上连接有出粉通道和反应器进气管，反应器进气管上安装有反应器进气流量计，电弧枪穿过上盖并与上盖固定在一起，直流等离子体加热电源的电极通过电缆线分别与电弧枪和水冷坩锅相连；粉体收集及改性系统的构成为：一个具有上端盖、下端盖、内壁、电加热体、水冷套和收集叶片的粉体捕集器，内壁外部依次是电加热体和水冷套，粉体捕集室内设置有收集叶片，进气管穿过下端盖与粉体捕集室连通，进气管有两个支管，排气管穿过上端盖与粉体捕集室连通，排气管伸入粉体捕集室内的一端安装有粉尘过滤器，在粉体捕集室外的排气管上安装有排气阀门，在排气阀门上游的排气管上安装有排气支管，并在排气支管上安装有排气支管阀门，排气阀门的下游排气管分成两个支管，其中一个支管上与废气净化器连通，另一支管与氨分解率测量仪连通；排气支管与反应器内部连通，出粉通道穿过粉体捕集器的下端盖与粉体捕集室连通；真空系统构成为：在排气支管阀门下游的排气支管上安装有抽真空支管，在该抽真空支管上串联安装有涡轮分子泵和真空泵；循环系统构成为：在抽真空支管下游的排气支管上串联安装有可变频罗茨泵和冷凝器。