一種智能化氮化硼納米管制備裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種智能化氮化硼納米管制備裝置，屬于氮化硼納米管制備技術領域。包括退火反應爐；所述退火反應爐設有進氣閥門和出氣閥門；所述進氣閥門連接氣體干燥裝置，所述氣體干燥裝置連接氣源；所述出氣閥門連接過濾裝置，所述過濾裝置連接尾氣處理裝置，所述尾氣處理裝置連接尾氣流量控制器；本實用新型可用于批量制備氮化硼納米管；本實用新型操作方便，適合工業生產應用；本實用新型能夠提高氮化硼納米管產率；本實用新型確保氮化硼納米管合成高產率和較大的制備能力，還具有高度熱工控制集成，具有節能降耗和操作方便的特點；本實用新型能夠實現智能化控制，能夠遠程進行操作，實現了智能化。
【專利說明】
一種智能化氮化硼納米管制備裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種智能化氮化硼納米管制備裝置，屬于氮化硼納米管制備技術領域。【背景技術】
[0002]氮化硼納米管，BNNTs根據其管壁層數可以分為單壁和多壁兩種結構。B-N單元和 C-C單元具有相同的價電子數目，在h-BN平面中，一個B原子和一個N原子以sp2雜化后形成3 個B-N共價鍵，形成一個類石墨的平面六角網狀結構。BNNTs的力學性能已經通過熱振動方法得到了較好的實驗驗證。結果發現單根多壁BNNTs的楊氏模量約為l.lSTPa，約為塊狀h-BN平面楊氏模量的14倍，同時也可能是已知絕緣纖維材料中最高的。該實驗結果也與利用緊束方法理論計算值相符合。但是最近發現，通過原位折彎實驗后的單根多壁BNNTs的楊氏模量比理論值低了0.5-0.6TPa，這很可能是由于多壁BNNTs中存在多邊截斷面形貌所致。 Golberg等研究了BNNTs的彈性性質。結果表明，在經過幾十次的反復嚴重變形，折彎角度約 70°后，BNNTs管殼出現了嚴重的彎曲和變形，但是，當負載釋放后明顯發現，BNNTs又恢復了原來的完美形貌。因此，BNNTs可以像CNTs—樣用于制造刀具和模具，還可作為納米尺度的電子器件、納米結構的陶瓷、高強度纖維材料。
[0003]現有的氮化硼納米管制備起來較為困難，很少能夠實現批量生產，并且在生產過程中無法做到智能化控制。
【發明內容】
[0004]本實用新型的目的是針對現有技術存在的問題，提出一種智能化氮化硼納米管制備裝置，適用于利用多種不同類型前驅體在較低溫度下(600?1300°C)制備氮化硼納米管及相關產品，是一種間歇式周期性制備裝置，可用于批量制備氮化硼納米管;并且能夠實現智能化的操縱控制。
[0005]本實用新型技術方案如下:一種智能化氮化硼納米管制備裝置，包括退火反應爐； 所述退火反應爐設有進氣閥門和出氣閥門；所述進氣閥門連接氣體干燥裝置，所述氣體干燥裝置連接氣源;所述出氣閥門連接過濾裝置，所述過濾裝置連接尾氣處理裝置，所述尾氣處理裝置連接尾氣流量控制器;所述退火反應爐連接主控中心，所述主控中心分別連接無線收發模塊、電源模塊和觸摸屏輸入模塊;還包括與進氣閥門相連的真空栗，所述真空栗與主控中心相連;還包括加熱裝置，所述加熱裝置的一端與主控中心相連，另一端與退火反應爐相連。
[0006]所述進氣閥門和氣體干燥裝置之間設有第一氣壓表和進氣總閥門。
[0007]所述氣體干燥裝置和氣源之間設有流量控制器。[〇〇〇8]所述出氣閥門和過濾裝置之間設有第二氣壓表，所述過濾裝置和尾氣處理裝置之間設有氣體檢測裝置。
[0009]所述尾氣處理裝置與氣體干燥裝置相連;所述尾氣處理裝置和氣體干燥裝置之間設有氣體循環栗和循環氣體控制器。
[0010]還包括遠程上位機;所述無線收發模塊與遠程上位機相連。
[0011]所述真空栗和退火反應爐相連，所述真空栗和退火反應爐之間設有針型閥門。
[0012]本實用新型的有益效果:本實用新型可用于批量制備氮化硼納米管;本實用新型操作方便，適合工業生產應用;本實用新型能夠提高氮化硼納米管產率;本實用新型確保氮化硼納米管合成高產率和較大的制備能力，還具有高度熱工控制集成，具有節能降耗和操作方便的特點;本實用新型能夠實現智能化控制，能夠遠程進行操作，實現了智能化。【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型的結構示意圖。
[0014]圖中:卜退火反應爐;2-主控中心;3-無線收發模塊;4-電源模塊;5-觸摸屏輸入模塊;6-遠程上位機；7-真空栗；8-針型閥門；9-進氣閥門；10-第一氣壓表；11-進氣總閥門； 12-氣體干燥裝置；13-流量控制器；14-氣源；15-循環氣體控制器；16-氣體循環栗；17-尾氣流量控制器；18-尾氣處理裝置；19-氣體檢測裝置;20-過濾裝置;21-第二氣壓表;22-出氣閥門；23-加熱裝置。【具體實施方式】
[0015]如圖1所示，本實用新型一種智能化氮化硼納米管制備裝置，包括退火反應爐1;所述退火反應爐1設有進氣閥門9和出氣閥門22;所述進氣閥門9連接氣體干燥裝置12，所述氣體干燥裝置12連接氣源14;所述出氣閥門22連接過濾裝置20，所述過濾裝置20連接尾氣處理裝置18，所述尾氣處理裝置18連接尾氣流量控制器17;所述退火反應爐1連接主控中心2， 所述主控中心2分別連接無線收發模塊3、電源模塊4和觸摸屏輸入模塊5;還包括與進氣閥門9相連的真空栗7,所述真空栗7與主控中心2相連;還包括加熱裝置23,所述加熱裝置23的一端與主控中心2相連，另一端與退火反應爐1相連。
[0016]本實用新型所述進氣閥門9和氣體干燥裝置12之間設有第一氣壓表10和進氣總閥門11。所述氣體干燥裝置12和氣源14之間設有流量控制器13。所述出氣閥門22和過濾裝置 20之間設有第二氣壓表21，所述過濾裝置20和尾氣處理裝置18之間設有氣體檢測裝置1。所述尾氣處理裝置18與氣體干燥裝置12相連;所述尾氣處理裝置18和氣體干燥裝置12之間設有氣體循環栗16和循環氣體控制器15。還包括遠程上位機6;所述無線收發模塊3與遠程上位機6相連。所述真空栗7和退火反應爐1相連，所述真空栗7和退火反應爐1之間設有針型閥門8〇[〇〇17]本實用新型工作過程如下:
[0018]首先將氮化硼納米管合成用原料加入退火反應爐，密封爐管兩端，關閉出氣閥門和進氣總閥門，打開進氣閥門和針形閥門，接通真空栗電源，排除退火反應爐內的空氣，其中通過氣壓表可以檢測爐管內部氣壓，關閉針形閥，斷開真空栗電源，打開進氣總閥門，讓氣源進入氣體干燥裝置，通過流量控制器控制反應氣體流量大小，反應氣體經氣體干燥裝置干燥處理后，通過氣路管由退火反應爐的底端進氣總口進入爐管內，待氣壓表指針顯示〇 或為微正壓時，打開出氣閥門，原料裝填和反應爐排氣完成。
[0019]接通加熱裝置，設定升溫、保溫、降溫時間及其溫度，反應氣體與氮化硼納米管合成用原料在600?1300°C退火反應后，尾氣中少量生成物粉塵通過出氣總口帶出，進入過濾裝置。尾氣中含有沒有完全反應的氣體、新生成的出和出0蒸汽，尾氣經過氣體檢測裝置，可測定尾氣成分及其含量。尾氣由尾氣處理裝置處理，尾氣處理裝置可以分離未反應的氣體和經過退火反應后新生產的出和出0蒸汽。新生產的出和出0蒸汽經過尾氣流量控制器后燒掉或排出。尾氣經過尾氣處理裝置后回收的未反應氣體在氣體循環栗幫助下再次通入氣體干燥裝置，用循環氣體流量計控制進入氣體干燥裝置的氣體流量大小，實現反應氣體的循環。通過上述步驟完成退火反應操作、尾氣處理和循環。退火反應結束之后，退火反應爐溫度冷卻至室溫，卸開爐管，取出退火后氮化硼納米管粗產物，并將濾塵器中的粉料和退火后氮化硼納米管粗產品合并，經過酸洗，過濾，干燥過程后，即可得到氮化硼納米管。
[0020]本實用新型的主控中心，負責所有數據的集中處理;無線收發模塊負責將主控中心的數據傳送到遠程上位機，并同時將遠程上位機發出的指令傳送給主控中心;觸摸屏輸入模塊用來人工輸入指令，實現人工干預操作。
[0021]本實用新型可用于批量制備氮化硼納米管;本實用新型操作方便，適合工業生產應用;本實用新型能夠提高氮化硼納米管產率;本實用新型確保氮化硼納米管合成高產率和較大的制備能力，還具有高度熱工控制集成，具有節能降耗和操作方便的特點;本實用新型能夠實現智能化控制，能夠遠程進行操作，實現了智能化。
【主權項】
1.一種智能化氮化硼納米管制備裝置，其特征在于:包括退火反應爐(1);所述退火反 應爐(1)設有進氣閥門(9)和出氣閥門(22);所述進氣閥門(9)連接氣體干燥裝置(12 )，所述 氣體干燥裝置(12)連接氣源(14);所述出氣閥門(22)連接過濾裝置(20)，所述過濾裝置 (20)連接尾氣處理裝置(18)，所述尾氣處理裝置(18)連接尾氣流量控制器(17);所述退火 反應爐(1)連接主控中心(2)，所述主控中心(2)分別連接無線收發模塊(3)、電源模塊(4)和 觸摸屏輸入模塊(5);還包括與進氣閥門(9)相連的真空栗(7)，所述真空栗(7)與主控中心 (2)相連;還包括加熱裝置(23)，所述加熱裝置(23)的一端與主控中心(2)相連，另一端與退 火反應爐(1)相連。2.根據權利要求1所述的一種智能化氮化硼納米管制備裝置，其特征在于:所述進氣閥 門(9)和氣體干燥裝置(12)之間設有第一氣壓表(10)和進氣總閥門(11)。3.根據權利要求1所述的一種智能化氮化硼納米管制備裝置，其特征在于:所述氣體干 燥裝置(12)和氣源(14)之間設有流量控制器(13)。4.根據權利要求1所述的一種智能化氮化硼納米管制備裝置，其特征在于:所述出氣閥 門(22)和過濾裝置(20)之間設有第二氣壓表(21)，所述過濾裝置(20)和尾氣處理裝置(18) 之間設有氣體檢測裝置(19)。5.根據權利要求1所述的一種智能化氮化硼納米管制備裝置，其特征在于:所述尾氣處 理裝置(18)與氣體干燥裝置(12)相連;所述尾氣處理裝置(18)和氣體干燥裝置(12)之間設 有氣體循環栗(16)和循環氣體控制器(15)。6.根據權利要求1所述的一種智能化氮化硼納米管制備裝置，其特征在于:還包括遠程 上位機(6);所述無線收發模塊(3)與遠程上位機(6)相連。7.根據權利要求1所述的一種智能化氮化硼納米管制備裝置，其特征在于:所述真空栗 (7)和退火反應爐(1)相連，所述真空栗(7)和退火反應爐(1)之間設有針型閥門(8)。
【文檔編號】C01B21/064GK205603217SQ201620436177
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月13日
【發明人】王晉寶, 田美靈, 唐志波
【申請人】浙江海洋大學