專利名稱：一種易氧化納米材料的原位包覆裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種易氧化納米材料的原位包覆裝置，用于對易氧化納米材料進(jìn)行 連續(xù)包覆。
背景技術(shù)：
目前，納米材料在民用及軍用領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用，對于易氧化納米材料的保 護(hù)使其保持納米材料特性尤為重要。目前對于易氧化納米材料的保護(hù)方法通常是使用有 機(jī)物如甲烷等高溫分解碳或羰基化合物如羰基鐵等加熱分解金屬包覆等化學(xué)方法，或?qū)?生產(chǎn)過程中收集的納米材料使用密封罐移出后在另外一個(gè)真空環(huán)境中進(jìn)行機(jī)械攪拌的物 理包覆方法。這些方法均難以獲得穩(wěn)定的包覆效果。對于化學(xué)方法而言，包覆的物質(zhì)是 通過加熱分解形成，形成的包覆產(chǎn)物難以完全包覆納米材料且能耗高、工藝復(fù)雜、重復(fù) 性差。對于從真空室中轉(zhuǎn)移出去后的物理包覆方法而言，增大了納米材料接觸空氣的機(jī) 會，即使使用密封罐，也很難不被氧化，且操作過程復(fù)雜、連續(xù)生產(chǎn)性差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種易氧化納米材料的原位包覆裝置，在納米材料接觸 空氣之前使用機(jī)械攪拌的物理方法在納米材料表面包覆一層有機(jī)物，克服了現(xiàn)有的化學(xué) 方法中包覆層物質(zhì)難以完全包覆納米材料，物理方法中不能實(shí)現(xiàn)原位包覆的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn) 納米材料從原位包覆到封裝的連續(xù)過程。一種易氧化納米材料的原位包覆裝置，包括真空腔，真空腔內(nèi)安放有儲料罐、 包覆劑、傳動機(jī)構(gòu)、攪拌機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)和封裝臺，儲料罐填充納米材料后通過傳動機(jī) 構(gòu)平移到攪拌機(jī)構(gòu)處，將包覆劑投放于儲料罐，攪拌機(jī)構(gòu)對罐內(nèi)的納米材料進(jìn)行攪拌， 攪拌后儲料罐通過轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)移位到封裝臺處進(jìn)行納米材料封裝。所述真空腔開有手套口和觀察窗。所述攪拌槳上安有與儲料罐口匹配的儲料罐配套蓋。所述傳動機(jī)構(gòu)包括傳動板、兩個(gè)支撐單元和兩個(gè)齒輪傳動單元，兩支撐單元分 別支撐一齒輪傳動單元，兩齒輪傳動單元支撐傳動板；所述支撐單元包括兩支撐架、兩 水平支撐桿和傳動電機(jī)，第一水平支撐桿上套有主齒輪并嵌入第一支撐架，第二水平支 撐桿上套有輔助齒輪并嵌入第二支撐架，傳動電機(jī)驅(qū)動第一水平支撐桿旋轉(zhuǎn)，第一水平 支撐桿依次通過主齒輪、輔助齒輪帶動傳動板運(yùn)動。本發(fā)明的技術(shù)效果體現(xiàn)在1.使用傳動機(jī)構(gòu)和機(jī)械攪拌機(jī)構(gòu)的配合有效地實(shí)現(xiàn)了易氧化納米材料的原位包 覆，克服了現(xiàn)有包覆方式的缺點(diǎn)，達(dá)到保護(hù)納米材料不被氧化，保持納米材料特有性能 的目的。2.整個(gè)包覆過程在真空環(huán)境下，納米材料從包覆到封裝沒有接觸到空氣，避免 了納米材料轉(zhuǎn)移后進(jìn)行包覆時(shí)接觸空氣而被氧化的缺陷。
3.本裝置實(shí)現(xiàn)了易氧化納米材料的原位包覆，為納米材料連續(xù)生產(chǎn)的包覆建立 了基石出。4.本裝置有操作過程簡單，方便，無危險(xiǎn)，所得產(chǎn)品無污染等優(yōu)點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明裝置中傳動機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)正視圖；圖3為本發(fā)明裝置中傳動機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)仰視圖；圖4為本發(fā)明裝置中可升降的機(jī)械攪拌機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明做詳細(xì)說明。如圖1所示，原位包覆裝置包括真空腔15、真空腔固定架16、真空腔門27、儲 料罐4、傳動機(jī)構(gòu)、攪拌機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)17、包覆劑放置臺12及封裝臺13。其中圖1中 材料沉積室1和沉積室閥門2是作為連接納米材料生產(chǎn)裝置和包覆裝置的連接單元，與包 覆過程無關(guān)。傳動機(jī)構(gòu)包括傳動板5、支撐單元和齒輪傳動單元。支撐單元支撐齒輪傳動單 元，傳動板5位于齒輪傳動單元上。圖2和3為傳動機(jī)構(gòu)的正視圖和仰視圖，支撐單元 由支撐架一 8、支撐架二 10和水平支撐桿19構(gòu)成，水平支撐桿19有兩根，其中一根嵌 入支撐架一 8，另一根嵌入支撐架二 10，支撐架8，10用緊固螺釘9固定在真空腔內(nèi)部。 齒輪傳動單元由主齒輪7、輔助齒輪18和傳動電機(jī)6構(gòu)成，主齒輪7和輔助齒輪18分別 置于水平支撐桿上。傳動電機(jī)6驅(qū)動水平支撐桿19旋轉(zhuǎn)，水平支撐桿19帶動主齒輪7 運(yùn)動，主齒輪7帶動輔助齒輪18及傳動板5運(yùn)動。其中主齒輪7沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動，輔 助齒輪沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動?？稍谒街螚U19與齒輪間涂覆真空潤滑脂進(jìn)行潤滑。水 平支撐桿19及傳動齒輪均加工有螺紋，使傳動齒輪只可在水平支撐桿上轉(zhuǎn)動而不能左右 滑動，保證傳動的穩(wěn)定性。攪拌機(jī)構(gòu)主要包括升降單元26、攪拌槳23、電機(jī)支撐架20和攪拌電機(jī)21。升 降單元26位于連接單元22下方，用于調(diào)整攪拌槳23的高度，攪拌槳23上設(shè)有儲料罐配 套蓋24。攪拌電機(jī)21通過連接單元22固定于電機(jī)支撐架20上，如圖4所示，在電機(jī) 支撐架20上標(biāo)有刻度，目的在于確定攪拌槳的高度位置。攪拌電機(jī)21連接攪拌槳23。 儲料罐4平移到攪拌槳23下方，向儲料罐4中投放包覆劑，然后通過升降單元20將攪拌 槳23伸入儲料罐4中，啟動攪拌電機(jī)21，攪拌槳23在攪拌電機(jī)21的帶動下旋轉(zhuǎn)對儲料 罐4內(nèi)的納米材料進(jìn)行攪拌。轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)用于將攪拌后的儲料罐4移位到封裝臺13處實(shí)施封裝。本實(shí)例中轉(zhuǎn)移 機(jī)構(gòu)為一光滑滑板，儲料罐4從滑板上方直接滑入封裝臺13上進(jìn)行封裝。包覆劑放置臺12用于放置包覆劑，在真空腔15的側(cè)壁上開有手套口 11，在儲料 罐4平移到攪拌機(jī)構(gòu)處時(shí)，工作人員通過手套口將包覆劑投放于儲料罐4中，包覆劑的投 放也可用自動控制方式。為了便于觀察和操作，真空腔15的側(cè)壁上另開有觀察窗3。封裝臺13用于納米材料的封裝，采用特制包裝袋包裝納米材料，方便納米材料的運(yùn)輸和保存，同時(shí)起到防氧化的作用。具體過程是用電子秤稱量已包覆納米材料的質(zhì) 量，放到包裝袋中，封好口即可。工作過程具體為儲料罐4置于傳動板5上，打開沉積室閥門2，材料沉積室1 內(nèi)納米材料落入儲料罐4中，打開兩個(gè)傳動電機(jī)6使儲料罐4向右運(yùn)動至機(jī)械攪拌機(jī)構(gòu)正 下方，加入放置在包覆劑放置臺12上的一定質(zhì)量的包覆劑(例如癸二酸二辛酯，己二酸 二辛酯，端羥基聚丁二烯，環(huán)氧乙烷四氫呋喃共聚物等)，降下攪拌槳到電機(jī)支撐架20 最低刻度，使儲料罐4和儲料罐配套蓋24結(jié)合緊密，插上電源，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速進(jìn)行機(jī)械攪拌 包覆。待攪拌完成后，升起攪拌槳到電機(jī)支撐架20的中間刻度，打開電源，使攪拌葉片 25空轉(zhuǎn)幾分鐘；再一次關(guān)閉電源，升起攪拌槳到電機(jī)支撐架20最高刻度，此時(shí)儲料罐4 可在傳動板5上繼續(xù)運(yùn)動，使儲料罐4運(yùn)動通過轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)17滑行到封裝臺13上，通過手 套口 11將包覆好的納米材料在封裝臺13上進(jìn)行封裝操作。待封裝完成后，打開真空腔 15的真空腔門27取出包裝好的納米材料即可使用。以上過程是在真空條件下進(jìn)行，真空腔15的抽真空是與蒸發(fā)室同時(shí)進(jìn)行，此時(shí) 沉積室閥門2為開啟狀態(tài)?？稍谡婵涨?5內(nèi)安設(shè)負(fù)壓表14，便于隨時(shí)獲知真空腔15內(nèi) 的真空度。真空腔側(cè)壁同時(shí)設(shè)有真空腔固定架16，用于對真空腔的加固。以上對本發(fā)明的詳細(xì)描述并沒有限制本發(fā)明的改裝和應(yīng)用，本領(lǐng)域技術(shù)人員可 以對本發(fā)明做出各種改變和變形，只要不脫離本發(fā)明的精髓，均應(yīng)屬于本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種易氧化納米材料的原位包覆裝置，包括真空腔，真空腔內(nèi)安放有儲料罐、包 覆劑、傳動機(jī)構(gòu)、攪拌機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)和封裝臺，儲料罐填充納米材料后通過傳動機(jī)構(gòu) 平移到攪拌機(jī)構(gòu)處，將包覆劑投放至儲料罐，攪拌機(jī)構(gòu)對罐內(nèi)的納米材料進(jìn)行攪拌，攪 拌后儲料罐通過轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)移位到封裝臺處進(jìn)行納米材料封裝。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的原位包覆裝置，其特征在于，所述真空腔開有手套口和觀察窗。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的原位包覆裝置，其特征在于，所述攪拌機(jī)構(gòu)上安有與儲料罐 口匹配的儲料罐配套蓋。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的原位包覆裝置，其特征在于，所述傳動機(jī)構(gòu)包括傳動板、兩 支撐單元和兩齒輪傳動單元，兩支撐單元分別支撐一齒輪傳動單元，兩齒輪傳動單元支 撐傳動板；所述支撐單元包括兩支撐架、兩水平支撐桿和傳動電機(jī)，第一水平支撐桿上 套有主齒輪并嵌入第一支撐架，第二水平支撐桿上套有輔助齒輪并嵌入第二支撐架，傳 動電機(jī)驅(qū)動第一水平支撐桿旋轉(zhuǎn)，第一水平支撐桿依次通過主齒輪、輔助齒輪帶動傳動 板運(yùn)動。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種易氧化納米材料的原位包覆裝置，包括真空腔，真空腔內(nèi)安放有儲料罐、包覆劑、傳動機(jī)構(gòu)、攪拌機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)和封裝臺。儲料罐內(nèi)填充納米材料后通過傳動機(jī)構(gòu)平移到攪拌機(jī)構(gòu)處，將包覆劑投放于儲料罐，攪拌機(jī)構(gòu)對罐內(nèi)的納米材料進(jìn)行攪拌，攪拌后儲料罐通過轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)移位到封裝臺處進(jìn)行納米材料封裝。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了易氧化納米材料從收集開始到封裝的連續(xù)過程，整個(gè)過程是在一個(gè)真空的密閉環(huán)境中進(jìn)行，不接觸空氣，不存在危險(xiǎn)性，可有效完整地包覆好易氧化納米材料，彌補(bǔ)了經(jīng)過儲料罐收集轉(zhuǎn)移包覆帶來的工藝復(fù)雜性和氧化的可能性。
文檔編號B82Y40/00GK102009948SQ201010513510
公開日2011年4月13日 申請日期2010年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月19日
發(fā)明者檀朝東, 謝長生, 黃開金 申請人:華中科技大學(xué)