粉末镀膜装置及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106086819A(43)申请公布日2016.11.09(21)申请号201610641777.5(22)申请日2016.08.08(71)申请人王禄荣地址214000江苏省无锡市新区长江国际泓园22号302室(72)发明人王禄荣刘浩伟周国英(74)专利代理机构北京中恒高博知识产权代理有限公司11249代理人刘洪京(51)Int.Cl.C23C16/455(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称粉末镀膜装置及方法(57)摘要本发明公开了一种粉末镀膜装置，包括循环连接的四个相同腔室，每个腔室由依次连通的反应区、样品盛放区和传料区构成，反应区设在样品盛放区上方，反应区顶端设有入口，入口下方架设竖直的旋转轴，该旋转轴的轴向上设有粉末流化台，该旋转轴两侧的反应区侧壁设有进气孔和出气孔，出气孔侧壁内设有多孔挡板；样品盛放区上部设有进料口，底部与倾斜设置的传料区的低端连通；传料区内设有螺旋传料杆，高端与下一个腔室的反应区入口连通；传料区最低端设有出料口。本发明中粉末以可控量的方式进入反应气体或清洗气体中；每个腔室中都不会发生完整的反应过程，这样每个腔室都不会被污染，可以缩短80%以上的设备维护时间。CN106086819ACN106086819A权利要求书1/1页1.一种粉末镀膜装置，其特征在于：包括循环连接的四个相同腔室，每个腔室由依次连通的反应区、样品盛放区和传料区构成，反应区设在样品盛放区上方，反应区顶端设有入口，入口下方架设竖直的旋转轴，该旋转轴的轴向上设有粉末流化台，该旋转轴两侧的反应区侧壁设有进气孔和出气孔，出气孔侧壁内设有多孔挡板；样品盛放区上部设有进料口，底部与倾斜设置的传料区的低端连通；传料区内设有螺旋传料杆，高端与下一个腔室的反应区入口连通；传料区最低端设有出料口。2.如权利要求1所述粉末镀膜装置，其特征在于：所述粉末流化台由搅拌叶片和套设在搅拌叶片外周的鼠笼式叶片构成，鼠笼式叶片的排布方式使得其在旋转时能实现粉末流化台外周的气体向内部流动。3.如权利要求2所述粉末镀膜装置，其特征在于：搅拌叶片设有多层，沿旋转轴轴向均匀布置。4.如权利要求2或3所述粉末镀膜装置，其特征在于：鼠笼式叶片的外周缘设有粉末刷。5.如权利要求1所述粉末镀膜装置，其特征在于：样品盛放区底部设为倾斜设置的超声振荡板，其低端设有与传料区连通的出口。6.一种如权利要求1所述粉末镀膜装置的粉末镀膜方法，包括以下过程：需镀膜的粉末在四个腔室中作循环流动，四个腔室的反应区分别持续通入第一反应气体、清洗气体、第二反应气体和清洗气体。2CN106086819A说明书1/4页粉末镀膜装置及方法技术领域[0001]本发明涉及粉末镀膜技术领域，尤其是一种粉末镀膜装置及方法。背景技术[0002]微纳米尺寸的粉末材料常常表现出独特的物理或化学性能，而越来越多的应用领域更需要表面包覆一层纳米厚度薄膜的粉末材料。但传统的固相法、液相法和气相法粉末表面包覆镀膜技术都无法同时解决均匀镀膜的问题。[0003]原子层沉积是一种独特的化学气相沉积技术，它是基于相分离且表面饱和自吸附的材料表面反应方法。到目前为止，原子层沉积方法是唯一可以在大的比表面积样品表面均匀镀膜的技术，不过对于粉末这种比表面积过大且易团聚的样品材料，想实现表面均匀镀膜难度依然很大。[0004]利用常规的原子层沉积技术在粉末表面包覆纳米薄膜，粉末有静止和流化两种方式。如果粉末静止，因为其比表面积非常大，反应气体和清洗气体很难能进入粉末内部，或者需要花费大量的时间，所以这种情况下单次反应的粉末量非常少，只能做一些科学研究，没法量产。如果期望实现量产的原子层沉积粉末表面包覆镀膜，粉末必须处于流化状态，现有的技术包括气流吹起粉末、搅拌粉末、旋转滚动粉末等，但这些方法都是在单一腔室中实现的，存在两个重要问题：一、原子层沉积反应的四个步骤只能分开进行，即一个步骤完全结束后才能进入下一个步骤，效率很低；二、原子层沉积反应在粉末表面镀膜的同时，也会在腔室的每个位置及结构上镀膜，所以反应一定次数之后，必须将整个腔室拆卸下来进行清洗，否则腔室中的薄膜达到一定厚度后会脱落，脱落的薄膜会混入粉末，产生污染。再者，不管粉末使静止还是流化，常规技术都是想办法将反应气体和清洗气体均匀输入粉末内部，然后再向办法将这些反应气体、清洗气体和反应副产物从粉末内部抽出，排出腔室，粉末量过大时会导致反应效率非常低。发明内容[0005]本发明针对现有技术的不足，提出一种粉末镀膜装置，结构巧妙，使用方便。[0006]为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：一种粉末镀膜装置，包括循环连接的四个相同腔室，每个腔室由依次连通的反应区、样品盛放区和传料区构