用于传输纳米微粒的传输系统以及用于运行该系统的方法技术方案

本发明专利技术涉及一种用于传输干燥的纳米微粒（１８ｂ）的传输系统。按照本发明专利技术规定，为了传输，对纳米微粒（１８ｂ）进行磁化或充电并在传输通道中借助于场发生器（２０ａ、２０ｂ）产生磁场或电场，在该磁场或电场中纳米微粒（１８ｂ）运动通过传输通道（１２）。纳米微粒可以例如通过喷出口（１３）喷出，由此实现计量。为了防止纳米微粒（１８ｂ）结块或粘附到内壁（２６）上，可以借助于压电执行元件（２８）使内壁涂层（２７）震动，该震动传递到纳米微粒（１８ｂ）上。通过所述传输系统，有利地实现了干燥纳米微粒的传输，由此不必将该纳米微粒加工成悬浮状。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于传输纳米微粒的传输系统。可以将具有在纳米范围内尺寸规格的最小颗粒理解为干燥的纳米微粒，这样的微粒分别由多个原子或分子组成。如果这种微粒是干燥的，则其构成了纳米弥散的粉末，也就是说，不采用流体的载运介质来传输纳米微粒。
技术介绍
从德国专利申请文件DE19632393A1可以得知，这种所谓的纳米粉末不能顺畅地喷洒，因此例如在物理蒸发沉积(PVD)过程中从外部输入物料是有困难的。所以规定，不能采用纳米粉末作为在PVD-过程中供入的原料，而是相反地当场在PVD-过程之中制造纳米微粒。为了制造纳米微粒必须在PVD-过程中供入适合此目的的原料。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种用于纳米微粒的传输系统，利用该传输系统可以实现纳米粉末的传输。按照本专利技术，上述问题通过一种用于干燥的被磁化的纳米微粒的传输系统得以解决，该传输系统具有用于纳米微粒的传输通道和用于产生磁场的场发生器，该场发生器相对于所述传输通道这样设置，使得能够在传输通道中不均匀地产生具有基本沿传输通道的走向取向的磁力线的磁场。在此有利地充分利用了下述效应，即，通过在传输通道内部的非均匀磁场将一个沿该磁场的磁力线取向的力在磁感应增大的方向上施加到已磁化的纳米微粒上。本专利技术所要解决的技术问题可选地通过一种用于传输干燥的带电的纳米微粒的传输系统得以解决，该传输系统具有用于传输纳米微粒的传输通道以及用于产生电场的场发生器，该场发生器相对于所述传输通道这样地设置，使得能够产生具有至少基本上沿传输通道的走向取向的电力线的电场。在这种可选方案中在带电的纳米微粒中利用下述效应，即，对电场中的纳米微粒施加一个沿电力线方向的作用力。在按照本专利技术的用于传输纳米微粒的传输系统中利用了下述效应，即，纳米微粒基于其极微小的质量就能够由于微小的力作用而运动，由此对纳米微粒进行轻微的磁化或充电对于在传输通道中的传输就已经是足够的。也就是说，业已表明，纳米微粒在其传输的过程中表现出了一种与通常的具有在微米范围内的颗粒规格的粉末颗粒的特性极其不同的特性。也就是说，纳米微粒基于其微小的粒度在传输时表现出用作零散的载流子、如离子的特性。本专利技术传输系统的优选实施方式规定，所述用于产生磁场的场发生器由电磁线圈构成，该线圈设计成围绕着所述传输通道的绕组。在线圈的区域内在传输通道中产生均匀的磁场，该磁场随着离线圈越来越远而在传输通道内减弱。因此，磁化的纳米微粒被朝线圈的方向加速。用于产生电场的场发生器例如可以具有电容器。本专利技术的一项独特的设计规定，所述传输通道汇入到一个用于排出所述纳米微粒的喷出口中。由此，所述传输系统也可以有利地用作喷嘴，从而可以借助于该喷嘴例如将纳米微粒均匀地分布到一个表面上或者一个空间体积内。带有喷出口的传输系统例如可以应用在如电弧蒸发条件下的PVD工艺中，以便可以将纳米微粒均匀地添加到PVD涂层中。按照一项独特的设计，所述传输通道的内壁可相对于传输通道的走向沿径向运动以及这样安装执行元件，即，使得该执行元件可以引起所述内壁垂直于壁面的运动。由此可以有利地减少或甚至杜绝纳米微粒附着在传输通道的内壁上。因此场发生器使得纳米微粒更易于传输、尤其能够防止传输通道堵塞。因此，可以确保，即便在具有极微小直径的通道中也能传输纳米微粒，所述微小直径处于纳米微粒的颗粒直径的三至五倍之间。尤其有利的是，所述执行元件由压电执行元件构成，该压电执行元件例如可以引起所述内壁在超声波范围内的震动。另外，本专利技术还涉及一种用于运行传输纳米微粒的传输系统的方法。与此相关地，本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种用于运行传输纳米微粒的传输系统的方法，通过所述传输系统可以最佳地将纳米微粒的传输与各种用途相适应。这一技术问题按照本专利技术是通过一种方法得以解决的，在该方法中，在传输通道内产生静态场，在需要连续输送纳米微粒期间，该静态场一直保持存在。这不仅对于借助于适当的磁场磁化的纳米微粒、而且对于借助于电场或者还可以借助于电场与磁场的叠加充电的纳米微粒在纳米微粒具有适合特性时都是可以实现的。由此将场发生器用于传输纳米微粒的传输机构中，只要该场发生器产生一个作用场。上述技术问题的另一种解决方案在于一种用于运行传输纳米微粒的传输系统的方法，在该方法中，在传输通道内产生脉动场，其中，通过调节脉冲进行对纳米微粒的计量。可以相应地根据对计量的要求调整脉动场的场强随时间的改变。这种改变可以通过脉冲长度、脉冲幅度、脉冲间距以及脉冲形状等的变化来影响。与在传输通道内的每个限定时间的喷出或传输有关地进行纳米微粒的计量。附图说明下面借助于附图阐述本专利技术的细节。在附图中相同或对应的元件以各自相同的附图标记标注，以及各附图之间的相同之处仅阐述一次。附图中图1简略地表示按照本专利技术具有场发生器的传输系统的实施方式；图2简略地表示按照本专利技术具有用于电场的场发生器的传输系统的实施方式；图3以剖视图表示所述传输系统作为喷嘴的实施方式；图4简略地表示具有图3所示的喷嘴的PVD涂层设备。具体实施例方式按照图1表示出了传输系统11a，该传输系统具有传输通道12，传输通道12终止于一个喷出口13。另外，在喷出口13的区域内设有由电磁线圈15和电源16组成的场发生器14a。线圈15在喷出口13处环形地围绕所述传输通道12，使得在喷出口13的区域内在传输通道12内部产生均匀的磁场(以磁力线17a表示)。而在线圈15之外沿传输通道12的其他示出的走向形成的磁场是不均匀的，同时，磁感应随着远离线圈而减弱。传输通道12的走向基本上沿着所产生磁场的确定的磁力线走向，由此可以实现传输通道的弯曲。另外，也可以选择将传输通道设计成直的(未示出)，因为沿着线圈15的对称轴看磁场随着逐渐远离线圈而减弱。已磁化的(例如由象铁那样的铁磁性材料构成的)纳米颗粒18a在由线圈15产生的均匀磁场内取向以及在传输通道12内沿具有逐渐增大的磁感应的磁场区域方向、亦即朝线圈15方向加速。在线圈15的内部存在均匀的磁场，使得纳米颗粒在通过该区域时不再继续加速。随后，纳米颗粒从喷出口13喷出并在自由的空间内基于现在变弱的磁场又开始减速。而在此处可以通过PVD-过程中的颗粒流来检测(参见图4)。最后，在传输通道12上设置带有阀门的压缩空气接头24，通过该压缩空气接头可以将压缩空气脉冲输入到传输通道内。压缩空气接头也可以以未示出的方式具有多个通入到传输通道12内的入口，以便将压缩空气均匀地分配到传输通道的侧壁上。通过吹入压缩空气可以防止纳米微粒18a粘附到传输通道12的侧壁上。按照图2的传输通道11b将两个容器19相互连接起来，在这两个容器之间要交换带电荷的纳米微粒18b。为此，传输通道12在其端部处装有环形电极20a、20b，这些环形电极与一个电控制单元21一起共同构成一个设计为电容器的用于在传输通道12内部产生电场的场发生器14b(电场的电力线17b)。借助于控制单元21可以控制所述用于产生电场的环形电极20a、20b。在传输通道12内的电场将力施加到位于传输通道内的带电荷的纳米微粒18b上，使得可以将这些纳米微粒从一个容器19交换到另一个容器19中。通过传输通道12的传输的方向变换可以通过控制单元21对环形电极20a、20b的极性变换来实现。另外，与容器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于传输干燥的磁化的纳米微粒的传输系统，其具有－用于传输纳米微粒的传输通道（１２）以及－用于产生磁场的场发生器（１４ａ），该场发生器相对于所述传输通道这样设置，使得能够在传输通道中不均匀地产生具有基本上沿传输通道的走向取 向的磁力线的磁场。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹斯D詹森，厄休斯克鲁格，沃尔克马卢森，海克希威，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]