【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及氮化铝生产设备的，尤其是涉及一种氮化铝纳米纤维材料生产反应炉装置。
技术介绍
1、氮化铝材料因其出色的物理和化学性能而备受关注，具有高热导率、低介电系数、低介电损耗以及优异的电绝缘性能。此外，氮化铝的热膨胀系数与硅相似，使其在耐火材料、陶瓷基板和电子封装材料领域展现出广阔的应用前景。氮化铝纳米纤维的独特优势在于其显著的表面效应和纳米尺度效应，这使得其在微导线和微光纤材料的制作中具有重要价值。同时，氮化铝纳米纤维也可以作为复合材料中的增强单元，有效提升其热力学性能。因此，近年来，氮化铝纳米纤维受到了研究者们的广泛关注。
2、目前，制备氮化铝纳米纤维的方法中，碳热还原法是最常用的一种。该方法首先合成氧化铝纳米纤维，然后通过碳热还原反应将其转化为氮化铝纳米纤维。另一种常见的制备方法是气相沉积法。这种方法可以通过引入向列型液晶作为模板，或者设计特殊形态的衬底材料，来控制氮化铝纳米纤维的生长方向和位置，从而实现对纳米材料的可控生长。此外，通过调节催化剂的条件、气体流量及其混合比例，可以实现vs/vls生长模式，从而获得具有特定形貌的纳米纤维。还有一些研究者通过自制前驱体材料、结合二次生长、物理沉积与化学沉积等方法来制备纳米纤维。然而，目前这些制备方法仍面临纤维粗长、形貌较差、晶型多样、制备工艺复杂、成本高昂以及难以实现大规模连续生产等诸多挑战。
技术实现思路
1、本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种氮化铝纳米纤维材料生产反应炉装置，解决了现有
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
3、本专利技术提供一种氮化铝纳米纤维材料生产反应炉装置，包括：包括传热棒、反应炉、石墨柱和液压气缸；
4、所述反应炉内设有反应釜，且反应釜的顶部通过传热棒与反应炉顶部的内壁固定连接，反应炉顶部与反应釜顶部之间设有多块石墨毡；
5、所述反应炉中设有反应釜、石墨舟皿、氧化铝坩埚；
6、所述石墨舟皿设于所述反应釜内，所述石墨舟皿设于反应釜内，氧化铝坩埚设于所述石墨舟皿内；
7、所述反应釜在竖直方向上自下而上依次设有低温区、高温区、低温区；
8、所述液压气缸能够自下而上举升所述氧化铝坩埚沿着反应釜的低温区、高温区、低温区方向位移，通过低温区进行晶体析出和晶核形成，在高温区实现晶核的生长和晶须的生成，最后在低温区完成晶须的最终沉降。
9、进一步地，所述氧化铝坩埚用于盛放样品原料及衬底材料；
10、所述反应炉的直径为300mm，高度为600mm。
11、进一步地，所述氧化铝坩埚为单层可移动式坩埚，其中坩埚侧壁设有多个均匀分布的圆孔，用于导入气流。
12、进一步地，所述单层可移动式坩埚上侧壁开孔的直径为0.5～1cm。
13、进一步地，且采用分区调温，在竖直方向上自下而上的第一段低温区的温度范围设置为800～1000℃，氮化铝纳米纤维材料成核时间为0.5～2h，高温区的温度范围设置为1500～1800℃，氮化铝纳米纤维材料生长时间为1～3h，第二段低温区的温度范围设置为600～800℃，氮化铝纳米纤维材料沉积时间为2～3h。
14、进一步地，所述单层可移动式坩埚能够通过液压气缸带动石墨柱子向上推动提升，依次通过反应釜的低温区、高温区和低温区。
15、进一步地，所述反应釜的低温区和高温区的侧壁上均设置开孔结构，且所述开孔结构能够与氧化铝舟皿的侧壁开孔位置处于同一高度。
16、进一步地，所述反应釜中的变温工艺配合多气流通入，在低温区时是由氩气、氦气、二氧化碳的一种或多种组合，高温区时是由氮气、氨气的一种或多种组合。
17、进一步地，气体的通入速度为1～5l/min。
18、进一步地，所述反应釜内在通气之前和开炉之前需要抽真空，真空度范围为-0.5～-0.1mpa。
19、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
20、(1)本专利技术通过将反应釜分为三个温区，即低温区、高温区和低温区，精确控制氮化铝纳米纤维的生长形态与取向。纤维的生长过程包括在低温区进行晶体析出和晶核形成，在高温区实现晶核的生长和晶须的生成，以及在低温区完成晶须的最终沉降。
21、(2)本专利技术在低温区引入高惰性气体作为保护气体，在高温区通入氮气等反应气体。通过对多气流的调控，实现了氮化铝纳米纤维的可控合成。
22、(3)本专利技术采用可移动式单层石墨坩埚，在液压气缸的作用下，推动石墨柱依次经过低温区、高温区和低温区。石墨坩埚的侧壁设有开孔结构，与各温区的开孔位置及高度一致，从而确保在不同温区引入相应的气氛，并有效避免气流混合。
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1.一种氮化铝纳米纤维材料生产反应炉装置，其特征在于，包括：包括传热棒(3)、反应炉(4)、石墨柱(10)和液压气缸(11)；
2.根据权利要求1所述的一种氮化铝纳米纤维材料生产反应炉装置，其特征在于，所述氧化铝坩埚(8)用于盛放样品原料及衬底材料(9)；
3.根据权利要求1所述的一种氮化铝纳米纤维材料生产反应炉装置，其特征在于，所述氧化铝坩埚(8)为单层可移动式坩埚，其中坩埚侧壁设有多个均匀分布的圆孔，用于导入气流。
4.根据权利要求3所述的一种氮化铝纳米纤维材料生产反应炉装置，其特征在于，所述单层可移动式坩埚上侧壁开孔的直径为0.5～1cm。
5.根据权利要求3所述的一种氮化铝纳米纤维材料生产反应炉装置，其特征在于，且采用分区调温，在竖直方向上自下而上的第一段低温区的温度范围设置为800～1000℃，氮化铝纳米纤维材料成核时间为0.5～2h，高温区的温度范围设置为1500～1800℃，氮化铝纳米纤维材料生长时间为1～3h，第二段低温区的温度范围设置为600～800℃，氮化铝纳米纤维材料沉积时间为2～3h。
6.根据权
7.根据权利要求5所述的一种氮化铝纳米纤维材料生产反应炉装置，其特征在于，所述反应釜(5)的低温区和高温区的侧壁上均设置开孔结构，且所述开孔结构能够与氧化铝舟皿(7)的侧壁开孔位置处于同一高度。
8.根据权利要求3所述的一种氮化铝纳米纤维材料生产反应炉装置，其特征在于，所述反应釜(5)中的变温工艺配合多气流通入，在低温区时是由氩气、氦气、二氧化碳的一种或多种组合，高温区时是由氮气、氨气的一种或多种组合。
9.根据权利要求8所述的一种氮化铝纳米纤维材料生产反应炉装置，其特征在于，气体的通入速度为1～5L/min。
10.根据权利要求8所述的一种氮化铝纳米纤维材料生产反应炉装置，其特征在于，所述反应釜(5)内在通气之前和开炉之前需要抽真空，真空度范围为-0.5～-0.1MPa。
...【技术特征摘要】
1.一种氮化铝纳米纤维材料生产反应炉装置，其特征在于，包括：包括传热棒(3)、反应炉(4)、石墨柱(10)和液压气缸(11)；
2.根据权利要求1所述的一种氮化铝纳米纤维材料生产反应炉装置，其特征在于，所述氧化铝坩埚(8)用于盛放样品原料及衬底材料(9)；
3.根据权利要求1所述的一种氮化铝纳米纤维材料生产反应炉装置，其特征在于，所述氧化铝坩埚(8)为单层可移动式坩埚，其中坩埚侧壁设有多个均匀分布的圆孔，用于导入气流。
4.根据权利要求3所述的一种氮化铝纳米纤维材料生产反应炉装置，其特征在于，所述单层可移动式坩埚上侧壁开孔的直径为0.5～1cm。
5.根据权利要求3所述的一种氮化铝纳米纤维材料生产反应炉装置，其特征在于，且采用分区调温，在竖直方向上自下而上的第一段低温区的温度范围设置为800～1000℃，氮化铝纳米纤维材料成核时间为0.5～2h，高温区的温度范围设置为1500～1800℃，氮化铝纳米纤维材料生长时间为1～3h，第二段低温区的温度范围设置为600～800℃，氮化铝纳米纤维材料沉积...
【专利技术属性】
技术研发人员：董成，
申请(专利权)人：江苏东科新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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