用于制备镍粉的耐火结构及镍粉的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种用于制备镍粉的耐火结构，该耐火结构包括：由石墨形成的第一坩埚；由陶瓷材料形成的且置于所述第一坩埚内部的第二坩埚；以及设置在所述第一坩埚与所述第二坩埚之间的耐热材料。该用于制备镍粉的耐火结构具有改善镍的熔化和蒸发的高隔热性能，由此可以增加镍粉的产量。杂质含量可以被控制以制备高纯度的镍粉，并且可以防止结构的裂缝。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供了一种用于制备镍粉的耐火结构，该耐火结构包括：由石墨形成的第一坩埚；由陶瓷材料形成的且置于所述第一坩埚内部的第二坩埚；以及设置在所述第一坩埚与所述第二坩埚之间的耐热材料。该用于制备镍粉的耐火结构具有改善镍的熔化和蒸发的高隔热性能，由此可以增加镍粉的产量。杂质含量可以被控制以制备高纯度的镍粉，并且可以防止结构的裂缝。【专利说明】相关申请的交叉引用本申请要求2012年9月4日提交到韩国知识产权局的韩国专利申请N0.10-2012-0097580的优先权，该申请的全部内容引入本申请中以作参考。
本专利技术涉及一种用于制备镍粉的耐火结构(refractory structure)以及一种镍粉的制备方法，更具体地，涉及能够防止在结构中产生裂缝和制备高纯度镍粉的一种用于制备镍粉的耐火结构以及一种镍粉的制备方法。
技术介绍
通常,镍粉的制备方法包括湿法冶金方法(hydrometallurgy method)、喷雾热解方法和蒸气冷凝方法等。湿法冶金方法和喷雾热解方法在制备和处理如氯化物和硝酸盐的有毒且难以处理的原料时，面临着难以满足气体和液体废物环境释放管理要求和难以产生具有小于IOOnm的平均大小的颗粒的困难。由于基于热等离子的蒸气冷凝方法通常使用惰性原料(如纯金属、合金、氧化物、碳酸盐等)，所以可以制备微粒粉末，而不会存在在湿法冶金方法和喷雾热解方法中产生的问题。使用热等离子的蒸气冷凝方法通过在惰性气体环境中的高频放电来使用电弧等离子或热等离子，以便镍或金属盐在超高温下被加热并蒸发。接下来在蒸气状态下减少氢以从而形成包括镍元素的气体，并且将蒸发的镍元素冷却并固化以从而制备微粒镍粉。在该过程中，将热等离子添加到浸入陶瓷耐火结构中的镍原料来使原料熔化，其中该陶瓷耐火结构可以由具有的熔点高于镍(1455°C)的材料制成。该耐火材料的常规构成材料可以包括如石墨、碳化物、氧化物、氮化物、喷发材料(eruption material)的高熔点材料,或者如鹤、钽、钥、银等耐火金属。在使用热等离子的蒸气冷凝方法中，由于该陶瓷耐火材料用于将熔化的镍浸于结构中，该方法的一个重要部分是，该陶瓷耐火结构要求具有耐腐蚀性、耐散裂性、耐热冲击性以及热传导性等。通过使用热等离子的蒸气冷凝方法在由石墨形成的陶瓷耐火结构中以连续的方式大量生产镍粉的情况下，镍和石墨在高温下彼此相互作用，由此导致了碳含量的增加。为了防止这种缺陷的发生，一种其中陶瓷被涂覆于由高熔点石墨材料形成的坩锅的内部的结构在下面描述的相关技术的文件中被介绍。然而，在相关技术的情况下，在以超过2000°C的高温下加热坩埚的情况下，两种材料中的每种材料(下部的石墨材料和上部的陶瓷材料)的体积显著改变，这是因为石墨材料和陶瓷材料之间的热膨胀系数的差异，且由此产生裂缝。因此，能够防止坩埚中裂缝的产生并且具有低杂质含量的高纯度镍粉的制备方法仍然被需求。日本专利公开出版物N0.JP 2011-214915
技术实现思路
本专利技术的一个方面提供了一种用于制备镍粉的耐火结构以及一种镍粉的制备方法，能够防止耐火结构中裂缝的产生并且制备高纯度的镍粉。根据本专利技术的一个方面，提供一种用于制备镍粉的耐火结构，该耐火结构包括:由石墨形成的第一坩埚；由陶瓷材料形成的且置于所述第一坩埚内部的第二坩埚；以及设置在所述第一坩埚和所述第二坩埚之间的耐热材料。所述陶瓷材料可以是二氧化锆(ZrO2)或者氧化铝(Al2O3X 所述耐热材料可以是球形的。所述耐热材料可以是石墨。所述第一坩埚可以具有用于形成在该第一坩埚内的所述耐热材料的插入的孔。根据本专利技术的另一个方面，提供一种镍粉的制备方法，该制备方法包括:将镍原料添加至耐火结构中，所述耐火结构包括由石墨形成的第一坩埚、由陶瓷材料形成的置于所述第一坩埚内部的第二坩埚和设置在所述第一坩埚和所述第二坩埚之间的耐热材料；在惰性气体环境下加热和蒸发所述镍原料；以及冷凝所蒸发的镍原料以形成粉末。所述陶瓷材料可以是二氧化锆(ZrO2)或者氧化铝(Al2O3X所述耐热材料可以是球形的。所述耐热材料可以是石墨。所述第一坩埚可以具有用于形成在该第一坩埚内的所述耐热材料的插入的孔。所述镍原料的加热和蒸发可以通过使用等离子来执行。所述粉末可以具有500ppm或更低的杂质含量。【专利附图】【附图说明】从以下结合附图的详细描述中将更清楚地理解本专利技术的上述以及其它方面、特征和其他优点，其中:图1是示意性示出了根据本专利技术一种实施方式的用于制备镍粉的耐火结构的透视图；图2是镍粉的制备方法的流程图；以及图3是示意性示出了根据本专利技术另一实施方式的多层陶瓷电容器的透视图。【具体实施方式】下面，将参考附图详细描述本专利技术的实施方式。然而，本专利技术可以以多种不同形式实施，且本专利技术不应该被解释为受限于本专利技术所列举的实施方式。更确切地说，提供这些实施方式以便全面和完整地公开本专利技术，并将本专利技术的范围充分地传达给本领域的技术人员。在附图中，为了清楚可能夸大元件的形状和尺寸，且自始至终使用相同的参考数字表示相同或类似的元件。图1是示意性示出了根据本专利技术一种实施方式的用于制备镍粉的耐火结构的透视图。参照图1，根据本专利技术一种实施方式的用于制备镍粉的耐火结构可以包括由石墨形成的第一坩埚I ;由陶瓷材料形成且置于第一坩埚I内部的第二坩埚3 ;以及于第一坩埚I和第二坩埚3之间插入的耐热材料2。所述陶瓷材料可以是氧化锆(ZrO2)或者氧化铝(Al2O3X所述耐热材料2可以具有球形形状。此外，所述耐热材料2可以由石墨形成。所述第一坩埚I可以具有孔4，该孔4用于形成在该第一坩埚I中的耐热材料2的插入。根据本专利技术实施方式的用于制备镍粉的耐火结构可以包括由石墨形成的第一坩祸I。所述第一坩埚I的材料可以是石墨；然而，本专利技术不限于此。例如，由钨形成的坩埚、由铌形成的坩埚和由钽形成的坩埚等，可以使用是高熔点金属的材料。同时，所述第一坩埚I的材料可以是碳化物、氧化物、氮化物或者喷发材料，更具体地，可以是碳化钽、碳化娃、碳化钛、氧化镁、氧化招、氧化错、氮化钛、氮化钽、氮化错、氮化硼、二氟化钛、二氟化钽以及二氟化锆等。由于所述第一坩埚I用于在高温下执行制备镍粉的过程中稳定地容纳镍熔化材料，所以该坩埚需要由高熔点材料形成并且具有抗腐蚀性和耐热冲击性等。根据本专利技术的实施方式，所述第一坩埚可以由石墨形成，以在高温下制备镍粉时稳定地执行反应。根据本专利技术的实施方式，由陶瓷材料形成的第二坩埚3可以被置于所述第一坩埚I内部。所述陶瓷材料可以是二氧化锆(ZrO2)或者氧化铝(Al2O3),但不是特殊地限定于此。所述由陶瓷材料形成的第二坩埚3可以被置于第一坩埚I内部，因为镍和石墨在高温下彼此作用而产生缺陷，即在通过使用热等离子的蒸气冷凝方法在由石墨形成的陶瓷耐火结构中以连续的方式大量生产镍粉的情况下碳含量增加。也就是说，在通过使用热等离子的蒸气冷凝制备镍粉的情况下，镍和石墨会在由石墨形成的耐火结构中互相作用。如上所述，由于镍和石墨的相互作用，碳含量增加(在制备高纯度镍粉的过程中的严重缺陷)。因此，根据本专利技术实施方式，由陶瓷材料形成的第二坩埚3被置于所述第一坩埚I内部，以便镍不直接与由石墨形成的第一坩埚接触以防止缺陷发生。在根据本专利技术实施方式的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制备镍粉的耐火结构，该耐火结构包括：由石墨形成的第一坩埚；由陶瓷材料形成的且置于所述第一坩埚内部的第二坩埚；以及设置在所述第一坩埚与所述第二坩埚之间的耐热材料。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：金正烈，金孝燮，金建佑，金昶勋，金斗永，金东勋，
申请(专利权)人：三星电机株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR