等离子蒸发纳米粉体量产工艺及装备

针对国内纳米粉体品质低、成本高、生产效率低的行业痛点，辽宁省能源材料及器件重点实验室从装备和工艺两方面入手，通过一系列的技术改进成功研发了具有自主知识产权的高品质、低成本、高效率等离子体蒸发纳米粉体量产装备及工艺。其工艺流程实现了从原料到成品的自动化生产。目前，纳米粒子连续量产中的一系列关键技术，如弧源控制、电流电压设置、集粉技术、钝化工艺、粒子粒度及形貌控制等已被攻克，并实现了各类纳米粉体的日公斤级量产。通过设计气相或液相反应，实现了纳米粒子结构的动态调整及成分再造。解决了纳米粒子的低成本、大规模、结构可控生长中的关键工程问题，满足大批量、高品质、低价格纳米粉体供应的市场需求。

本实验室以纳米粉体产业化生产为切入点，突破纳米粉体品质、成本、规模三大发展瓶颈，联合了国内外装备、技术、应用开发，目前已成功应用于磁流变液关键材料、高性能气凝硅/碳锂离子电池负极材料、高性能富锂锰基锂离子电池正极材料以及纳米改性低温橡胶，后期将逐步开拓航空航天、军事防卫、物理储能、生命医疗、化学催化等领域。建立涵盖材料、应用、装备开发的综合产业平台，助力国内制造业升级。

图1. (1) 金属单质及多元合金纳米粒子粉体 (Fe, Ni, Sn, Fe-Sn, Ni-Si等)； (2) 碳材料 (石墨烯、碳纳米管)；

(3) 多形态硅纳米粉体； (4) 碳包覆复合纳米粒子粉体、 (Fe@C, Sn@C, Fe-Sn@C等)；(5) 非金属纳米粒子粉体 (SiC, TiC, TiN, TiO₂)