JP2002263474A - Manufacturing device and manufacturing method for superfine particle - Google Patents

Manufacturing device and manufacturing method for superfine particle

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JP2002263474A
JP2002263474A JP2001059888A JP2001059888A JP2002263474A JP 2002263474 A JP2002263474 A JP 2002263474A JP 2001059888 A JP2001059888 A JP 2001059888A JP 2001059888 A JP2001059888 A JP 2001059888A JP 2002263474 A JP2002263474 A JP 2002263474A
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Japan
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raw material
arc
ultrafine particles
gas
electrodes
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JP2001059888A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroomi Takinosawa
洋臣 滝野沢
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CI Kasei Co Ltd
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CI Kasei Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide the manufacturing device and manufacturing method of superfine particles by which productivity is improved, a manufacturing cost is reduced, energy efficiency is improved, the manufacturing device is simplified, reliability is improved, the restrictions of a raw material are reduced and impurities are reduced. SOLUTION: This manufacturing device of the superfine particles is provided with a plasma arc generation means 6a having two shifting type plasma torches 4a and 4b provided with acting gas blow-off nozzles 2a and 2b and electrodes 22 and 23, a current power source 5 disposed in a circuit 21 connected to the electrodes 22 and 23, a short-circuit body 24 mutually short-circuiting the electrodes 22 and 23 and a short-circuit body moving means 25 and which a reacting/cooling gas blow-off nozzle 9 for blowing reacting/cooling gas to evaporative gas generated by exposing a plasma arc generated from the shifting type plasma torches 4a and 4b to a raw material body 3 to be the raw material of the superfine particles.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、高生産性、低製造
コスト、高エネルギー効率、製造装置の簡素化および信
頼性の向上が可能であり、原料の制約が少なく、不純物
の少ない超微粒子の製造装置および製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a method for producing ultra-fine particles which has high productivity, low production cost, high energy efficiency, simplification of production equipment and improvement in reliability, has few restrictions on raw materials, and has few impurities. The present invention relates to a manufacturing apparatus and a manufacturing method.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の超微粒子の製造装置および製造方
法として、移行型直流プラズマアーク法、非移行型直流
プラズマアーク法、高周波プラズマ法、ハイブリッドプ
ラズマ法などが例示される。ここで、移行型とは、プラ
ズマトーチの電極と、プラズマトーチ外部に設置された
電極との電子の移行が起こってプラズマアークを発生さ
せるものであり、非移行型とは、プラズマトーチの電極
に負極および正極の2つの電極を具備し、プラズマトー
チの外部に電子の移行がなくてもプラズマアークを発生
させるものである。移行型直流プラズマアーク法につい
ては、例えば、特許第2980980号公報で製造装置
および製造方法が開示されている。この超微粒子の製造
装置は、図6に示す一例のようなものである。この超微
粒子製造装置は、外部と隔離するためのチャンバ31
と、カソード32を有するプラズマトーチ33と、アノ
ードである原料体34と、プラズマトーチ33と原料体
34との間にプラズマアークを発生させるための電源3
5と、原料体34を保持、送り出す原料体保持・送り出
し装置36と、作用ガスタンク37から供給された作用
ガスをカソード32の周囲に吹き付ける作用ガス吹き付
けノズル38と、原料体34がプラズマアークによって
蒸発して発生した蒸発ガスに、反応・冷却ガスタンク3
9から供給された反応・冷却ガスを蒸発ガスに吹き付け
る反応・冷却ガス吹き付けノズル40と、蒸発ガスを冷
却する蒸発ガス冷却タンク41と、コレクタ42とを有
する。カソード32は非消費極であり、原料体34は消
費極である。また、プラズマトーチ33は原料体34の
表面に対して斜めに角度をつけて一定の距離を置いて配
置されている。
2. Description of the Related Art As a conventional apparatus and method for producing ultrafine particles, a transfer DC plasma arc method, a non-transfer DC plasma arc method, a high-frequency plasma method, a hybrid plasma method and the like are exemplified. Here, the transition type is a type in which electrons are transferred between the electrode of the plasma torch and an electrode installed outside the plasma torch to generate a plasma arc, and the non-transition type is a type in which the plasma torch electrode is formed. It has two electrodes, a negative electrode and a positive electrode, and generates a plasma arc even if there is no transfer of electrons outside the plasma torch. Regarding the transfer type DC plasma arc method, for example, Japanese Patent No. 2980980 discloses a manufacturing apparatus and a manufacturing method. This apparatus for producing ultrafine particles is as shown in FIG. This ultrafine particle manufacturing apparatus has a chamber 31 for isolating it from the outside.
, A plasma torch 33 having a cathode 32, a source body 34 as an anode, and a power source 3 for generating a plasma arc between the plasma torch 33 and the source body 34.
5, a raw material holding / sending device 36 for holding and sending the raw material 34, a working gas blowing nozzle 38 for blowing the working gas supplied from the working gas tank 37 around the cathode 32, and the raw material 34 being evaporated by the plasma arc. Reaction and cooling gas tank 3
It has a reaction / cooling gas spray nozzle 40 for blowing the reaction / cooling gas supplied from 9 to the evaporative gas, an evaporative gas cooling tank 41 for cooling the evaporative gas, and a collector 42. The cathode 32 is a non-consuming electrode, and the raw material body 34 is a consuming electrode. Further, the plasma torch 33 is disposed at a certain distance from the surface of the raw material body 34 at an oblique angle.

【0003】この装置の場合、まず、アルゴン、窒素、
水素およびこれらの混合ガスからなる作用ガスを作用ガ
ス吹き付けノズル38から流出させながら、カソード3
2と原料体34とを電源35によって通電して、プラズ
マアークを発生させる。これにより、電子はカソード3
2から原料体34に移行する。このように発生したプラ
ズマアークにより、原料体34は加熱され、表面から蒸
発する。原料体34表面から蒸発した蒸発ガスは、プラ
ズマアークによってプラズマトーチ33の前方側に吹き
流される。そして、この蒸発ガス流を横切るように、酸
素、窒素、空気およびこれらの混合ガスからなる反応・
冷却ガスを、原料体34近傍に設置された反応・冷却ガ
ス吹き付けノズル40から流出する。蒸発気体流に含ま
れる金属蒸気は、反応・冷却ガスと反応して、あるいは
冷却されて、ナノサイズの金属酸化物微粒子などの超微
粒子を形成する。この超微粒子を含む気体流は蒸発ガス
冷却タンク41に移動し、蒸発ガス冷却タンク41内の
コレクタ42によって分離される。
In the case of this apparatus, first, argon, nitrogen,
While flowing a working gas composed of hydrogen and a mixed gas thereof from the working gas spray nozzle 38, the cathode 3
2 and the raw material 34 are energized by a power supply 35 to generate a plasma arc. This allows electrons to enter the cathode 3
2 to the raw material body 34. The raw material body 34 is heated by the plasma arc thus generated, and evaporates from the surface. Evaporated gas evaporated from the surface of the raw material body 34 is blown toward the front side of the plasma torch 33 by a plasma arc. Then, a reaction composed of oxygen, nitrogen, air and their mixed gas
The cooling gas flows out of the reaction / cooling gas spray nozzle 40 installed near the raw material body 34. The metal vapor contained in the vaporized gas stream reacts with the reaction / cooling gas or is cooled to form ultra-fine particles such as nano-sized metal oxide fine particles. The gas flow containing the ultrafine particles moves to the evaporative gas cooling tank 41 and is separated by the collector 42 in the evaporative gas cooling tank 41.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の方法
では、カソード32と原料体34との間を通電し、プラ
ズマアークを発生させるので、原料体34に適用できる
材料は導電体に制限されていた。そのため、非導電性の
原料や粉体を、そのままの状態で蒸発(形成する超微粒
子が酸化物の場合、燃焼ということがある)させること
はできなかった。そこで、非導電性の原料や粉体を導電
性原料体として用いるためには、非金属の導電性材料
(例えば、炭素材料)などを混合、成形して原料体34
を作製する前工程が必要であった。また、導電性材料、
特に炭素材料などに含まれる不純物が超微粒子に混入す
ることがあった。このように不導体を原料として用いる
場合には、導電性材料のコストがかかるので、超微粒子
の製造コストが高かった。また、製造工程数が多くなる
ので、生産性が低かった。さらに、炭素材料含有成形原
料体の場合、与えたエネルギーのかなりの量が炭素材料
の燃焼に費やされ、エネルギーロスとなっていた。
However, in the above-described method, a current is applied between the cathode 32 and the raw material 34 to generate a plasma arc. Therefore, the material applicable to the raw material 34 is limited to a conductor. Was. For this reason, it has not been possible to evaporate the non-conductive raw material or powder as it is (it may be burned when the formed ultra-fine particles are oxides). Therefore, in order to use a non-conductive raw material or powder as the conductive raw material, a non-metallic conductive material (for example, a carbon material) or the like is mixed and molded to form the raw material 34.
Requires a pre-process to produce Also, conductive materials,
Particularly, impurities contained in a carbon material and the like sometimes mixed into the ultrafine particles. When a non-conductor is used as a raw material as described above, the cost of a conductive material is increased, and thus the production cost of ultrafine particles is high. Further, the number of manufacturing steps is increased, so that the productivity is low. Further, in the case of the carbon material-containing molding raw material, a considerable amount of the applied energy is consumed for burning the carbon material, resulting in energy loss.

【0005】また、移行型法のプラズマアークの高温部
の断面積は狭いが、細い原料体の入手、作製は困難であ
るため、原料体の断面積が広くなる場合があり、蒸発面
は均一には加熱されない。均一に加熱するためには、原
料体34を回転させる必要があるが、この場合、加熱溶
融後、蒸発せずにアーク高温部から離れて冷却してしま
い、原料ロスおよびエネルギーロスとなっていた。
[0005] Further, although the cross-sectional area of the high-temperature portion of the plasma arc method of the transfer method is narrow, it is difficult to obtain and manufacture a thin raw material, so that the cross-sectional area of the raw material may be large and the evaporation surface may be uniform. Is not heated. In order to uniformly heat the raw material 34, it is necessary to rotate the raw material 34. In this case, after heating and melting, the raw material 34 is cooled away from the high-temperature portion of the arc without being evaporated, resulting in a raw material loss and energy loss. .

【0006】また、移行法型の場合、正極であるプラズ
マトーチ33と負極である原料体34との距離が変わる
と電気的条件(電流値、電圧)は変動してしまい、この
変動を自動的に修正する手段においては、原料体34の
送り出し量制御の為に複雑な機構が必要であり、装置の
コストが高かった。また、原料体34の蒸発面に酸化物
が付着、堆積した場合、導電不良となってしまうため、
製造を一旦中断し、堆積物を除去しなければならず、生
産性を低下させていた。
In the case of the transfer method, when the distance between the plasma torch 33 serving as the positive electrode and the raw material body 34 serving as the negative electrode changes, the electrical conditions (current value and voltage) fluctuate. In the means for correcting the above, a complicated mechanism is required for controlling the feed amount of the raw material body 34, and the cost of the apparatus is high. In addition, if the oxide adheres and accumulates on the evaporation surface of the raw material body 34, poor conductivity will result.
The production had to be interrupted once and the sediment removed, reducing productivity.

【0007】また、非移行型直流プラズマアーク法は、
図7に示すように、1本のプラズマトーチ43が中心電
極44と外周電極45とを有し、これらを通電して、プ
ラズマアークを発生させ、原料体46を溶融、蒸発させ
るので、原料体46を通電する必要はないが、プラズマ
アークの温度はプラズマトーチ43から離れるにしたが
って急速に低下するため、原料体を蒸発させるには、多
くのエネルギーを必要とし、エネルギー効率が低かっ
た。また、高周波プラズマ法は、誘導コイルの中央に作
用ガスを流してプラズマを発生させ、さらに原料を流し
て蒸発させる。コイルの中央に原料を流して、蒸発させ
るため、原料は粉末である必要がある。また、ハイブリ
ッド法は、高温、高エネルギーのプラズマを発生させる
ことができるが、原料は粉体でなければならない。
Further, the non-transfer type DC plasma arc method is
As shown in FIG. 7, one plasma torch 43 has a center electrode 44 and an outer peripheral electrode 45, which are energized to generate a plasma arc, and to melt and evaporate the raw material body 46. It is not necessary to energize 46, but since the temperature of the plasma arc rapidly decreases as the distance from the plasma torch 43 increases, a large amount of energy is required to evaporate the raw material, and the energy efficiency is low. In the high-frequency plasma method, a working gas is caused to flow in the center of an induction coil to generate plasma, and further, a raw material is caused to flow and evaporate. The raw material needs to be a powder in order to flow and evaporate the raw material in the center of the coil. The hybrid method can generate high-temperature, high-energy plasma, but the raw material must be powder.

【0008】本発明は、前記事情を鑑みて行われたもの
であり、高生産性、低製造コスト、、高エネルギー効
率、製造装置の簡素化および信頼性の向上が可能であ
り、原料の制約が少なく、不純物の少ない超微粒子の製
造装置および製造方法を提供することを目的とする。
[0008] The present invention has been made in view of the above circumstances, it is possible to achieve high productivity, low manufacturing cost, high energy efficiency, simplification of manufacturing equipment and improvement of reliability, and the restriction of raw materials It is an object of the present invention to provide an apparatus and a method for producing ultrafine particles having a small amount of impurities.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】請求項1に係る超微粒子
の製造装置は、下記(A)および(B)を具備するもの
である。 (A)作用ガスを吹き出す作用ガス吹き出しノズルおよ
びプラズマアークを発生させるための電極とを具備する
2つの移行型プラズマトーチと、前記電極間を接続した
回路に設けられた電流電源と、前記電極間を電気的に短
絡させる短絡体と、該短絡体を移動させる短絡体移動手
段およびまたは前記2つの移行型プラズマトーチの少な
くともいずれか一方を移動させるプラズマトーチ移動手
段とを有し、前記2つの移行型プラズマトーチは、その
先端から発生する2つのプラズマアークが互いに接触す
るように設置されたプラズマアーク発生手段。 (B)前記移行型プラズマトーチから発生したプラズマ
アークを超微粒子の原料となる原料体にあてることによ
って発生した蒸発ガスに反応・冷却ガスを吹き付ける反
応・冷却ガス吹き付けノズル。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an apparatus for producing ultrafine particles comprising the following (A) and (B). (A) two transition type plasma torches each including a working gas blowing nozzle for blowing a working gas and an electrode for generating a plasma arc; a current power supply provided in a circuit connecting the electrodes; A short-circuiting body for electrically short-circuiting the two, and a short-circuiting body moving means for moving the short-circuiting body and / or a plasma torch moving means for moving at least one of the two transition type plasma torches. A plasma torch is a plasma arc generating means installed such that two plasma arcs generated from the tip thereof come into contact with each other. (B) A reaction / cooling gas spray nozzle for spraying a reaction / cooling gas to an evaporative gas generated by applying a plasma arc generated from the transfer type plasma torch to a raw material material serving as a raw material of ultrafine particles.

【0010】また、請求項2に係る超微粒子の製造装置
は、下記(C)および(D)を具備するものである。 (C)作用ガスを吹き出す作用ガス吹き出しノズルおよ
びプラズマアークを発生させるための電極とを具備する
2つの移行型プラズマトーチと、前記電極間を接続した
回路に設けられた電流電源と、前記2つの移行型プラズ
マトーチの少なくともいずれか一方を移動させるプラズ
マトーチ移動手段とを有し、前記移行型プラズマトーチ
は、その先端から発生するプラズマアークが互いに接触
するように設置されたプラズマアーク発生手段。 (D)前記移行型プラズマトーチから発生したプラズマ
アークを超微粒子の原料となる原料体にあてることによ
って発生した蒸発ガスに反応・冷却ガスを吹き付ける反
応・冷却ガス吹き付けノズル。本発明の超微粒子の製造
装置においては、前記電流電源は、直流電源と、交流電
源を有する高周波アーク発生手段とを具備し、直流電圧
に高周波交流電圧を重畳させることが好ましい。
An apparatus for producing ultrafine particles according to claim 2 includes the following (C) and (D). (C) two transfer-type plasma torches including a working gas blowing nozzle for blowing a working gas and an electrode for generating a plasma arc; a current power supply provided in a circuit connecting the electrodes; Plasma torch moving means for moving at least one of the transition type plasma torches, wherein the transition type plasma torch is installed so that plasma arcs generated from the tips thereof come into contact with each other. (D) A reaction / cooling gas spray nozzle for spraying a reaction / cooling gas to an evaporative gas generated by applying a plasma arc generated from the transfer type plasma torch to a raw material serving as a raw material of ultrafine particles. In the apparatus for producing ultrafine particles of the present invention, it is preferable that the current power supply includes a DC power supply and a high-frequency arc generating means having an AC power supply, and the high-frequency AC voltage is superimposed on the DC voltage.

【0011】また、請求項4に係る超微粒子の製造方法
は、作用ガスを吹き出しながら、2つの移行型プラズマ
トーチの電極を直流電源によって通電して、V字状プラ
ズマアークまたはY字状プラズマアークを形成させ、こ
のV字状プラズマアークまたはY字状プラズマアークを
超微粒子の原料となる原料体にあて、前記原料体を気化
させて、蒸発ガスを発生させ、該蒸発ガスに反応・冷却
ガスを吹き付けて、前記蒸発ガスと前記反応・冷却ガス
とを反応およびまたは冷却させて超微粒子を形成する方
法である。
According to a fourth aspect of the present invention, in the method for producing ultrafine particles, the electrodes of the two transition type plasma torches are energized by a DC power supply while blowing a working gas to thereby form a V-shaped plasma arc or a Y-shaped plasma arc. The V-shaped plasma arc or the Y-shaped plasma arc is applied to a raw material as a raw material of ultrafine particles, and the raw material is vaporized to generate an evaporative gas. Is sprayed to react and / or cool the evaporative gas and the reaction / cooling gas to form ultrafine particles.

【0012】また、請求項5に係る超微粒子の製造方法
は、作用ガスを吹き出しながら、電極間を電気的に短絡
させる短絡体に近接した2つの移行型プラズマトーチの
電極を通電して、前記電極と前記短絡体との間にパイロ
ットアークを発生させ、前記短絡体と前記電極との距離
を広げ、前記パイロットアークを成長させて、V字状プ
ラズマアークまたはY字状プラズマアークを形成させ、
該V字状プラズマアークまたはY字状プラズマアーク
を、超微粒子の原料となる原料体にあて、前記原料体を
気化させて、蒸発ガスを発生させ、該蒸発ガスに反応・
冷却ガスを吹き付けて、前記蒸発ガスと前記反応・冷却
ガスとを反応およびまたは冷却させて超微粒子を形成す
る方法である。
According to a fifth aspect of the present invention, in the method for producing ultrafine particles, the electrodes of two transfer-type plasma torches close to a short-circuit body for electrically short-circuiting the electrodes are energized while blowing a working gas. A pilot arc is generated between an electrode and the short-circuit body, a distance between the short-circuit body and the electrode is increased, and the pilot arc is grown to form a V-shaped plasma arc or a Y-shaped plasma arc.
The V-shaped plasma arc or the Y-shaped plasma arc is applied to a raw material as a raw material of the ultrafine particles, and the raw material is vaporized to generate an evaporative gas.
A method of spraying a cooling gas to react and / or cool the evaporating gas and the reaction / cooling gas to form ultrafine particles.

【0013】また、請求項6に係る超微粒子の製造方法
は、作用ガスを吹き出しながら、電極間を電気的に短絡
させる短絡体に接触した2つの移行型プラズマトーチの
電極を通電して、前記電極と前記短絡体とを離してパイ
ロットアークを発生させ、前記短絡体と前記電極との距
離を広げ、前記パイロットアークを成長させて、V字状
プラズマアークまたはY字状プラズマアークを形成さ
せ、該V字状プラズマアークまたはY字状プラズマアー
クを、超微粒子の原料となる原料体にあて、前記原料体
を気化させて、蒸発ガスを発生させ、該蒸発ガスに反応
・冷却ガスを吹き付けて、前記蒸発ガスと前記反応・冷
却ガスとを反応およびまたは冷却させて超微粒子を形成
する方法である。
In the method for producing ultrafine particles according to a sixth aspect of the present invention, the two transfer-type plasma torch electrodes which are in contact with the short-circuit body for electrically short-circuiting the electrodes are energized while blowing the working gas. A pilot arc is generated by separating the electrode and the short-circuit body, a distance between the short-circuit body and the electrode is widened, and the pilot arc is grown to form a V-shaped plasma arc or a Y-shaped plasma arc. The V-shaped plasma arc or the Y-shaped plasma arc is applied to a raw material as a raw material of ultrafine particles, the raw material is vaporized to generate an evaporative gas, and a reaction / cooling gas is sprayed on the evaporative gas. And reacting and / or cooling the vaporized gas with the reaction / cooling gas to form ultrafine particles.

【0014】請求項7に係る超微粒子の製造方法は、作
用ガスを吹き出しながら、電極同士が近接した2つの移
行型プラズマトーチの電極を通電して、パイロットアー
クを発生させ、前記2つの移行型プラズマトーチの少な
くともいずれか一方を移動させ、前記パイロットアーク
を成長させて、V字状プラズマアークまたはY字状プラ
ズマアークを形成させ、該V字状プラズマアークまたは
Y字状プラズマアークを、超微粒子の原料となる原料体
にあて、前記原料体を気化させて、蒸発ガスを発生さ
せ、該蒸発ガスに反応・冷却ガスを吹き付けて、前記蒸
発ガスと前記反応・冷却ガスとを反応およびまたは冷却
させて超微粒子を形成する方法である。本発明の超微粒
子の製造方法では、前記電極の間に直流電圧と高周波交
流電圧とを印加し重畳させて、パイロットアークを発生
させることが好ましい。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a method for producing ultrafine particles, wherein a pilot arc is generated by energizing electrodes of two transition type plasma torches whose electrodes are close to each other while blowing a working gas. By moving at least one of the plasma torches and growing the pilot arc, a V-shaped plasma arc or a Y-shaped plasma arc is formed. The raw material body is vaporized, the raw material body is vaporized to generate an evaporative gas, and a reaction / cooling gas is sprayed on the evaporative gas to react and / or cool the evaporative gas with the reaction / cooling gas. This is a method of forming ultrafine particles. In the method for producing ultrafine particles of the present invention, it is preferable that a DC voltage and a high-frequency AC voltage are applied between the electrodes and superimposed to generate a pilot arc.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】本発明の超微粒子製造装置の一例
を図1および図2に示す。この超微粒子製造装置は、外
部の雰囲気を遮断するチャンバ1と、移行型プラズマト
ーチ4および電流電源5を有するプラズマアーク発生手
段6aと、移行型プラズマトーチ4に供給する作用ガス
が充填された作用ガスタンク7と、反応・冷却ガスタン
ク8に充填された反応・冷却ガスを原料体3が蒸発して
発生した蒸発ガスに吹き付ける反応・冷却ガス吹き付け
ノズル9と、チャンバ1と連設し、原料体3が蒸発した
蒸発ガスを膨張させて冷却し、かつ蒸発ガスと生成した
超微粒子を分離する蒸発ガス冷却タンク10とを有する
ものである。この装置において、移行型プラズマトーチ
4は、発生したプラズマアークの軸方向が、原料体3の
蒸発面に対して斜め方向に配置される。また、反応・冷
却ガス吹き付けノズル9は、プラズマトーチ4との間に
原料体3が配置されるように設けられる。
1 and 2 show an example of an ultrafine particle producing apparatus according to the present invention. This apparatus for producing ultrafine particles includes a chamber 1 for shutting off an external atmosphere, a plasma arc generating means 6a having a transition type plasma torch 4 and a current power supply 5, and an operation filled with an operation gas supplied to the transition type plasma torch 4. A gas tank 7, a reaction / cooling gas spray nozzle 9 for spraying the reaction / cooling gas filled in the reaction / cooling gas tank 8 onto an evaporative gas generated by evaporating the raw material body 3, and a raw material body 3 connected to the chamber 1. And an evaporative gas cooling tank 10 for expanding and cooling the evaporative gas that has evaporated and separating the evaporative gas and the generated ultrafine particles. In this apparatus, the transfer type plasma torch 4 is arranged such that the axial direction of the generated plasma arc is oblique to the evaporation surface of the raw material body 3. The reaction / cooling gas spray nozzle 9 is provided so that the raw material body 3 is disposed between the nozzle body 9 and the plasma torch 4.

【0016】さらに、原料体3をチャンバ1の外から保
持し、原料体3を送り出す原料体保持・送り出し装置1
2と、原料体3が蒸発している位置を検出し、その情報
を解析し、信号を原料体保持・送り出し装置12に出力
して原料体3の送り出し速度を決定する蒸発面位置検出
装置13とを有している。ここで、反応・冷却ガスと
は、原料体3が蒸発し、発生した蒸発ガスと反応する反
応ガス、およびまたは、蒸発ガスを冷却させる冷却ガス
のことをいう。例えば、金属酸化物超微粒子や金属窒化
物超微粒子を形成させる場合に、反応・冷却ガスとして
用いられる酸素や窒素は反応・冷却ガスとなり、金属超
微粒子を形成させる場合に、反応・冷却ガスとして用い
られる不活性ガスは冷却ガスとなる。このような反応・
冷却ガスは、酸素、窒素、ヘリウム、空気またはこれら
の混合物が好ましく用いられる。また、反応・冷却ガス
の流量、反応・冷却ガス吹き付けノズル9の位置によっ
て超微粒子の粒径および粒径分布をコントロールするこ
とができる。
Further, a raw material holding / sending device 1 which holds the raw material 3 from outside the chamber 1 and sends out the raw material 3
2, a position where the raw material 3 is evaporated, the information is analyzed, and a signal is output to the raw material holding / delivery device 12 to determine a feed speed of the raw material 3. And Here, the reaction / cooling gas refers to a reaction gas that evaporates the raw material body 3 and reacts with the generated evaporative gas, and / or a cooling gas that cools the evaporative gas. For example, when forming metal oxide ultrafine particles or metal nitride ultrafine particles, oxygen or nitrogen used as a reaction / cooling gas becomes a reaction / cooling gas, and when forming metal ultrafine particles, it becomes a reaction / cooling gas. The inert gas used is a cooling gas. Such a reaction
As the cooling gas, oxygen, nitrogen, helium, air or a mixture thereof is preferably used. Further, the particle size and particle size distribution of the ultrafine particles can be controlled by the flow rate of the reaction / cooling gas and the position of the reaction / cooling gas spray nozzle 9.

【0017】本実施形態におけるプラズマアーク発生手
段6aは、アルゴン、窒素、水素およびこれらの混合物
である作用ガスを吹き出す作用ガス吹き出しノズル2a
およびプラズマアークを発生させるための電極22を有
する移行型プラズマトーチ4aと、作用ガス吹き出しノ
ズル2bおよび電極23を有する移行型プラズマトーチ
4bと、電極22,23を接続する回路21に設けられ
た電流電源5と、電極22,23間を電気的に短絡させ
る短絡体24と、短絡体24を移動させる短絡体移動手
段25とを具備している。また、2つの移行型プラズマ
トーチ4a,4bは、短絡体24に近接してないときに
は、先端から発生するプラズマアークが接触するように
設置されている。また、移行型プラズマトーチ4a,4
bは、先端がノズル状の形状を有していることが好まし
い。
The plasma arc generating means 6a in the present embodiment is a working gas blowing nozzle 2a for blowing working gas which is argon, nitrogen, hydrogen or a mixture thereof.
And a transfer type plasma torch 4a having an electrode 22 for generating a plasma arc, a transfer type plasma torch 4b having a working gas blowing nozzle 2b and an electrode 23, and a current provided in a circuit 21 connecting the electrodes 22 and 23. The power supply 5 includes a short-circuiting body 24 for electrically short-circuiting the electrodes 22 and 23, and a short-circuit moving means 25 for moving the short-circuiting body 24. The two transfer-type plasma torches 4a and 4b are installed so that a plasma arc generated from the tip comes into contact when not in proximity to the short-circuit body 24. Further, the transfer type plasma torches 4a, 4
It is preferable that b has a nozzle-like tip.

【0018】また、原料体3の形状は、丸棒状、角棒状
のものを用いることができる。丸棒の場合、その直径は
20〜100mmであることが好ましい。このような棒
状の原料体3を入手して使用してもよいし、粒状、粉状
の原料に樹脂バインダを混合し、棒状の原料体3を作製
して使用してもよい。樹脂バインダの混合比は、原料体
全体の10〜50重量%であることが好ましい。これら
樹脂バインダを酸素存在下でプラズマアークによって燃
焼させると、二酸化炭素および水となるので、超微粒子
およびその製造には影響を与えることはない。また、原
料体には紛状、粒状、塊状のものも用いることもでき
る。その場合には、原料体を蒸発用るつぼに充填するこ
とが好ましく、また、原料体保持・送り出し装置12は
使用しない。
The shape of the raw material body 3 may be a round bar or a square bar. In the case of a round bar, its diameter is preferably 20 to 100 mm. Such a rod-shaped raw material 3 may be obtained and used, or a rod-shaped raw material 3 may be prepared by mixing a granular or powdery raw material with a resin binder. The mixing ratio of the resin binder is preferably 10 to 50% by weight of the whole raw material body. When these resin binders are burned by a plasma arc in the presence of oxygen, they become carbon dioxide and water, and do not affect the ultrafine particles and the production thereof. In addition, powdered, granular, or lump-shaped raw materials can also be used. In that case, it is preferable to fill the raw material into a crucible for evaporation, and the raw material holding / delivery device 12 is not used.

【0019】電流電源5は、直流電源と、交流電源を有
する高周波アーク発生手段(図示せず)とを具備し、直
流電圧に高周波交流電圧が重畳できることが好ましい。
このような電流電源5により、電極22と電極23との
間に、直流電圧と高周波交流電圧とを印加し重畳させ、
高周波アークを誘導させて、電極22と短絡体24、お
よび、電極23と短絡体24との間にパイロットアーク
A,Bを発生させることができる。このようにパイロッ
トアークを発生させる具体例について説明する。作用ガ
スを作用ガス吹き出しノズル2a,2bから移行型プラ
ズマトーチ4a,4b内に吹き出し、さらに移行型プラ
ズマトーチ4a,4bから作用ガスを流出させながら、
電極22と電極23とを電流電源5によって直流電圧を
印加し、通電する。この直流電圧に高周波アーク発生手
段によって高周波交流電圧を重畳して、高周波アークを
発生させる。そして、高周波アークの誘導により電極2
2と短絡体24、および、電極23と短絡体24との間
にパイロットアークA,Bを発生させる。その後、高周
波アーク発生手段による高周波交流電圧の重畳を止め
て、高周波アークの発生を停止させる。
The current power supply 5 preferably includes a DC power supply and high-frequency arc generating means (not shown) having an AC power supply, and is preferably capable of superimposing a high-frequency AC voltage on the DC voltage.
With such a current power supply 5, a DC voltage and a high-frequency AC voltage are applied and superimposed between the electrode 22 and the electrode 23,
By inducing a high-frequency arc, pilot arcs A and B can be generated between the electrode 22 and the short circuit 24 and between the electrode 23 and the short circuit 24. A specific example of generating a pilot arc in this manner will be described. The working gas is blown out from the working gas blowing nozzles 2a, 2b into the transfer type plasma torches 4a, 4b, and while the working gas is caused to flow out from the transfer type plasma torches 4a, 4b,
A DC voltage is applied to the electrodes 22 and 23 by the current power supply 5 to conduct electricity. A high-frequency AC voltage is superimposed on the DC voltage by high-frequency arc generating means to generate a high-frequency arc. Then, the electrode 2 is induced by induction of a high-frequency arc.
Pilot arcs A and B are generated between the short circuit 2 and the short circuit 24 and between the electrode 23 and the short circuit 24. Thereafter, the superposition of the high-frequency AC voltage by the high-frequency arc generating means is stopped, and the generation of the high-frequency arc is stopped.

【0020】電極22,23は非消費性である。例え
ば、タングステンを主成分とした材料などが用いられ
る。短絡体24は、電気伝導性を有し、電極22,23
と近接できる形状であれば制限されないが、タングステ
ン、銅などの金属または炭素材料などが用いられたもの
が好ましい。また、水冷却ジャケットなどの冷却手段を
有していることが好ましい。また、短絡体24および短
絡体移動手段25には、パイロットアークを発生させる
のに必要な電圧を予め入力し、その入力電圧に基づいて
短絡体移動手段25が移動し、移行型プラズマトーチ4
a,4bと短絡体24との距離を自動調節する機能を有
していることが好ましい。
The electrodes 22, 23 are non-consumable. For example, a material mainly containing tungsten is used. The short-circuit body 24 has electrical conductivity, and the electrodes 22 and 23
The shape is not limited as long as it is close to the shape, but a metal or carbon material such as tungsten or copper is preferably used. Further, it is preferable to have a cooling means such as a water cooling jacket. Further, a voltage required for generating a pilot arc is previously input to the short-circuiting body 24 and the short-circuiting body moving means 25, and the short-circuiting body moving means 25 moves based on the input voltage.
It is preferable to have a function of automatically adjusting the distance between a, 4b and the short-circuit body 24.

【0021】蒸発面位置検出装置13は、原料体の蒸発
面の位置を検出し、プラズマアーク端と原料体表面との
距離を一定に保つためのものである。上述した一例で
は、蒸発面位置検出装置13は、CCDカメラを具備し
ており、CCDカメラから入力した蒸発面の画像を画像
処理システムにより解析し、信号を原料体保持・送り出
し装置12に出力し、その信号に応じて原料体保持・送
り出し装置12を作動させるものである。コレクタ11
は、超微粒子と気体とを分離することができれば特に制
限されず、例えば、フィルタなどが挙げられる。
The evaporating surface position detecting device 13 detects the position of the evaporating surface of the raw material, and keeps the distance between the plasma arc end and the surface of the raw material constant. In the above-described example, the evaporating surface position detecting device 13 includes a CCD camera, analyzes an image of the evaporating surface input from the CCD camera by an image processing system, and outputs a signal to the raw material body holding / delivery device 12. The material holding / sending device 12 is operated according to the signal. Collector 11
Is not particularly limited as long as it can separate the ultrafine particles and the gas, and examples thereof include a filter.

【0022】上述した第一の実施形態における超微粒子
の製造装置にあっては、プラズマアーク発生手段6a
が、作用ガス吹き出しノズル2aと電極22を有する移
行型プラズマトーチ4aと、作用ガス吹き出しノズル2
bと電極23を有する移行型プラズマトーチ4bと、電
極22,23間を接続する回路21に設けられた電流電
源5と、電極22,23間を電気的に短絡させる短絡体
24とを具備しており、移行型プラズマトーチ4a,4
bは、先端から発生するプラズマアークが互いに接触す
るように設置されている。そのため、作用ガス吹き出し
ノズル8から作用ガスを吹き出しながら、短絡体24と
近接した電極22,23を電流電源5によって通電し、
高周波アークを誘導させることにより、図3に示すよう
に、電極22と短絡体24、および、電極23と短絡体
24との間にパイロットアークA,Bを発生させること
ができる。
In the apparatus for producing ultrafine particles according to the first embodiment, the plasma arc generating means 6a
Is a transfer type plasma torch 4a having a working gas blowing nozzle 2a and an electrode 22;
and a transfer type plasma torch 4b having an electrode 23 and a current source 5 provided in a circuit 21 connecting the electrodes 22 and 23, and a short-circuiting body 24 for electrically short-circuiting the electrodes 22 and 23. And the transfer type plasma torch 4a, 4
b is installed so that the plasma arcs generated from the tips come into contact with each other. Therefore, while blowing the working gas from the working gas blowing nozzle 8, the electrodes 22 and 23 adjacent to the short-circuit body 24 are energized by the current power supply 5,
By inducing the high-frequency arc, pilot arcs A and B can be generated between the electrode 22 and the short circuit 24 and between the electrode 23 and the short circuit 24, as shown in FIG.

【0023】また、短絡体24を移動させる短絡体移動
手段25を具備しているので、パイロットアークA,B
が発生した後、短絡体移動手段25によって、短絡体2
4と電極22,23との距離を広げ、パイロットアーク
A,Bを成長させて、電極22と電極23との間で電子
が移動するV字状プラズマアークCを形成させることが
できる。また、プラズマガス流によっては、Y字状プラ
ズマアークが形成する。また、短絡体24と接触した電
極22,23を電流電源5によって通電し、短絡体24
を短絡体移動手段25によって、電極22,23から離
して、パイロットアークA,Bを発生させ、そのまま短
絡体24を移動させて、パイロットアークA,Bを成長
させて、V字状プラズマアークCを形成させてもよい。
Further, since the short-circuit moving means 25 for moving the short-circuit 24 is provided, the pilot arcs A, B
Is generated, the short-circuit moving means 25 causes the short-circuit 2
By expanding the distance between the electrode 4 and the electrodes 22 and 23 and growing the pilot arcs A and B, a V-shaped plasma arc C in which electrons move between the electrodes 22 and 23 can be formed. Further, depending on the plasma gas flow, a Y-shaped plasma arc is formed. Further, the electrodes 22, 23 in contact with the short-circuit body 24 are energized by the current power supply 5 to
Are separated from the electrodes 22 and 23 by the short-circuit moving means 25 to generate pilot arcs A and B, and the short-circuit 24 is moved as it is to grow the pilot arcs A and B, thereby forming the V-shaped plasma arc C. May be formed.

【0024】このようなV字状プラズマアークCは、そ
の中間点をプラズマトーチ間の中間電位を有する仮想電
極点と見なすことができる。そのため、原料体3に電子
を移行させる必要がなく、原料体3には、金属などの導
電性材料に限らず、金属酸化物などの非導電性材料を用
いることができる。したがって、原料体が非導電性の場
合に、従来行っていたような、炭素材料などの導電性物
質の混合の必要がなくなり、原料コストを低減できる。
また、炭素材料の燃焼に費やされていたエネルギーも削
減することができる。また、炭素材料などに含まれる不
純物の混入をなくすことができる。また、原料体として
の制約が削減され、広範囲に原料を選択することができ
る。
The intermediate point of such a V-shaped plasma arc C can be regarded as a virtual electrode point having an intermediate potential between the plasma torches. Therefore, there is no need to transfer electrons to the raw material 3, and the raw material 3 is not limited to a conductive material such as a metal, and may be a nonconductive material such as a metal oxide. Therefore, when the raw material is non-conductive, there is no need to mix a conductive substance such as a carbon material, which has been conventionally performed, and the raw material cost can be reduced.
Further, the energy used for burning the carbon material can be reduced. In addition, contamination of impurities contained in a carbon material or the like can be eliminated. In addition, restrictions as a raw material are reduced, and a wide range of raw materials can be selected.

【0025】また、原料体3に電気を流す必要がないの
で、原料体3の溶融、酸化崩壊を起こすことがない。ま
た、原料体保持・送り出し装置12に通電が不要とな
り、設備の構造が簡素化され、信頼性が向上する。ま
た、原料体保持・送り出し装置12に消耗品である保持
電極を設ける必要がなくなり、その費用を削減すること
ができる。また、電気の漏電も防ぐことができる。ま
た、非消費性の電極であるため、電気的変動が少なく、
原料体3の送り出しの自動化が容易である。
Further, since it is not necessary to supply electricity to the raw material body 3, the raw material body 3 does not melt or undergo oxidative collapse. In addition, power supply to the raw material holding / delivery device 12 is not required, and the structure of the equipment is simplified, and the reliability is improved. Further, it is not necessary to provide a holding electrode, which is a consumable product, in the raw material body holding / sending device 12, and the cost can be reduced. In addition, leakage of electricity can be prevented. In addition, because it is a non-consumable electrode, there is little electrical fluctuation,
It is easy to automate the feeding of the raw material body 3.

【0026】また、上述したプラズマアーク発生手段6
aでは、パイロットアークA,Bが接触した後、V字状
プラズマアークCが形成されるので、V字先端付近はプ
ラズマ濃度が高くなり、周囲よりも温度が高いアーク高
温部Hを形成することができる。これらのことより、ア
ーク高温部Hは、長さが長く、断面積も大きいので、原
料体3の蒸発量を多くすることができる。その結果、超
微粒子の生産性が向上する。また、プラズマアークの最
適位置で原料体3を蒸発させることができるだけでな
く、蒸発位置の位置設定の自由度が大きいので、超微粒
子の粒径をコントロールしやすい。また、蒸発面に酸化
物が付着しても、蒸発面が広いために、導電不良になる
ことがなく、製造を一旦停止して、堆積物を除去するな
どの作業が不要となる。また、出力効率が優れているた
め、超微粒子製造に必要な消費電力を大幅に小さくする
ことができる。
The above-described plasma arc generating means 6
In (a), a V-shaped plasma arc C is formed after the pilot arcs A and B come into contact with each other, so that the plasma concentration becomes high near the V-shaped tip and an arc high-temperature portion H having a higher temperature than the surroundings is formed. Can be. From these facts, since the arc high-temperature portion H has a long length and a large cross-sectional area, the amount of evaporation of the raw material 3 can be increased. As a result, the productivity of the ultrafine particles is improved. Further, not only can the raw material 3 be evaporated at the optimum position of the plasma arc, but also the degree of freedom in setting the position of the evaporation position is large, so that the particle size of the ultrafine particles can be easily controlled. In addition, even if the oxide adheres to the evaporating surface, since the evaporating surface is wide, the conduction does not become poor, and the operation of temporarily stopping the production and removing the deposit is not required. Further, since the output efficiency is excellent, the power consumption required for the production of ultrafine particles can be significantly reduced.

【0027】また、上述した第一の実施形態における超
微粒子の製造装置にあっては、反応・冷却ガス吹き付け
ノズル9を有するので、蒸発ガスに反応・冷却ガスを吹
き付けて、反応・冷却ガスが酸素や窒素の場合には、金
属酸化物超微粒子や金属窒化物超微粒子を形成させるこ
とができ、反応・冷却ガスが不活性ガスの場合には、金
属超微粒子を製造することができる。また、その生産性
もさらに向上する。このようにして形成された超微粒子
を含む蒸発ガス流は、チャンバ1と連設している蒸発ガ
ス冷却タンク10に移動し、さらに冷却される。蒸発ガ
ス冷却タンク10に入った超微粒子は、コレクタ11に
より蒸発ガスと分離され、蒸発ガス冷却タンク10下部
へと落下する。そして、蒸発ガス冷却タンク10下部か
ら抜き出して回収される。
The apparatus for producing ultra-fine particles according to the first embodiment has the reaction / cooling gas spray nozzle 9, so that the reaction / cooling gas is blown to the evaporative gas so that the reaction / cooling gas is blown. In the case of oxygen or nitrogen, ultrafine metal oxide particles or ultrafine metal nitride particles can be formed, and when the reaction / cooling gas is an inert gas, ultrafine metal particles can be produced. Further, the productivity is further improved. The evaporative gas flow containing the ultrafine particles thus formed moves to the evaporative gas cooling tank 10 connected to the chamber 1 and is further cooled. The ultrafine particles entering the evaporative gas cooling tank 10 are separated from the evaporative gas by the collector 11 and fall to the lower part of the evaporative gas cooling tank 10. Then, it is extracted from the lower part of the evaporative gas cooling tank 10 and collected.

【0028】また、上述した超微粒子の製造装置おいて
は、電流電源5が、直流電源と、交流電源を有する高周
波アーク発生手段とを具備し、直流電圧に高周波交流電
圧が重畳することにより、パイロットアークの発生をよ
り容易にすることができる。その結果として、V字状プ
ラズマアークCのアーク高温部Hを発生させることがさ
らに容易となる。また、移行型プラズマトーチ4a,4
bは、先端がノズル状の形状を有していることにより、
プラズマアーク中のプラズマ濃度をより高くすることが
でき、より高温にすることができる。
Further, in the above-described apparatus for producing ultrafine particles, the current power supply 5 includes a DC power supply and a high-frequency arc generating means having an AC power supply. The pilot arc can be more easily generated. As a result, it becomes easier to generate the high-temperature portion H of the V-shaped plasma arc C. Further, the transfer type plasma torches 4a, 4
b is that the tip has a nozzle-like shape,
The plasma concentration in the plasma arc can be higher and the temperature can be higher.

【0029】なお、本実施形態の超微粒子の製造装置
は、上述した実施形態に限定されるものではない。例え
ば、上述した実施形態では、短絡体移動手段25を設け
て、短絡体24を移動させ、電極22,23と短絡体2
4との距離を広げたが、プラズマトーチ移動手段により
2つの移行型プラズマトーチ4a,4bの少なくともい
ずれか一方を移動させ、電極22,23と短絡体24と
の距離を広げてもよいし、短絡体移動手段25およびプ
ラズマトーチ移動手段の両方を用いて、電極22,23
と短絡体24との距離を広げてもよい。また、原料体保
持・送り出し装置12は、図示例ではチャンバ1の下に
設けられているが、チャンバ1の横に設けて、原料体を
保持し、横方向に送り出すようにしてもよい。また、原
料体が粉体、粒状、塊状の場合には、原料体保持・送り
出し装置12は使用できないので、その代わりに蒸発用
るつぼを用いることができる。
The apparatus for producing ultrafine particles according to this embodiment is not limited to the above embodiment. For example, in the above-described embodiment, the short-circuit moving means 25 is provided to move the short-circuit 24, and the electrodes 22, 23 and the short-circuit 2
4, the distance between the electrodes 22, 23 and the short-circuiting body 24 may be increased by moving at least one of the two transition type plasma torches 4a, 4b by the plasma torch moving means. Using both the short-circuit body moving means 25 and the plasma torch moving means, the electrodes 22, 23 are used.
The distance between the short-circuit body 24 and the short-circuit body 24 may be increased. Further, the raw material holding / sending device 12 is provided below the chamber 1 in the illustrated example, but may be provided beside the chamber 1 to hold the raw material and send it out in the lateral direction. In addition, when the raw material is powder, granular, or massive, the raw material holding / sending device 12 cannot be used, and therefore, a crucible for evaporation can be used instead.

【0030】次に、本発明の第二の実施形態である超微
粒子の製造装置について図4および図5を参照しながら
説明する。この超微粒子製造装置は、プラズマアーク発
生手段6b以外は上述した第一の実施形態の超微粒子製
造装置と同様のものであり、チャンバ1と、作用ガスタ
ンク7と、反応・冷却ガスタンク8と、反応・冷却ガス
吹き付けノズル9と、蒸発ガス冷却タンク10と、コレ
クタ11と、原料体保持・送り出し装置12と、蒸発面
位置検出装置13とを有するものである。
Next, an apparatus for producing ultrafine particles according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. This ultrafine particle production apparatus is the same as the ultrafine particle production apparatus of the first embodiment described above except for the plasma arc generating means 6b, and includes a chamber 1, a working gas tank 7, a reaction / cooling gas tank 8, It has a cooling gas spray nozzle 9, an evaporative gas cooling tank 10, a collector 11, a raw material holding / sending device 12, and an evaporating surface position detecting device 13.

【0031】本実施形態におけるプラズマアーク発生手
段6bは、作用ガスを吹き出す作用ガス吹き出しノズル
2aおよびプラズマアークを発生させるための電極22
を有する移行型プラズマトーチ4aと、作用ガス吹き出
しノズル2bおよび電極23を有する移行型プラズマト
ーチ4bと、電極22,23を接続する回路21に設け
られた電流電源5と、2つの移行型プラズマトーチ4
a,4bの少なくともいずれか一方を移動させるプラズ
マトーチ移動手段26とを具備している。また、移行型
プラズマトーチ4a,4bは、先端から発生するプラズ
マアークが接触するように設置されている。また、移行
型プラズマトーチ4a,4bは、先端がノズル状の形状
を有していることが好ましい。
The plasma arc generating means 6b in this embodiment comprises a working gas blowing nozzle 2a for blowing a working gas and an electrode 22 for generating a plasma arc.
, A transfer type plasma torch 4b having a working gas blowing nozzle 2b and an electrode 23, a current power supply 5 provided in a circuit 21 connecting the electrodes 22, 23, and two transfer type plasma torches. 4
a torch moving means 26 for moving at least one of a and 4b. In addition, the transfer type plasma torches 4a and 4b are installed so that plasma arcs generated from the tips come into contact with each other. Further, it is preferable that the transition type plasma torches 4a and 4b have a nozzle-shaped tip.

【0032】プラズマトーチ移動手段26は、図示例で
は2つの移行型プラズマトーチ4a,4bの両方に設け
られているが、本発明ではこれに限定されず、少なくと
もいずれか一方の移行型プラズマトーチに設けられてい
ればよい。その移動方法については、最終的にV字状プ
ラズマアークを形成することができれば、特に制限され
ない。また、移動時に移行型プラズマトーチ先端が向き
合った状態となることは、電極22,23が溶融、破損
する可能性があるので、好ましくない。
Although the plasma torch moving means 26 is provided in both of the two transition type plasma torches 4a and 4b in the illustrated example, the present invention is not limited to this, and at least one of the transition type plasma torches is used. What is necessary is just to be provided. The moving method is not particularly limited as long as a V-shaped plasma arc can be finally formed. In addition, it is not preferable that the tips of the transfer-type plasma torch face each other during the movement because the electrodes 22 and 23 may be melted or damaged.

【0033】電流電源5は、直流電源と、交流電源を有
する高周波アーク発生手段(図示せず)とを具備し、直
流電圧に高周波交流電圧が重畳できることが好ましい。
このような電流電源5により、電極22と電極23との
間に、直流電圧と高周波交流電圧とを印加し重畳させ、
高周波アークを誘導させて、電極22と短絡体24、お
よび、電極23と短絡体24との間にパイロットアーク
A,Bを発生させることができる。このようにパイロッ
トアークを発生させる具体例について説明する。作用ガ
スを作用ガス吹き出しノズル2a,2bから移行型プラ
ズマトーチ4a,4b内に吹き出し、さらに移行型プラ
ズマトーチ4a,4bから作用ガスを流出させながら、
電極22と電極23とを電流電源5によって直流電圧を
印加し、通電する。この直流電圧に高周波アーク発生手
段によって高周波交流電圧を重畳して、高周波アークを
発生させる。そして、高周波アークの誘導により電極2
2と電極23との間にパイロットアークを発生させる。
その後、高周波アーク発生手段による高周波交流電圧の
重畳を止めて、高周波アークの発生を停止させる。
The current power supply 5 preferably includes a DC power supply and a high-frequency arc generating means (not shown) having an AC power supply, and is preferably capable of superimposing a high-frequency AC voltage on the DC voltage.
With such a current power supply 5, a DC voltage and a high-frequency AC voltage are applied and superimposed between the electrode 22 and the electrode 23,
By inducing a high-frequency arc, pilot arcs A and B can be generated between the electrode 22 and the short circuit 24 and between the electrode 23 and the short circuit 24. A specific example of generating a pilot arc in this manner will be described. The working gas is blown out from the working gas blowing nozzles 2a, 2b into the transfer type plasma torches 4a, 4b, and while the working gas is caused to flow out from the transfer type plasma torches 4a, 4b,
A DC voltage is applied to the electrodes 22 and 23 by the current power supply 5 to conduct electricity. A high-frequency AC voltage is superimposed on the DC voltage by high-frequency arc generating means to generate a high-frequency arc. Then, the electrode 2 is induced by induction of a high-frequency arc.
A pilot arc is generated between electrode 2 and electrode 23.
Thereafter, the superposition of the high-frequency AC voltage by the high-frequency arc generating means is stopped, and the generation of the high-frequency arc is stopped.

【0034】上述した第二の実施形態における超微粒子
の製造装置にあっては、プラズマアーク発生手段6b
が、作用ガス吹き出しノズル2aおよび電極22を有す
る移行型プラズマトーチ4aと、作用ガス吹き出しノズ
ル2bおよび電極23を有する移行型プラズマトーチ4
bと、電極22,23を接続する回路21に設けられた
電流電源5と、2つの移行型プラズマトーチ4a,4b
の少なくともいずれか一方を移動させるプラズマトーチ
移動手段26とを具備しており、移行型プラズマトーチ
4a,4bは、先端から発生するプラズマアークが接触
するように設置されている。そのため、作用ガスを吹き
出しながら、電極22,23同士が近接した電極22,
23を通電することにより、電極22,23間にパイロ
ットアークを発生させることができる。
In the apparatus for producing ultrafine particles according to the second embodiment, the plasma arc generating means 6b
Is a transition type plasma torch 4a having a working gas blowing nozzle 2a and an electrode 22, and a transition type plasma torch 4 having a working gas blowing nozzle 2b and an electrode 23.
b, a current power supply 5 provided in a circuit 21 connecting the electrodes 22 and 23, and two transfer-type plasma torches 4a and 4b.
And the plasma torch moving means 26 for moving at least one of them, and the transfer type plasma torches 4a and 4b are installed so that the plasma arc generated from the tip comes into contact therewith. Therefore, while blowing the working gas, the electrodes 22 and 23 are close to each other.
By energizing 23, a pilot arc can be generated between the electrodes 22 and 23.

【0035】また、移行型プラズマトーチ4a,4bを
移動させるプラズマトーチ移動手段26を具備している
ので、パイロットアークが発生した後、プラズマトーチ
4a,4bをプラズマトーチ移動手段26によって移動
させ、パイロットアークを成長させて、電極22と電極
23との間で電子が移動するV字状プラズマアークCを
形成させることができる。また、プラズマガス流によっ
てはY字状プラズマアークが形成する場合もある。
Since the plasma torch moving means 26 for moving the transfer type plasma torches 4a and 4b is provided, the plasma torches 4a and 4b are moved by the plasma torch moving means 26 after a pilot arc is generated. By growing the arc, a V-shaped plasma arc C in which electrons move between the electrode 22 and the electrode 23 can be formed. Also, a Y-shaped plasma arc may be formed depending on the plasma gas flow.

【0036】このようなV字状プラズマアークCは、そ
の中間点をプラズマトーチ間の中間電位を有する仮想電
極点と見なすことができる。そのため、原料体3に電子
を移行させる必要がなく、原料体3には、金属などの導
電性材料に限らず、金属酸化物などの非導電性材料を用
いることができる。したがって、原料体が非導電性の場
合に、従来行っていたような、炭素材料などの導電性物
質の混合の必要がなくなり、原料コストを低減できる。
また、炭素材料の燃焼に費やされていたエネルギーも削
減することができる。また、炭素材料などに含まれる不
純物の混入をなくすことができる。また、原料体として
の制約が削減され、広範囲に原料を選択することができ
る。
The intermediate point of such a V-shaped plasma arc C can be regarded as a virtual electrode point having an intermediate potential between the plasma torches. Therefore, there is no need to transfer electrons to the raw material 3, and the raw material 3 is not limited to a conductive material such as a metal, and may be a nonconductive material such as a metal oxide. Therefore, when the raw material is non-conductive, there is no need to mix a conductive substance such as a carbon material, which has been conventionally performed, and the raw material cost can be reduced.
Further, the energy used for burning the carbon material can be reduced. In addition, contamination of impurities contained in a carbon material or the like can be eliminated. In addition, restrictions as a raw material are reduced, and a wide range of raw materials can be selected.

【0037】また、原料体3に電気を流す必要がないの
で、原料体3の溶融、酸化崩壊を起こすことがない。ま
た、原料体保持・送り出し装置12に通電が不要とな
り、設備の構造が簡素化され、信頼性が向上する。ま
た、原料体保持・送り出し装置12に消耗品である保持
電極を設ける必要がなくなり、その費用を削減すること
ができる。また、電気の漏電も防ぐことができる。ま
た、非消費性の電極であるため、電気的変動が少なく、
原料体3の送り出しの自動化が容易である。
Further, since it is not necessary to supply electricity to the raw material body 3, the raw material body 3 does not melt or undergo oxidative collapse. In addition, power supply to the raw material holding / delivery device 12 is not required, and the structure of the equipment is simplified, and the reliability is improved. Further, it is not necessary to provide a holding electrode, which is a consumable product, in the raw material body holding / sending device 12, and the cost can be reduced. In addition, leakage of electricity can be prevented. In addition, because it is a non-consumable electrode, there is little electrical fluctuation,
It is easy to automate the feeding of the raw material body 3.

【0038】また、上述したプラズマアーク発生手段6
bでは、作用ガス吹き出しノズル2,2bから作用ガス
を吹き出しながら、プラズマトーチ移動手段26によっ
て移行型プラズマトーチ4a,4bを移動させ、電極2
2,23間で発生したパイロットアークを成長させて、
V字状プラズマアークCを形成させるので、V字先端付
近はプラズマ濃度が高くなり、周囲よりも温度が高いア
ーク高温部Hを形成することができる。これらのことよ
り、アーク高温部Hは、長さが長く、断面積も大きいの
で、原料体3の蒸発量を多くすることができる。その結
果、超微粒子の生産性が向上する。
The above-described plasma arc generating means 6
b, the transfer type plasma torches 4a and 4b are moved by the plasma torch moving means 26 while blowing the working gas from the working gas blowing nozzles 2 and 2b.
By growing the pilot arc generated between 2, 23,
Since the V-shaped plasma arc C is formed, the plasma concentration increases near the V-shaped tip, and an arc high-temperature portion H having a higher temperature than the surroundings can be formed. From these facts, since the arc high-temperature portion H has a long length and a large cross-sectional area, the amount of evaporation of the raw material 3 can be increased. As a result, the productivity of the ultrafine particles is improved.

【0039】また、アーク高温部Hが大きいため、プラ
ズマアークの最適位置で原料体3を蒸発させることがで
きるだけでなく、蒸発位置の位置設定の自由度が大きい
ので、超微粒子の粒径をコントロールしやすい。また、
蒸発面に酸化物が付着しても、蒸発面が広いために、導
電不良になることがなく、製造を一旦停止して、堆積物
を除去するなどの作業が不要となる。また、出力効率が
優れているため、超微粒子製造に必要な消費電力を大幅
に小さくすることができる。
Further, since the arc high-temperature portion H is large, not only can the raw material 3 be evaporated at the optimum position of the plasma arc, but also the degree of freedom in setting the position of the evaporation position is large, so that the particle size of the ultrafine particles can be controlled. It's easy to do. Also,
Even if the oxide adheres to the evaporating surface, the evaporating surface is wide, so that the conduction does not become poor. Therefore, it is not necessary to temporarily stop the production and remove the deposit. Further, since the output efficiency is excellent, the power consumption required for the production of ultrafine particles can be significantly reduced.

【0040】また、上述した第二の実施形態における超
微粒子の製造装置にあっては、反応・冷却ガス吹き付け
ノズル9を有するので、蒸発ガスに反応・冷却ガスを吹
き付けて、反応・冷却ガスが酸素や窒素の場合には、金
属酸化物超微粒子や金属窒化物超微粒子を形成させるこ
とができ、反応・冷却ガスが不活性ガスの場合には、金
属超微粒子を製造することができる。また、その生産性
もさらに向上する。このようにして形成された超微粒子
を含む蒸発ガス流は、チャンバ1と連設している蒸発ガ
ス冷却タンク10に移動し、さらに冷却される。蒸発ガ
ス冷却タンク10に入った超微粒子は、コレクタ11に
より蒸発ガスと分離され、蒸発ガス冷却タンク10下部
へと落下する。そして、蒸発ガス冷却タンク10下部か
ら抜き出して回収される。
The apparatus for producing ultra-fine particles according to the second embodiment has the reaction / cooling gas spray nozzle 9, so that the reaction / cooling gas is blown to the evaporative gas so that the reaction / cooling gas is blown. In the case of oxygen or nitrogen, ultrafine metal oxide particles or ultrafine metal nitride particles can be formed, and when the reaction / cooling gas is an inert gas, ultrafine metal particles can be produced. Further, the productivity is further improved. The evaporative gas flow containing the ultrafine particles thus formed moves to the evaporative gas cooling tank 10 connected to the chamber 1 and is further cooled. The ultrafine particles entering the evaporative gas cooling tank 10 are separated from the evaporative gas by the collector 11 and fall to the lower part of the evaporative gas cooling tank 10. Then, it is extracted from the lower part of the evaporative gas cooling tank 10 and collected.

【0041】また、上述した超微粒子の製造装置おいて
は、電流電源5が、直流電源と、交流電源を有する高周
波アーク発生手段とを具備し、直流電圧に高周波交流電
圧が重畳することにより、パイロットアークの発生をよ
り容易にすることができる。その結果として、V字状プ
ラズマアークCのアーク高温部Hを発生させることがさ
らに容易となる。また、移行型プラズマトーチ4a,4
bは、先端がノズル状の形状を有していることにより、
プラズマアーク中のプラズマ濃度をより高くすることが
でき、より高温にすることができる。
In the above-described apparatus for producing ultrafine particles, the current power supply 5 includes a DC power supply and a high-frequency arc generating means having an AC power supply, and the high-frequency AC voltage is superimposed on the DC voltage. The pilot arc can be more easily generated. As a result, it becomes easier to generate the high-temperature portion H of the V-shaped plasma arc C. Further, the transfer type plasma torches 4a, 4
b is that the tip has a nozzle-like shape,
The plasma concentration in the plasma arc can be higher and the temperature can be higher.

【0042】また、上述した超微粒子の製造装置おいて
は、電流電源5が、直流電源と、交流電源を有する高周
波アーク発生手段とを具備し、直流電圧に高周波交流電
圧が重畳することにより、パイロットアークの発生をよ
り容易にすることができる。その結果として、V字状プ
ラズマアークCのアーク高温部Hを発生させることがさ
らに容易となる。また、移行型プラズマトーチ4a,4
bは、先端がノズル状の形状を有していることにより、
プラズマアーク中のプラズマ濃度をより高くすることが
でき、より高温にすることができる。
Further, in the above-described apparatus for producing ultrafine particles, the current power supply 5 includes a DC power supply and a high-frequency arc generating means having an AC power supply. The pilot arc can be more easily generated. As a result, it becomes easier to generate the high-temperature portion H of the V-shaped plasma arc C. Further, the transfer type plasma torches 4a, 4
b is that the tip has a nozzle-like shape,
The plasma concentration in the plasma arc can be higher and the temperature can be higher.

【0043】[0043]

【実施例】(実施例1)SiO2 超微粒子の製造方法 本実施例では、図1および図2に示す超微粒子製造装置
を使用した。まず、金属シリコン粗粒(粉砕品、粒度1
mm以下)と樹脂バインダを混合し、直径50mmの丸
棒状に圧縮成型して、金属シリコン粗粒を含む原料体を
作製した。この原料体を原料体保持・送り出し装置12
に取り付けた。次いで、移行型プラズマトーチ4a,4
bの電極22,23に、タングステンが用いられ、丸棒
状の短絡体24を近接させた。そして、作用ガスとして
アルゴンを作用ガス吹き出しノズル2a、2bから移行
型プラズマトーチ4a,4b内に吹き出し、さらに移行
型プラズマトーチ4a,4bから作用ガスを流出させな
がら、電極22と電極23とを直流電圧を印加し通電し
た。次いで、この直流電圧に高周波アーク発生手段によ
って高周波交流電圧を重畳することにより、高周波アー
クを発生させた。そして、高周波アークの誘導により、
電極22と短絡体24、および、電極23と短絡体24
との間にパイロットアークA,Bを発生させた。
EXAMPLES (Example 1) Method for Producing Ultrafine Particles of SiO 2 In this example, the apparatus for producing ultrafine particles shown in FIGS. 1 and 2 was used. First, metal silicon coarse particles (crushed product, particle size 1
mm or less) and a resin binder, and compression-molded into a round bar shape having a diameter of 50 mm to prepare a raw material body containing coarse particles of metallic silicon. The raw material body is held and sent out by the raw material body 12
Attached to. Next, the transfer type plasma torches 4a, 4
Tungsten was used for the electrodes 22 and 23 of b, and a short bar 24 in the shape of a round bar was brought close to the electrodes 22 and 23. Then, argon as a working gas is blown out from the working gas blowing nozzles 2a and 2b into the transfer type plasma torches 4a and 4b, and further, the working gas flows out from the transfer type plasma torches 4a and 4b. A voltage was applied and electricity was supplied. Next, a high-frequency arc was generated by superimposing a high-frequency AC voltage on the DC voltage by high-frequency arc generating means. And, by induction of the high-frequency arc,
Electrode 22 and short circuit 24, and electrode 23 and short circuit 24
And pilot arcs A and B were generated.

【0044】次いで、短絡体移動手段25を用いて、電
極22,23と短絡体24との間を広げて、パイロット
アークA,Bを次第に延長させ、成長させた。そして、
2つのパイロットアークが接触し、電極22と電極23
との間にV字状プラズマアークCが形成した。また、こ
のV字状プラズマアークCのV字先端付近には、アーク
高温部Hが形成した。
Next, the gap between the electrodes 22 and 23 and the short-circuiting body 24 was widened by using the short-circuiting body moving means 25, and the pilot arcs A and B were gradually extended and grown. And
The two pilot arcs come into contact, and the electrodes 22 and 23
A V-shaped plasma arc C was formed between the two. An arc high-temperature portion H was formed near the V-shaped tip of the V-shaped plasma arc C.

【0045】このアーク高温部Hを含むプラズマアーク
を原料体の丸棒の先端部にあてて、原料体を蒸発させ
た。原料体の先端は消費していくが、原料体の蒸発を最
適に持続させるために、蒸発面位置検出装置13を設け
て、プラズマアーク先端と原料体先端との距離を一定に
保った。この蒸発面位置検出装置13は、CCDカメラ
を具備しており、CCDカメラから入力した画像を画像
処理システムにより解析し、信号を原料体保持・送り出
し装置12に出力し、その信号に応じて原料体保持・送
り出し装置12を作動させ、距離を一定に保った。
The plasma arc containing the high-temperature arc portion H was applied to the tip of the round bar of the raw material to evaporate the raw material. Although the tip of the raw material body is consumed, in order to keep the evaporation of the raw material body optimally, the distance between the plasma arc tip and the raw material body tip is kept constant by providing an evaporation surface position detecting device 13. The evaporating surface position detecting device 13 includes a CCD camera, analyzes an image input from the CCD camera by an image processing system, outputs a signal to the raw material body holding / delivery device 12, and outputs the raw material according to the signal. The body holding / delivery device 12 was operated to keep the distance constant.

【0046】原料体から発生したシリコン蒸気は、プラ
ズマアークのガス圧によって、プラズマアークの前方に
流れた。このシリコン蒸気を横切るように、反応・冷却
ガス吹き付けノズル9から酸素ガスを吹き付け、シリコ
ン蒸気を急速に酸化させて、SiO2 超微粒子を形成さ
せた。形成したSiO2 超微粒子および酸化された蒸発
ガスは、蒸発ガス冷却タンク10に移動し、冷却された
後に、コレクタ11によってSiO2 超微粒子と気体と
に分離した。分離したSiO2 超微粒子をコレクタ11
下部に設置された捕集容器に捕集した。
The silicon vapor generated from the raw material flowed forward of the plasma arc due to the gas pressure of the plasma arc. Oxygen gas was blown from the reaction / cooling gas spray nozzle 9 across the silicon vapor to rapidly oxidize the silicon vapor to form SiO 2 ultrafine particles. The formed SiO 2 ultrafine particles and the oxidized evaporative gas were moved to the evaporative gas cooling tank 10, and after being cooled, were separated into SiO 2 ultrafine particles and a gas by the collector 11. The separated SiO 2 ultrafine particles are collected by a collector 11
It collected in the collection container installed in the lower part.

【0047】本実施例では、常時、電流値およびアーク
形状が安定した運転をすることができた上に、原料の歩
留まりは著しく向上した。本実施例の単位時間当たりの
生産性は、従来の移行型法に比べて、2〜10倍程度で
あった。それにもかかわらず、単位時間当たりのガス流
量は生産性に比例して上げる必要はなく、ガス、電気の
コストは大幅に低下した。本実施例の方法では、アーク
高温部の断面を同じ電力量で比較した場合、従来の移行
型法に比べ、本実施例でのアーク高温部は直径で約1.
5倍、断面積で約2倍であった。そのため、原料体断面
で蒸発面積が増したため、エネルギーロスは著しく減少
した。また、本実施例の方法は、超微粒子の純度も向上
し、純度を99.995重量%にすることができた。
In the present embodiment, the current value and the arc shape can always be operated stably, and the yield of the raw material is remarkably improved. The productivity per unit time of the present embodiment was about 2 to 10 times that of the conventional transfer method. Nevertheless, gas flow per unit time did not need to be increased in proportion to productivity, and gas and electricity costs were significantly reduced. In the method of the present embodiment, when the cross section of the high-temperature arc portion is compared with the same electric energy, the high-temperature arc portion of the present embodiment has a diameter of about 1.10 in comparison with the conventional transition type method.
It was 5 times and the cross-sectional area was about 2 times. For this reason, the evaporation area was increased in the cross section of the raw material, and the energy loss was significantly reduced. In addition, the method of this example also improved the purity of the ultrafine particles, and was able to increase the purity to 99.995% by weight.

【0048】(実施例2)シリコン単結晶粉砕品を使っ
た超微粒子の製造方法 まず、シリコン単結晶を粉砕して、一辺が約10mmの
粒状の原料とした。蒸発用るつぼをアーク高温部Hが当
たる位置に設置した。なお、この蒸発用るつぼは、直径
が100mmの半球であり、外側に水冷却をするための
ジャケットが設けられている。また、蒸発用るつぼの材
質は銅製で、表面には不純物対策としてジルコニアが溶
射されている。
Example 2 Method for Producing Ultrafine Particles Using a Pulverized Silicon Single Crystal First, a silicon single crystal was pulverized to obtain a granular raw material having a side of about 10 mm. The evaporating crucible was placed at a position where the high-temperature arc portion H hit. The evaporating crucible is a hemisphere having a diameter of 100 mm, and a jacket for water cooling is provided on the outside. The material of the evaporation crucible is made of copper, and zirconia is sprayed on the surface to prevent impurities.

【0049】蒸発用るつぼにシリコン単結晶粉砕品を投
入した後、実施例1と同様にして、電極22と電極23
との間にV字状プラズマアークCを形成させた。このV
字状プラズマアークCのV字先端付近のアーク高温部H
を、蒸発用るつぼ中のシリコン単結晶粉砕品にあて、蒸
発させた。原料体から発生したシリコン蒸気は、プラズ
マアークのガス圧によって、プラズマアークの前方に流
れた。このシリコン蒸気を横切るように、反応・冷却ガ
ス吹き付けノズル9から酸素ガスを吹き付け、シリコン
蒸気を急速に酸化させて、SiO2 超微粒子を形成させ
た。形成したSiO2 超微粒子および酸化された蒸発ガ
スは蒸発ガス冷却タンク10に移動し、冷却された後
に、コレクタ11によりSiO2 超微粒子と気体とに分
離した。分離したSiO2 超微粒子を蒸発ガス冷却タン
ク10下部に設置した捕集容器に捕集した。
After the pulverized silicon single crystal was put into the evaporation crucible, the electrodes 22 and 23 were treated in the same manner as in Example 1.
, A V-shaped plasma arc C was formed. This V
High-temperature portion H near the V-shaped tip of the V-shaped plasma arc C
Was applied to a crushed silicon single crystal in an evaporation crucible and evaporated. Silicon vapor generated from the raw material flowed forward of the plasma arc due to the gas pressure of the plasma arc. Oxygen gas was blown from the reaction / cooling gas spray nozzle 9 across the silicon vapor to rapidly oxidize the silicon vapor to form SiO 2 ultrafine particles. The formed SiO 2 ultrafine particles and the oxidized evaporative gas were moved to the evaporative gas cooling tank 10, and after being cooled, were separated into SiO 2 ultrafine particles and gas by the collector 11. The separated ultrafine particles of SiO 2 were collected in a collecting container installed below the evaporative gas cooling tank 10.

【0050】(実施例3)金属ビスマス粒の直接蒸発に
よる超微粒子の製造方法 原料として粒径が5mmの金属ビスマス粒を使用した。
これを実施例2と同様のるつぼに金属ビスマス粒を投入
した後、実施例1と同様にして、電極22と電極23と
の間にV字状プラズマアークCを形成させた。このV字
状プラズマアークCのV字先端付近のアーク高温部H
を、蒸発用るつぼ中のビスマス単結晶粉砕品にあて、蒸
発させた。
Example 3 Method for Producing Ultrafine Particles by Direct Evaporation of Metal Bismuth Particles Metal bismuth particles having a particle size of 5 mm were used as a raw material.
After charging the metal bismuth particles into the same crucible as in Example 2, a V-shaped plasma arc C was formed between the electrodes 22 and 23 in the same manner as in Example 1. Arc high temperature portion H near the V-shaped tip of this V-shaped plasma arc C
Was applied to a crushed bismuth single crystal in an evaporation crucible and evaporated.

【0051】原料体から発生したビスマス蒸気は、プラ
ズマアークのガス圧によって、プラズマアークの前方に
流れた。このビスマス蒸気を横切るように、反応・冷却
ガス吹き付けノズル9から酸素ガスを吹き付け、ビスマ
ス蒸気を急速に酸化させて、Bi23超微粒子を形成さ
せた。形成したBi23超微粒子および酸化された蒸発
ガスは蒸発ガス冷却タンク10に移動し、冷却された後
に、コレクタ11によりBi23超微粒子と気体とに分
離した。分離したBi23超微粒子を蒸発ガス冷却タン
ク10下部に設置された捕集容器に捕集した。
The bismuth vapor generated from the raw material flowed forward of the plasma arc due to the gas pressure of the plasma arc. Oxygen gas was blown from the reaction / cooling gas blowing nozzle 9 across the bismuth vapor to rapidly oxidize the bismuth vapor to form Bi 2 O 3 ultrafine particles. The formed Bi 2 O 3 ultrafine particles and the oxidized evaporative gas were moved to the evaporative gas cooling tank 10 and cooled, and then separated into Bi 2 O 3 ultrafine particles and gas by the collector 11. The separated Bi 2 O 3 ultrafine particles were collected in a collection container installed at the lower part of the evaporative gas cooling tank 10.

【0052】本実施例では、アーク高温部Hの面積が大
きく、蒸発るつぼ全体を加熱することができるので、従
来の移行型法で見られたような、蒸発用るつぼ中の溶融
した金属ビスマスの上に、既に蒸発、酸化した粉体が落
下して非導電性の膜を形成するといったことがなかっ
た。そのため、非導電性酸化物膜による導電不良はな
く、また、非導電性酸化物膜を除去するために運転を停
止する必要がなく、連続運転が可能であった。
In this embodiment, since the area of the arc high-temperature portion H is large and the entire evaporating crucible can be heated, the molten metal bismuth in the evaporating crucible as seen in the conventional transfer type method can be heated. Above, there was no possibility that the powder that had already evaporated and oxidized fell to form a non-conductive film. Therefore, there was no conduction failure due to the non-conductive oxide film, and there was no need to stop the operation to remove the non-conductive oxide film, and continuous operation was possible.

【0053】(実施例4)SiO2 超微粒子の製造方法 本実施例では、図4および図5に示す超微粒子製造装置
を使用した。まず、金属シリコン粗粒(粉砕品、粒度1
mm以下)と樹脂バインダを混合し、直径50mmの丸
棒状に圧縮成型して、金属シリコン粗粒を含む原料体を
作製した。この原料体を原料体保持・送り出し装置12
に取り付けた。次いで、移行型プラズマトーチ4a,4
bの電極22,23を近接させ、作用ガスとしてアルゴ
ンを作用ガス吹き出しノズル2a、2bから移行型プラ
ズマトーチ4a,4b内に吹き出し、さらに移行型プラ
ズマトーチ4a,4bから作用ガスを流出させながら、
電極22と電極23とを直流電圧を印加し通電した。次
いで、この直流電圧に高周波アーク発生手段によって高
周波交流電圧を重畳することにより、高周波アークを発
生させた。そして、高周波アークの誘導により、電極2
2と電極23との間にパイロットアークを発生させた。
Example 4 Method for Producing SiO 2 Ultrafine Particles In this example, the apparatus for producing ultrafine particles shown in FIGS. 4 and 5 was used. First, metal silicon coarse particles (crushed product, particle size 1
mm or less) and a resin binder, and compression-molded into a round bar shape having a diameter of 50 mm to prepare a raw material body containing coarse particles of metallic silicon. The raw material body is held and sent out by the raw material body 12
Attached to. Next, the transfer type plasma torches 4a, 4
The electrodes 22 and 23 of b are brought close to each other, and argon as a working gas is blown from the working gas blowing nozzles 2a and 2b into the transfer type plasma torches 4a and 4b, and while the working gas flows out from the transfer type plasma torches 4a and 4b,
A DC voltage was applied to the electrodes 22 and 23 to conduct electricity. Next, a high-frequency arc was generated by superimposing a high-frequency AC voltage on the DC voltage by high-frequency arc generating means. Then, the induction of the high-frequency arc causes the electrode 2
A pilot arc was generated between electrode 2 and electrode 23.

【0054】次いで、プラズマトーチ移動手段26を用
いて、2つのプラズマトーチ4a,4bを移動させて、
パイロットアークを次第に延長させ、成長させた。そし
て、電極22,23の間にV字状プラズマアークCを形
成させた。また、このV字状プラズマアークCのV字先
端付近には、アーク高温部Hが形成した。
Next, using the plasma torch moving means 26, the two plasma torches 4a and 4b are moved,
The pilot arc was gradually extended and grown. Then, a V-shaped plasma arc C was formed between the electrodes 22 and 23. An arc high-temperature portion H was formed near the V-shaped tip of the V-shaped plasma arc C.

【0055】このアーク高温部Hを含むプラズマアーク
を原料体の丸棒の先端部にあてて、原料体を蒸発させ
た。原料体の先端は消費していくが、原料体の蒸発を最
適に持続させるために、蒸発面位置検出装置13を設け
て、プラズマアーク先端と原料体先端との距離を一定に
保った。この蒸発面位置検出装置13は、CCDカメラ
を具備しており、CCDカメラから入力した画像を画像
処理システムにより解析し、信号を原料体保持・送り出
し装置12に出力し、その信号に応じて原料体保持・送
り出し装置12を作動させ、距離を一定に保った。
The plasma arc including the high-temperature arc portion H was applied to the tip of the round bar of the raw material to evaporate the raw material. Although the tip of the raw material body is consumed, in order to keep the evaporation of the raw material body optimally, the distance between the plasma arc tip and the raw material body tip is kept constant by providing an evaporation surface position detecting device 13. The evaporating surface position detecting device 13 includes a CCD camera, analyzes an image input from the CCD camera by an image processing system, outputs a signal to the raw material body holding / delivery device 12, and outputs the raw material according to the signal. The body holding / delivery device 12 was operated to keep the distance constant.

【0056】原料体から発生したシリコン蒸気は、プラ
ズマアークのガス圧によって、プラズマアークの前方に
流れた。このシリコン蒸気を横切るように、反応・冷却
ガス吹き付けノズル9から酸素ガスを吹き付け、シリコ
ン蒸気を急速に酸化させて、SiO2 超微粒子を形成さ
せた。形成したSiO2 超微粒子および酸化された蒸発
ガスは、蒸発ガス冷却タンク10に移動し、冷却された
後に、コレクタ11によってSiO2 超微粒子と気体と
に分離した。分離したSiO2 超微粒子をコレクタ11
下部に設置された捕集容器に捕集した。
The silicon vapor generated from the raw material flowed forward of the plasma arc due to the gas pressure of the plasma arc. Oxygen gas was blown from the reaction / cooling gas spray nozzle 9 across the silicon vapor to rapidly oxidize the silicon vapor to form SiO 2 ultrafine particles. The formed SiO 2 ultrafine particles and the oxidized evaporative gas were moved to the evaporative gas cooling tank 10, and after being cooled, were separated into SiO 2 ultrafine particles and a gas by the collector 11. The separated SiO 2 ultrafine particles are collected by a collector 11
It collected in the collection container installed in the lower part.

【0057】本実施例では、常時、電流値およびアーク
形状が安定した運転をすることができた上に、原料の歩
留まりは著しく向上した。本実施例の単位時間当たりの
生産性は、従来の移行型法に比べて、2〜10倍程度で
あった。それにもかかわらず、単位時間当たりのガス流
量は生産性に比例して上げる必要はなく、ガス、電気の
コストは大幅に低下した。本実施例の方法では、アーク
高温部の断面を同じ電力量で比較した場合、従来の移行
型法に比べ、本実施例でのアーク高温部は直径で約1.
5倍、断面積で約2倍であった。そのため、原料体断面
で蒸発面積が増したため、エネルギーロスは著しく減少
した。また、本実施例の方法は、超微粒子の純度も向上
し、純度を99.995重量%にすることができた。
In the present embodiment, the current value and the arc shape can always be operated stably, and the yield of the raw material is remarkably improved. The productivity per unit time of the present embodiment was about 2 to 10 times that of the conventional transfer method. Nevertheless, gas flow per unit time did not need to be increased in proportion to productivity, and gas and electricity costs were significantly reduced. In the method of the present embodiment, when the cross section of the high-temperature arc portion is compared with the same electric energy, the high-temperature arc portion of the present embodiment has a diameter of about 1.10 in comparison with the conventional transition type method.
It was 5 times and the cross-sectional area was about 2 times. For this reason, the evaporation area was increased in the cross section of the raw material, and the energy loss was significantly reduced. In addition, the method of this example also improved the purity of the ultrafine particles, and was able to increase the purity to 99.995% by weight.

【0058】(実施例5)シリコン単結晶粉砕品を使っ
た超微粒子の製造方法 まず、シリコン単結晶を粉砕して、一辺が約10mmの
粒状の原料とした。蒸発用るつぼをアーク高温部Hが当
たる位置に設置した。なお、この蒸発用るつぼは、直径
が100mmの半球であり、外側に水冷却をするための
ジャケットが設けられている。また、蒸発用るつぼの材
質は銅製で、表面には不純物対策としてジルコニアが溶
射されている。
Example 5 Method for Producing Ultrafine Particles Using a Pulverized Silicon Single Crystal First, a silicon single crystal was pulverized to obtain a granular raw material having a side of about 10 mm. The evaporating crucible was placed at a position where the high-temperature arc portion H hit. The evaporating crucible is a hemisphere having a diameter of 100 mm, and a jacket for water cooling is provided on the outside. The material of the evaporation crucible is made of copper, and zirconia is sprayed on the surface to prevent impurities.

【0059】蒸発用るつぼにシリコン単結晶粉砕品を投
入した後、実施例4と同様にして、電極22と電極23
との間にV字状プラズマアークCを形成させた。このV
字状プラズマアークCのV字先端付近のアーク高温部H
を、蒸発用るつぼ中のシリコン単結晶粉砕品にあて、蒸
発させた。原料体から発生したシリコン蒸気は、プラズ
マアークのガス圧によって、プラズマアークの前方に流
れた。このシリコン蒸気を横切るように、反応・冷却ガ
ス吹き付けノズル9から酸素ガスを吹き付け、シリコン
蒸気を急速に酸化させて、SiO2 超微粒子を形成させ
た。形成したSiO2 超微粒子および酸化された蒸発ガ
スは蒸発ガス冷却タンク10に移動し、冷却された後
に、コレクタ11によりSiO2 超微粒子と気体とに分
離した。分離したSiO2 超微粒子を蒸発ガス冷却タン
ク10下部に設置した捕集容器に捕集した。
After the pulverized silicon single crystal was put into the evaporation crucible, the electrodes 22 and 23 were treated in the same manner as in Example 4.
, A V-shaped plasma arc C was formed. This V
High-temperature portion H near the V-shaped tip of the V-shaped plasma arc C
Was applied to a crushed silicon single crystal in an evaporation crucible and evaporated. Silicon vapor generated from the raw material flowed forward of the plasma arc due to the gas pressure of the plasma arc. Oxygen gas was blown from the reaction / cooling gas spray nozzle 9 across the silicon vapor to rapidly oxidize the silicon vapor to form SiO 2 ultrafine particles. The formed SiO 2 ultrafine particles and the oxidized evaporative gas were moved to the evaporative gas cooling tank 10, and after being cooled, were separated into SiO 2 ultrafine particles and gas by the collector 11. The separated ultrafine particles of SiO 2 were collected in a collecting container installed below the evaporative gas cooling tank 10.

【0060】(実施例6)金属ビスマス粒の直接蒸発に
よる超微粒子の製造方法 原料として粒径が5mmの金属ビスマス粒を使用した。
これを実施例5と同様のるつぼに金属ビスマス粒を投入
した後、実施例4と同様にして、電極22と電極23と
の間にV字状プラズマアークCを形成させた。このV字
状プラズマアークCのV字先端付近のアーク高温部H
を、蒸発用るつぼ中のビスマス単結晶粉砕品にあて、蒸
発させた。
Example 6 Method for Producing Ultrafine Particles by Direct Evaporation of Metal Bismuth Particles Metal bismuth particles having a particle diameter of 5 mm were used as raw materials.
After charging the metal bismuth particles into the same crucible as in Example 5, a V-shaped plasma arc C was formed between the electrodes 22 and 23 in the same manner as in Example 4. Arc high temperature portion H near the V-shaped tip of this V-shaped plasma arc C
Was applied to a crushed bismuth single crystal in an evaporation crucible and evaporated.

【0061】原料体から発生したビスマス蒸気は、プラ
ズマアークのガス圧によって、プラズマアークの前方に
流れた。このビスマス蒸気を横切るように、反応・冷却
ガス吹き付けノズル9から酸素ガスを吹き付け、ビスマ
ス蒸気を急速に酸化させて、Bi23超微粒子を形成さ
せた。形成したBi23超微粒子および酸化された蒸発
ガスは蒸発ガス冷却タンク10に移動し、冷却された後
に、コレクタ11によりBi23超微粒子と気体とに分
離した。分離したBi23超微粒子を蒸発ガス冷却タン
ク10下部に設置された捕集容器に捕集した。
The bismuth vapor generated from the raw material flowed forward of the plasma arc due to the gas pressure of the plasma arc. Oxygen gas was blown from the reaction / cooling gas blowing nozzle 9 across the bismuth vapor to rapidly oxidize the bismuth vapor to form Bi 2 O 3 ultrafine particles. The formed Bi 2 O 3 ultrafine particles and the oxidized evaporative gas were moved to the evaporative gas cooling tank 10 and cooled, and then separated into Bi 2 O 3 ultrafine particles and gas by the collector 11. The separated Bi 2 O 3 ultrafine particles were collected in a collection container installed at the lower part of the evaporative gas cooling tank 10.

【0062】本実施例では、アーク高温部Hの面積が大
きく、蒸発るつぼ全体を加熱することができるので、従
来の移行型法で見られたような、蒸発用るつぼ中の溶融
した金属ビスマスの上に、既に蒸発、酸化した粉体が落
下して非導電性の膜を形成するといったことがなかっ
た。そのため、非導電性酸化物膜による導電不良はな
く、また、非導電性酸化物膜を除去するために運転を停
止する必要がなく、連続運転が可能であった。
In this embodiment, since the area of the arc high-temperature portion H is large and the entire evaporating crucible can be heated, the molten metal bismuth in the evaporating crucible as seen in the conventional transfer type method can be heated. Above, there was no possibility that the powder that had already evaporated and oxidized fell to form a non-conductive film. Therefore, there was no conduction failure due to the non-conductive oxide film, and there was no need to stop the operation to remove the non-conductive oxide film, and continuous operation was possible.

【0063】[0063]

【発明の効果】本発明によれば、原料体に通電不要であ
り、導電性材料を混合する必要がなくなり、原料体の制
約が少なく、不純物の少ない超微粒子を、高エネルギー
効率かつ低コストで製造することができる。また、製造
装置の簡素化および信頼性を向上させることができる。
また、アーク高温部が大きくなるので、生産性を高くす
ることができる。
According to the present invention, there is no need to supply electricity to the raw material, it is not necessary to mix a conductive material, and there are few restrictions on the raw material and ultrafine particles with few impurities can be produced with high energy efficiency and low cost. Can be manufactured. Further, simplification and reliability of the manufacturing apparatus can be improved.
Further, since the arc high-temperature portion becomes large, the productivity can be increased.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の第一の実施形態における超微粒子の
製造装置を示す上面図である。
FIG. 1 is a top view illustrating an apparatus for producing ultrafine particles according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の第一の実施形態における超微粒子の
製造装置を示す側面図である。
FIG. 2 is a side view showing an apparatus for producing ultrafine particles according to the first embodiment of the present invention.

【図3】 第一の実施形態の超微粒子の製造装置におけ
る電極間が短絡体によって短絡した状態を示す上面図で
ある。
FIG. 3 is a top view showing a state where the electrodes are short-circuited by a short-circuit body in the ultrafine particle manufacturing apparatus according to the first embodiment.

【図4】 本発明の第二の実施形態における超微粒子の
製造装置を示す上面図である。
FIG. 4 is a top view illustrating an apparatus for manufacturing ultrafine particles according to a second embodiment of the present invention.

【図5】 本発明の第二の実施形態における超微粒子の
製造装置を示す側面図である。
FIG. 5 is a side view showing an apparatus for producing ultrafine particles according to a second embodiment of the present invention.

【図6】 従来の超微粒子の製造方法である移行型直流
プラズマアーク法に用いられる超微粒子の製造装置の一
例を示す側面図である。
FIG. 6 is a side view showing an example of an apparatus for producing ultrafine particles used in a transfer type DC plasma arc method which is a conventional method for producing ultrafine particles.

【図7】 従来の超微粒子の製造方法である非移行型直
流プラズマアーク法に用いられる超微粒子の製造装置の
一例を説明する図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of an ultrafine particle manufacturing apparatus used for a non-transfer type direct current plasma arc method, which is a conventional ultrafine particle manufacturing method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2a,2b 作用ガス吹き出しノズル 3 原料体 4a,4b 移行型プラズマトーチ 5 電流電源 6a,6b プラズマアーク発生手段 9 反応・冷却ガス吹き付けノズル 10 蒸発ガス冷却タンク 22,23 電極 24 短絡体 25 短絡体移動手段 26 プラズマトーチ移動手段 A,B パイロットアーク C V字状プラズマアーク H アーク高温部 2a, 2b Working gas blowing nozzle 3 Raw material 4a, 4b Transition type plasma torch 5 Current power supply 6a, 6b Plasma arc generating means 9 Reaction / cooling gas blowing nozzle 10 Evaporation gas cooling tank 22, 23 Electrode 24 Short circuit 25 Short circuit moving Means 26 Plasma torch moving means A, B Pilot arc C V-shaped plasma arc H Arc high temperature part

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 下記(A)および(B)を具備すること
を特徴とする超微粒子の製造装置。 (A)作用ガスを吹き出す作用ガス吹き出しノズルおよ
びプラズマアークを発生させるための電極を具備する2
つの移行型プラズマトーチと、 前記電極間を接続した回路に設けられた電流電源と、 前記電極間を電気的に短絡させる短絡体と、 該短絡体を移動させる短絡体移動手段およびまたは前記
2つの移行型プラズマトーチの少なくともいずれか一方
を移動させるプラズマトーチ移動手段とを有し、 前記2つの移行型プラズマトーチは、その先端から発生
する2つのプラズマアークが互いに接触するように設置
されたプラズマアーク発生手段。 (B)前記移行型プラズマトーチから発生したプラズマ
アークを超微粒子の原料となる原料体にあてることによ
って発生した蒸発ガスに反応・冷却ガスを吹き付ける反
応・冷却ガス吹き付けノズル。
1. An apparatus for producing ultrafine particles, comprising the following (A) and (B). (A) 2 provided with a working gas blowing nozzle for blowing working gas and an electrode for generating a plasma arc
Two transfer-type plasma torches, a current power supply provided in a circuit connecting the electrodes, a short-circuit body for electrically short-circuiting the electrodes, a short-circuit moving means for moving the short-circuit, and / or the two A plasma torch moving means for moving at least one of the transition type plasma torches, wherein the two transition type plasma torches are arranged such that two plasma arcs generated from the tips thereof come into contact with each other. Means of generation. (B) A reaction / cooling gas spray nozzle for spraying a reaction / cooling gas to an evaporative gas generated by applying a plasma arc generated from the transfer type plasma torch to a raw material material serving as a raw material of ultrafine particles.
【請求項2】 下記(C)および(D)を具備すること
を特徴とする超微粒子の製造装置。 (C)作用ガスを吹き出す作用ガス吹き出しノズルおよ
びプラズマアークを発生させるための電極とを具備する
2つの移行型プラズマトーチと、 前記電極間を接続した回路に設けられた電流電源と、 前記2つの移行型プラズマトーチの少なくともいずれか
一方を移動させるプラズマトーチ移動手段とを有し、 前記移行型プラズマトーチは、その先端から発生するプ
ラズマアークが接触するように設置されたプラズマアー
ク発生手段。 (D)前記移行型プラズマトーチから発生したプラズマ
アークを超微粒子の原料となる原料体にあてることによ
って発生した蒸発ガスに反応・冷却ガスを吹き付ける反
応・冷却ガス吹き付けノズル。
2. An apparatus for producing ultrafine particles, comprising the following (C) and (D). (C) two transfer-type plasma torches including a working gas blowing nozzle for blowing a working gas and an electrode for generating a plasma arc; a current power supply provided in a circuit connecting the electrodes; Plasma torch moving means for moving at least one of the transition type plasma torches, wherein the transition type plasma torch is a plasma arc generation means arranged so that a plasma arc generated from a tip of the transition type plasma torch comes into contact. (D) A reaction / cooling gas spray nozzle for spraying a reaction / cooling gas to an evaporative gas generated by applying a plasma arc generated from the transfer type plasma torch to a raw material serving as a raw material of ultrafine particles.
【請求項3】 前記電流電源は、直流電源と、交流電源
を有する高周波アーク発生手段とを具備し、直流電圧に
高周波交流電圧を重畳させることを特徴とする請求項3
に記載の超微粒子の製造装置。
3. The current power supply includes a DC power supply and high-frequency arc generating means having an AC power supply, and superimposes a high-frequency AC voltage on the DC voltage.
3. The apparatus for producing ultrafine particles according to claim 1.
【請求項4】 作用ガスを吹き出しながら、2つの移行
型プラズマトーチの電極を直流電源によって通電して、
V字状プラズマアークまたはY字状プラズマアークを形
成させ、このV字状プラズマアークまたはY字状プラズ
マアークを超微粒子の原料となる原料体にあて、前記原
料体を気化させて、蒸発ガスを発生させ、該蒸発ガスに
反応・冷却ガスを吹き付けて、前記蒸発ガスと前記反応
・冷却ガスとを反応およびまたは冷却させて超微粒子を
形成することを特徴とする超微粒子の製造方法。
4. An electrode of the two transfer type plasma torches is energized by a DC power supply while blowing out a working gas,
A V-shaped plasma arc or a Y-shaped plasma arc is formed, and the V-shaped plasma arc or the Y-shaped plasma arc is applied to a raw material as a raw material of ultrafine particles, and the raw material is vaporized to evaporate gas. A method for producing ultrafine particles, comprising: generating and blowing a reaction / cooling gas onto the evaporative gas to react and / or cool the evaporative gas with the reaction / cooling gas to form ultrafine particles.
【請求項5】 作用ガスを吹き出しながら、電極間を電
気的に短絡させる短絡体に近接した2つの移行型プラズ
マトーチの電極を通電して、前記電極と前記短絡体との
間にパイロットアークを発生させ、 前記短絡体と前記電極との距離を広げ、前記パイロット
アークを成長させて、V字状プラズマアークまたはY字
状プラズマアークを形成させ、 該V字状プラズマアークまたはY字状プラズマアーク
を、超微粒子の原料となる原料体にあて、前記原料体を
気化させて、蒸発ガスを発生させ、該蒸発ガスに反応・
冷却ガスを吹き付けて、前記蒸発ガスと前記反応・冷却
ガスとを反応およびまたは冷却させて超微粒子を形成す
ることを特徴とする超微粒子の製造方法。
5. An electric current is supplied to two transfer-type plasma torch electrodes close to a short-circuit body for electrically short-circuiting the electrodes while blowing a working gas, and a pilot arc is generated between the electrodes and the short-circuit body. Generating a V-shaped plasma arc or a Y-shaped plasma arc by growing a distance between the short-circuit body and the electrode and growing the pilot arc; Is applied to a raw material body that is a raw material of ultrafine particles, and the raw material body is vaporized to generate an evaporative gas.
A method for producing ultrafine particles, comprising spraying a cooling gas to react and / or cool the evaporative gas with the reaction / cooling gas to form ultrafine particles.
【請求項6】 作用ガスを吹き出しながら、電極間を電
気的に短絡させる短絡体に接触した2つの移行型プラズ
マトーチの電極を通電して、前記電極と前記短絡体とを
離してパイロットアークを発生させ、 前記短絡体と前記電極との距離を広げ、前記パイロット
アークを成長させて、V字状プラズマアークまたはY字
状プラズマアークを形成させ、 該V字状プラズマアークまたはY字状プラズマアーク
を、超微粒子の原料となる原料体にあて、前記原料体を
気化させて、蒸発ガスを発生させ、該蒸発ガスに反応・
冷却ガスを吹き付けて、前記蒸発ガスと前記反応・冷却
ガスとを反応およびまたは冷却させて超微粒子を形成す
ることを特徴とする超微粒子の製造方法。
6. An electric current is supplied to two electrodes of a transition type plasma torch in contact with a short-circuit body for electrically short-circuiting the electrodes while blowing a working gas, and the pilot arc is separated by separating the electrodes from the short-circuit body. Generating a V-shaped plasma arc or a Y-shaped plasma arc by growing a distance between the short-circuit body and the electrode and growing the pilot arc; Is applied to a raw material body that is a raw material of ultrafine particles, and the raw material body is vaporized to generate an evaporative gas.
A method for producing ultrafine particles, comprising spraying a cooling gas to react and / or cool the evaporative gas with the reaction / cooling gas to form ultrafine particles.
【請求項7】 作用ガスを吹き出しながら、電極同士が
近接した2つの移行型プラズマトーチの電極を通電し
て、パイロットアークを発生させ、 前記2つの移行型プラズマトーチの少なくともいずれか
一方を移動させ、前記パイロットアークを成長させて、
V字状プラズマアークまたはY字状プラズマアークを形
成させ、 該V字状プラズマアークまたはY字状プラズマアーク
を、超微粒子の原料となる原料体にあて、前記原料体を
気化させて、蒸発ガスを発生させ、該蒸発ガスに反応・
冷却ガスを吹き付けて、前記蒸発ガスと前記反応・冷却
ガスとを反応およびまたは冷却させて超微粒子を形成す
ることを特徴とする超微粒子の製造方法。
7. An electric current is supplied to the electrodes of two transition type plasma torches whose electrodes are close to each other while a working gas is blown out to generate a pilot arc, and at least one of the two transition type plasma torches is moved. Growing the pilot arc,
A V-shaped plasma arc or a Y-shaped plasma arc is formed. The V-shaped plasma arc or the Y-shaped plasma arc is applied to a raw material to be a raw material of ultrafine particles, and the raw material is vaporized to form an evaporative gas. And reacts with the evaporative gas.
A method for producing ultrafine particles, comprising spraying a cooling gas to react and / or cool the evaporative gas with the reaction / cooling gas to form ultrafine particles.
【請求項8】 前記電極の間に直流電圧と高周波交流電
圧とを印加し重畳させて、パイロットアークを発生させ
ることを特徴とする請求項5〜7のいずれかに記載の超
微粒子の製造方法。
8. The method for producing ultrafine particles according to claim 5, wherein a DC voltage and a high-frequency AC voltage are applied and superimposed between the electrodes to generate a pilot arc. .
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