JPH05315093A - プラズマトーチ - Google Patents
プラズマトーチInfo
- Publication number
- JPH05315093A JPH05315093A JP4142095A JP14209592A JPH05315093A JP H05315093 A JPH05315093 A JP H05315093A JP 4142095 A JP4142095 A JP 4142095A JP 14209592 A JP14209592 A JP 14209592A JP H05315093 A JPH05315093 A JP H05315093A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plasma
- torch
- plasma torch
- copper
- guns
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 酸化性雰囲気下で使用し得る、耐酸化性に富
むプラズマトーチを提供する。 【構成】 プラズマ発生装置に於て使用されるプラズマ
トーチの金属部分の表面に、貴金属の保護膜を形成す
る。保護膜として使用する貴金属としては、耐酸化性の
良好なものから選択すれば良いが、プラズマトーチが銅
で製作される場合が多く、かつ、銅に施された保護膜の
パラジウムメッキは高温でも密着性が良好なことから、
特にパラジウムメッキを選択することが望ましい。 【効果】 本発明のプラズマトーチは、高温に於ても優
れた耐酸化性を示すので、プラズマ装置の安定した操業
を可能とする。
むプラズマトーチを提供する。 【構成】 プラズマ発生装置に於て使用されるプラズマ
トーチの金属部分の表面に、貴金属の保護膜を形成す
る。保護膜として使用する貴金属としては、耐酸化性の
良好なものから選択すれば良いが、プラズマトーチが銅
で製作される場合が多く、かつ、銅に施された保護膜の
パラジウムメッキは高温でも密着性が良好なことから、
特にパラジウムメッキを選択することが望ましい。 【効果】 本発明のプラズマトーチは、高温に於ても優
れた耐酸化性を示すので、プラズマ装置の安定した操業
を可能とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、熱プラズマを発生させ
る装置に用いるプラズマトーチに関するものである。
る装置に用いるプラズマトーチに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、熱プラズマを利用して各種物質の
合成や溶射等が行われているが、特に、合成反応などに
利用する場合には、プラズマフレームが大きい方が有利
なことが多く、高周波プラズマ装置、あるいは、１個ま
たは複数個の直流プラズマと高周波プラズマとからなる
ハイブリッドプラズマ装置が多用されている。例えば特
開昭６３−２２１８４２号公報には、複数の直流プラズ
マと高周波プラズマとからなるハイブリッドプラズマ装
置を利用して金属粉体、金属化合物粉体、及びセラミッ
クス粉体を製造する方法が開示されているが、これらの
プラズマ発生装置に於てプラズマを発生させるトーチ
は、従来、プラズマと接して高温になる部分が銅、ステ
ンレスなどの金属で製作されており、高温に耐えるため
に、内部に冷却水を通して水冷して使用されることが一
般的であった。
合成や溶射等が行われているが、特に、合成反応などに
利用する場合には、プラズマフレームが大きい方が有利
なことが多く、高周波プラズマ装置、あるいは、１個ま
たは複数個の直流プラズマと高周波プラズマとからなる
ハイブリッドプラズマ装置が多用されている。例えば特
開昭６３−２２１８４２号公報には、複数の直流プラズ
マと高周波プラズマとからなるハイブリッドプラズマ装
置を利用して金属粉体、金属化合物粉体、及びセラミッ
クス粉体を製造する方法が開示されているが、これらの
プラズマ発生装置に於てプラズマを発生させるトーチ
は、従来、プラズマと接して高温になる部分が銅、ステ
ンレスなどの金属で製作されており、高温に耐えるため
に、内部に冷却水を通して水冷して使用されることが一
般的であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のプラズマトーチは、プラズマが不活性雰囲気
下にあるときは特に問題を生じないが、酸化性雰囲気下
にあるときには、プラズマトーチの高温に加熱される部
分、特に金属部分が酸化されてしまうという問題があっ
た。中でも、複数の直流プラズマと高周波プラズマとか
らなるハイブリッドプラズマ装置の場合には、高周波プ
ラズマの上部に直流プラズマが位置するため、プラズマ
フレームの上部が拡大しており、プラズマトーチ上部の
プラズマフレームに近い金属部分が酸化を受け易い。
うな従来のプラズマトーチは、プラズマが不活性雰囲気
下にあるときは特に問題を生じないが、酸化性雰囲気下
にあるときには、プラズマトーチの高温に加熱される部
分、特に金属部分が酸化されてしまうという問題があっ
た。中でも、複数の直流プラズマと高周波プラズマとか
らなるハイブリッドプラズマ装置の場合には、高周波プ
ラズマの上部に直流プラズマが位置するため、プラズマ
フレームの上部が拡大しており、プラズマトーチ上部の
プラズマフレームに近い金属部分が酸化を受け易い。
【０００４】上記の如くプラズマトーチが酸化される
と、例えばプラズマ中で物質を合成する場合などにこの
生成物に酸化物が混入するため、生成物の純度が低下し
てしまう。また、プラズマトーチが甚だしく酸化された
場合には、トーチ自体が破損することも有り得る。
と、例えばプラズマ中で物質を合成する場合などにこの
生成物に酸化物が混入するため、生成物の純度が低下し
てしまう。また、プラズマトーチが甚だしく酸化された
場合には、トーチ自体が破損することも有り得る。
【０００５】本発明は、このような従来技術の不都合を
解消するべく案出されたものであり、その主な目的は、
耐酸化性に富み、酸化性雰囲気下での使用にも支障が生
じることのないプラズマトーチを提供することにある。
解消するべく案出されたものであり、その主な目的は、
耐酸化性に富み、酸化性雰囲気下での使用にも支障が生
じることのないプラズマトーチを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】このような目的は、本発
明によれば、プラズマ発生装置に於て使用されるプラズ
マトーチを、金属部分の表面に貴金属の保護膜を形成し
たものとすることによって達成される。
明によれば、プラズマ発生装置に於て使用されるプラズ
マトーチを、金属部分の表面に貴金属の保護膜を形成し
たものとすることによって達成される。
【０００７】
【作用】本発明のプラズマトーチによれば、高温に於て
も優れた耐酸化性を示すので、プラズマ装置の安定した
操業を可能とする。また、本発明のプラズマトーチは、
各種プラズマ装置に適用することができる。プラズマ装
置の中でも、酸化性雰囲気下で使用した場合に特に酸化
を受け易いものとしては、高周波プラズマ装置、あるい
は、１個または複数個の直流プラズマと高周波プラズマ
とからなるハイブリッドプラズマ装置に於けるプラズマ
発生用トーチであるが、これらのプラズマトーチの酸化
を受け易い部分を貴金属の膜で保護することにより、酸
化性雰囲気下にてプラズマトーチが酸化する不都合を生
じることがなくなる。
も優れた耐酸化性を示すので、プラズマ装置の安定した
操業を可能とする。また、本発明のプラズマトーチは、
各種プラズマ装置に適用することができる。プラズマ装
置の中でも、酸化性雰囲気下で使用した場合に特に酸化
を受け易いものとしては、高周波プラズマ装置、あるい
は、１個または複数個の直流プラズマと高周波プラズマ
とからなるハイブリッドプラズマ装置に於けるプラズマ
発生用トーチであるが、これらのプラズマトーチの酸化
を受け易い部分を貴金属の膜で保護することにより、酸
化性雰囲気下にてプラズマトーチが酸化する不都合を生
じることがなくなる。
【０００８】
【実施例】以下に本発明の構成について添付の図面に示
された具体的実施例を参照して詳細に説明する。
された具体的実施例を参照して詳細に説明する。
【０００９】図１は、複数の（例えば３個）直流プラズ
マガン１と、高周波プラズマワークコイル２とを有する
ハイブリッドプラズマ装置のプラズマトーチの概略図で
ある。図中のワークコイル２の内側に位置する石英水冷
二重管３の上部を固定している直径約８０ｍｍの銅製の
上部固定部材４と、石英水冷二重管３の下部を固定して
いる直径約８０ｍｍの銅製の下部固定部材５との内周部
分に、各々パラジウムメッキ層（厚さ約１０μｍ）６が
形成されている。そして直流プラズマガン１の間から石
英水冷二重管３の内側へ向けて、処理するべき原料を導
入するノズル７が突入している。
マガン１と、高周波プラズマワークコイル２とを有する
ハイブリッドプラズマ装置のプラズマトーチの概略図で
ある。図中のワークコイル２の内側に位置する石英水冷
二重管３の上部を固定している直径約８０ｍｍの銅製の
上部固定部材４と、石英水冷二重管３の下部を固定して
いる直径約８０ｍｍの銅製の下部固定部材５との内周部
分に、各々パラジウムメッキ層（厚さ約１０μｍ）６が
形成されている。そして直流プラズマガン１の間から石
英水冷二重管３の内側へ向けて、処理するべき原料を導
入するノズル７が突入している。
【００１０】一方、プラズマトーチの保護膜として使用
する貴金属としては、パラジウム、ロジウム、金、白金
などの耐酸化性の良好なものから選択すれば良い。この
貴金属の保護膜は、存在させるだけで効果があるが、貴
金属は高価であり、厚膜とすると処理費用がかかること
から、経済性を考慮して保護膜の厚さを決めることが良
く、安定した効果を得るうえには、その厚さを数μｍ以
上とすることが望ましい。
する貴金属としては、パラジウム、ロジウム、金、白金
などの耐酸化性の良好なものから選択すれば良い。この
貴金属の保護膜は、存在させるだけで効果があるが、貴
金属は高価であり、厚膜とすると処理費用がかかること
から、経済性を考慮して保護膜の厚さを決めることが良
く、安定した効果を得るうえには、その厚さを数μｍ以
上とすることが望ましい。
【００１１】この保護膜の形成方法としては、メッキ、
蒸着、イオンプレーティングなどの各種の手段がある
が、プラズマトーチは銅で製作される場合が多く、か
つ、銅に施す保護膜としてはパラジウムメッキが高温で
の密着性に優れていることから、パラジウムメッキを選
択することが望ましい。パラジウムメッキの保護膜の形
成方法としては、陽極をパラジウムとし、陰極を保護膜
を形成したいプラズマトーチ部品として電気メッキを行
えば良い。
蒸着、イオンプレーティングなどの各種の手段がある
が、プラズマトーチは銅で製作される場合が多く、か
つ、銅に施す保護膜としてはパラジウムメッキが高温で
の密着性に優れていることから、パラジウムメッキを選
択することが望ましい。パラジウムメッキの保護膜の形
成方法としては、陽極をパラジウムとし、陰極を保護膜
を形成したいプラズマトーチ部品として電気メッキを行
えば良い。
【００１２】このプラズマトーチを用い、アルゴン：１
２ｌ／ｍｉｎ、出力：９ｋｗの条件で直流プラズマを、
アルゴン：１５０ｌ／ｍｉｎ、酸素：５０ｌ／ｍｉｎ、
プレート出力：１２０ｋｗの条件で高周波プラズマを、
それぞれ点火してプラズマフレーム８を発生させた。そ
して約１時間後にプラズマフレーム８を消してトーチの
状態を調べたところ、何の変化も認められなかった。
２ｌ／ｍｉｎ、出力：９ｋｗの条件で直流プラズマを、
アルゴン：１５０ｌ／ｍｉｎ、酸素：５０ｌ／ｍｉｎ、
プレート出力：１２０ｋｗの条件で高周波プラズマを、
それぞれ点火してプラズマフレーム８を発生させた。そ
して約１時間後にプラズマフレーム８を消してトーチの
状態を調べたところ、何の変化も認められなかった。
【００１３】次に上記のプラズマトーチを用いて上記と
同一条件でプラズマフレーム８を発生させ、このプラズ
マフレーム８中へ平均粒径５０μｍの高純度の酸化亜鉛
粉末９を３０ｇ／ｍｉｎでノズル７から導入したとこ
ろ、平均粒径１μｍ以下の酸化亜鉛微粒子が得られた。
この微粒子の純度は導入した粉末と同様に高純度であ
り、金属部品の銅によるコンタミネーションは認められ
なかった。微粒化のプロセスは、一度原料粉末が蒸発
し、微粒子として再析出したものと考えられる。
同一条件でプラズマフレーム８を発生させ、このプラズ
マフレーム８中へ平均粒径５０μｍの高純度の酸化亜鉛
粉末９を３０ｇ／ｍｉｎでノズル７から導入したとこ
ろ、平均粒径１μｍ以下の酸化亜鉛微粒子が得られた。
この微粒子の純度は導入した粉末と同様に高純度であ
り、金属部品の銅によるコンタミネーションは認められ
なかった。微粒化のプロセスは、一度原料粉末が蒸発
し、微粒子として再析出したものと考えられる。
【００１４】ちなみに、上記構成と同様なハイブリッド
プラズマ装置に於て、石英水冷二重管３の上部と下部を
固定している銅製の固定部材４・５にパラジウムメッキ
を施さず、他は上記実施例と同一条件でプラズマの点火
・消火を行った後にプラズマトーチの状態を調べたとこ
ろ、銅製の固定部材４・５は著しく酸化されてしまい、
酸化銅の皮膜が一面に生成すると共に一部は剥離してい
た。
プラズマ装置に於て、石英水冷二重管３の上部と下部を
固定している銅製の固定部材４・５にパラジウムメッキ
を施さず、他は上記実施例と同一条件でプラズマの点火
・消火を行った後にプラズマトーチの状態を調べたとこ
ろ、銅製の固定部材４・５は著しく酸化されてしまい、
酸化銅の皮膜が一面に生成すると共に一部は剥離してい
た。
【００１５】さらに、上記と同一条件でプラズマフレー
ム８中へ酸化亜鉛粉末を導入したところ、やはり平均粒
径１μｍの酸化亜鉛微粒子が得られたが、純度は低く、
２０ｗｔ以上の酸化銅を含有していた。
ム８中へ酸化亜鉛粉末を導入したところ、やはり平均粒
径１μｍの酸化亜鉛微粒子が得られたが、純度は低く、
２０ｗｔ以上の酸化銅を含有していた。
【００１６】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によってプラズマ発生装置に於けるプラズマトーチの耐
酸化性が向上するので、酸化性雰囲気下で使用されるプ
ラズマ装置の安定操業が可能となる。また、プラズマ中
で合成する物質の純度向上、さらには、プラズマ装置の
長寿命化を図ることができる。
によってプラズマ発生装置に於けるプラズマトーチの耐
酸化性が向上するので、酸化性雰囲気下で使用されるプ
ラズマ装置の安定操業が可能となる。また、プラズマ中
で合成する物質の純度向上、さらには、プラズマ装置の
長寿命化を図ることができる。
【図１】本発明によるハイブリッドプラズマ装置のプラ
ズマトーチの概略図である。
ズマトーチの概略図である。
１ 直流プラズマガン ２ 高周波プラズマワークコイル ３ 石英水冷二重管 ４ 石英水冷二重管上部固定用金属部材 ５ 石英水冷二重管下部固定用金属部材 ６ パラジウムメッキ部分 ７ 原料導入ノズル ８ プラズマフレーム ９ 酸化亜鉛粉末
【手続補正書】
【提出日】平成４年６月２５日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００９】図１は、複数の（例えば３個）直流プラズ
マガン１と、高周波プラズマワークコイル２とを有する
ハイブリッドプラズマ装置のプラズマトーチの概略図で
ある。図中のワークコイル２の内側に位置する内径約８
０ｍｍの石英水冷二重管３の上部を固定している銅製の
上部固定部材４と、石英水冷二重管３の下部を固定して
いる銅製の下部固定部材５との内周部分に、各々パラジ
ウムメッキ層（厚さ約１０μｍ）６が形成されている。
そして直流プラズマガン１の間から石英水冷二重管３の
内側へ向けて、処理するべき原料を導入するノズル７が
突入している。
マガン１と、高周波プラズマワークコイル２とを有する
ハイブリッドプラズマ装置のプラズマトーチの概略図で
ある。図中のワークコイル２の内側に位置する内径約８
０ｍｍの石英水冷二重管３の上部を固定している銅製の
上部固定部材４と、石英水冷二重管３の下部を固定して
いる銅製の下部固定部材５との内周部分に、各々パラジ
ウムメッキ層（厚さ約１０μｍ）６が形成されている。
そして直流プラズマガン１の間から石英水冷二重管３の
内側へ向けて、処理するべき原料を導入するノズル７が
突入している。
Claims (4)
- 【請求項１】 プラズマ発生装置に於て使用されるプラ
ズマトーチであって、 当該プラズマトーチの金属部分の表面に、貴金属の保護
膜を形成したことを特徴とするプラズマトーチ。 - 【請求項２】 前記貴金属が、パラジウムであることを
特徴とする請求項１に記載のプラズマトーチ。 - 【請求項３】 前記プラズマトーチの材質が銅であるこ
とを特徴とする請求項２に記載のプラズマトーチ。 - 【請求項４】 前記プラズマ発生装置が、高周波プラズ
マ装置、または、直流プラズマと高周波プラズマとから
なるハイブリッドプラズマ装置であることを特徴とする
請求項１に記載のプラズマトーチ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4142095A JPH05315093A (ja) | 1992-05-06 | 1992-05-06 | プラズマトーチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4142095A JPH05315093A (ja) | 1992-05-06 | 1992-05-06 | プラズマトーチ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05315093A true JPH05315093A (ja) | 1993-11-26 |
Family
ID=15307316
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4142095A Withdrawn JPH05315093A (ja) | 1992-05-06 | 1992-05-06 | プラズマトーチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05315093A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5168962A (en) * | 1989-10-27 | 1992-12-08 | Yoshigai Kikai Kinzoku Co., Ltd. | Brake shoe and method for adjusting a shoe clearance |
| KR100348586B1 (ko) * | 1999-02-25 | 2002-08-13 | 송병무 | 유독성 기체의 처리방법 및 장치 |
-
1992
- 1992-05-06 JP JP4142095A patent/JPH05315093A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5168962A (en) * | 1989-10-27 | 1992-12-08 | Yoshigai Kikai Kinzoku Co., Ltd. | Brake shoe and method for adjusting a shoe clearance |
| KR100348586B1 (ko) * | 1999-02-25 | 2002-08-13 | 송병무 | 유독성 기체의 처리방법 및 장치 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990706 |