JPH06292972A - 耐食性に優れたプラズマトーチ - Google Patents
耐食性に優れたプラズマトーチInfo
- Publication number
- JPH06292972A JPH06292972A JP5104902A JP10490293A JPH06292972A JP H06292972 A JPH06292972 A JP H06292972A JP 5104902 A JP5104902 A JP 5104902A JP 10490293 A JP10490293 A JP 10490293A JP H06292972 A JPH06292972 A JP H06292972A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plasma
- torch
- corrosion resistance
- plasma torch
- high frequency
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明の目的は、反応性の高い物質を導入し
た場合でも、耐食性の良好なプラズマトーチを提供する
ことである。 【構成】 本発明は、プラズマ発生装置において使用さ
れるプラズマトーチであって、トーチの金属部分の表面
に、セラミックスの保護膜を形成した耐食性に優れたプ
ラズマトーチである。金属部分の材質は銅又はステンレ
スであることが多い。本発明のプラズマトーチは、高温
においても優れた耐食性を示すので、プラズマ装置の安
定した操業を可能とする。 【効果】 本発明によりプラズマ装置の安定した操業が
可能となり、さらに、プラズマ中で合成する物質への不
純度混入も防止できる。
た場合でも、耐食性の良好なプラズマトーチを提供する
ことである。 【構成】 本発明は、プラズマ発生装置において使用さ
れるプラズマトーチであって、トーチの金属部分の表面
に、セラミックスの保護膜を形成した耐食性に優れたプ
ラズマトーチである。金属部分の材質は銅又はステンレ
スであることが多い。本発明のプラズマトーチは、高温
においても優れた耐食性を示すので、プラズマ装置の安
定した操業を可能とする。 【効果】 本発明によりプラズマ装置の安定した操業が
可能となり、さらに、プラズマ中で合成する物質への不
純度混入も防止できる。
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】熱プラズマを利用して各種物質の合成や
溶射等が従来より行われているが、特に、合成反応等に
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、および、１ヶ又は複
数の直流プラズマと高周波プラズマから成るハイブリッ
ドプラズマ装置が利用されることが多い。
溶射等が従来より行われているが、特に、合成反応等に
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、および、１ヶ又は複
数の直流プラズマと高周波プラズマから成るハイブリッ
ドプラズマ装置が利用されることが多い。
【０００３】例えは、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から成るハ
イブリッドプラズマ装置を利用し金属粉体、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。
には、複数の直流プラズマと高周波プラズマから成るハ
イブリッドプラズマ装置を利用し金属粉体、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。
【０００４】これらのプラズマ発生装置でプラズマを発
生させるトーチとしては、これまでプラズマと接し高温
になる部分を、銅、又はステンレスのような金属で製作
し、高温に耐えるために内部に冷却水を通し、水冷して
使用していた。
生させるトーチとしては、これまでプラズマと接し高温
になる部分を、銅、又はステンレスのような金属で製作
し、高温に耐えるために内部に冷却水を通し、水冷して
使用していた。
【０００５】しかしながら、これら従来のプラズマトー
チでは、反応性の高い物質を導入した場合にプラズマト
ーチの高温に加熱される部分、特に金属部分が反応・腐
食してしまうという問題があった。
チでは、反応性の高い物質を導入した場合にプラズマト
ーチの高温に加熱される部分、特に金属部分が反応・腐
食してしまうという問題があった。
【０００６】例えば原料として銀または銀合金を導入し
た場合には、プラズマトーチを構成している銅の部分と
反応し”銀―銅の合金”を形成するが、”銀―銅の合
金”は融点が低いためにプラズマの熱によりこの部品が
溶損してしまうことがあった。
た場合には、プラズマトーチを構成している銅の部分と
反応し”銀―銅の合金”を形成するが、”銀―銅の合
金”は融点が低いためにプラズマの熱によりこの部品が
溶損してしまうことがあった。
【０００７】なかでも、複数の直流プラズマと高周波プ
ラズマから成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位置する直流プラズマのために
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高温である
ことから反応を受け易い。
ラズマから成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位置する直流プラズマのために
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高温である
ことから反応を受け易い。
【０００８】もしプラズマトーチの部品が反応・腐食さ
れると、例えばプラズマ中で物質を合成する場合等に
は、生成物にこの反応物が混入してしまい純度が低下し
てしまう。
れると、例えばプラズマ中で物質を合成する場合等に
は、生成物にこの反応物が混入してしまい純度が低下し
てしまう。
【０００９】又、プラズマトーチが甚だしく腐食された
場合には、トーチ自体が破損することも有り得る。
場合には、トーチ自体が破損することも有り得る。
【００１０】プラズマトーチを酸化雰囲気から保護する
方法としては、特願平４―１４２０９５号に酸化性のプ
ラズマの場合にはプラズマトーチを貴金属により酸化か
ら保護する方法が述べられているが、反応性の高い物
質、例えば上述の銀等の場合には貴金属でも反応してし
まい保護の役には立たなかった。
方法としては、特願平４―１４２０９５号に酸化性のプ
ラズマの場合にはプラズマトーチを貴金属により酸化か
ら保護する方法が述べられているが、反応性の高い物
質、例えば上述の銀等の場合には貴金属でも反応してし
まい保護の役には立たなかった。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、反応
性の高い物質を導入した場合でも、耐食性の良好なプラ
ズマトーチを提供することである。
性の高い物質を導入した場合でも、耐食性の良好なプラ
ズマトーチを提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、プラズマ発生
装置において使用されるプラズマトーチであって、トー
チの金属部分の表面に、セラミックスの保護膜を形成し
た耐食性に優れたプラズマトーチである。
装置において使用されるプラズマトーチであって、トー
チの金属部分の表面に、セラミックスの保護膜を形成し
た耐食性に優れたプラズマトーチである。
【００１３】金属部分の材質は前述したように銅又はス
テンレスであることが多い。本発明のプラズマトーチ
は、高温においても優れた耐食性を示すので、プラズマ
装置の安定した操業を可能とする。
テンレスであることが多い。本発明のプラズマトーチ
は、高温においても優れた耐食性を示すので、プラズマ
装置の安定した操業を可能とする。
【００１４】又、本発明のプラズマトーチは、各種プラ
ズマ発生装置に適用することができる。
ズマ発生装置に適用することができる。
【００１５】プラズマ装置の中でも反応性の高い物質を
導入した場合に、特に反応・腐食を起こし易いものとし
ては、高周波プラズマ装置、および、１ヶ又は複数の直
流プラズマと高周波プラズマから成るハイブリッドプラ
ズマ装置のプラズマを発生させるトーチである。
導入した場合に、特に反応・腐食を起こし易いものとし
ては、高周波プラズマ装置、および、１ヶ又は複数の直
流プラズマと高周波プラズマから成るハイブリッドプラ
ズマ装置のプラズマを発生させるトーチである。
【００１６】これらのプラズマトーチの反応・腐食を起
こし易い部分をセラミックスの膜で保護することによ
り、プラズマトーチを腐食から保護できる。
こし易い部分をセラミックスの膜で保護することによ
り、プラズマトーチを腐食から保護できる。
【００１７】本発明でプラズマトーチの保護膜として使
用するセラミックスとしては、高温での耐食性が良好
で、かつ、高周波プラズマを利用する場合には誘導を受
け難くするために透磁率が小さい材質が好ましい。
用するセラミックスとしては、高温での耐食性が良好
で、かつ、高周波プラズマを利用する場合には誘導を受
け難くするために透磁率が小さい材質が好ましい。
【００１８】具体的には、ＴｉＣ、ＴｉＮ、ＴｉＣＮ、
ＴｉＡｌＮ、ＣｒＮ、ＢＮ等の単一膜を選択すれば十分
であるが、これらの複合膜であっても材質が強固であれ
ば同様の効果が期待される。
ＴｉＡｌＮ、ＣｒＮ、ＢＮ等の単一膜を選択すれば十分
であるが、これらの複合膜であっても材質が強固であれ
ば同様の効果が期待される。
【００１９】保護膜の形成方法としては緻密で接着力の
強い膜を形成できればどのような方法でも良いが、例え
ば、化学蒸着、物理蒸着、イオンプレーティング、焼き
付け等の手段がある。保護膜の厚さとしては一般に数μ
ｍもあれば十分である。
強い膜を形成できればどのような方法でも良いが、例え
ば、化学蒸着、物理蒸着、イオンプレーティング、焼き
付け等の手段がある。保護膜の厚さとしては一般に数μ
ｍもあれば十分である。
【００２０】
【実施例】
【００２１】
【実施例１】図１に示す３ヶの直流プラズマガン１と高
周波プラズマワークコイル２を有するハイブリッドプラ
ズマ装置のプラズマトーチにおいて、ワークコイルの内
側に位置する直径約８０ｍｍの石英水冷２重管３の上部
を固定している銅製の部分４と石英水冷２重管３の下部
を固定している銅製の部分５の各々の内面６に膜厚約３
μｍのＴｉＣコーティングを施した。
周波プラズマワークコイル２を有するハイブリッドプラ
ズマ装置のプラズマトーチにおいて、ワークコイルの内
側に位置する直径約８０ｍｍの石英水冷２重管３の上部
を固定している銅製の部分４と石英水冷２重管３の下部
を固定している銅製の部分５の各々の内面６に膜厚約３
μｍのＴｉＣコーティングを施した。
【００２２】このトーチを用い、各々の直流プラズマは
アルゴン：１２１／ｍｉｎ、パワー：９ｋｗの条件で、
高周波プラズマはアルゴン：１５０１／ｍｉｎ、水素：
５０１／ｍｉｎ、プレートパワー：１２０ｋｗの条件で
プラズマを点火した。
アルゴン：１２１／ｍｉｎ、パワー：９ｋｗの条件で、
高周波プラズマはアルゴン：１５０１／ｍｉｎ、水素：
５０１／ｍｉｎ、プレートパワー：１２０ｋｗの条件で
プラズマを点火した。
【００２３】その後、平均粒径４０μｍ、純度９９．９
９％以上の銀粉末を２０ｇ／ｍｉｎの条件で導入し、蒸
発・再析出により微粒子を製造した。約１時間後プラズ
マを消しトーチの状態を調べたが、何の変化も認められ
なかった。
９％以上の銀粉末を２０ｇ／ｍｉｎの条件で導入し、蒸
発・再析出により微粒子を製造した。約１時間後プラズ
マを消しトーチの状態を調べたが、何の変化も認められ
なかった。
【００２４】生成した微粒子を調べたところ、原料と同
じく純度９９．９９％以上の平均粒径０．２μｍの銀粒
子であった。
じく純度９９．９９％以上の平均粒径０．２μｍの銀粒
子であった。
【００２５】
【比較例２】ＴｉＣコーティングを施していない他は実
施例１と同じプラズマトーチを用い、同条件でプラズマ
を発生させ、同じ銀粉末を２０ｇ／ｍｉｎの条件で導入
した。
施例１と同じプラズマトーチを用い、同条件でプラズマ
を発生させ、同じ銀粉末を２０ｇ／ｍｉｎの条件で導入
した。
【００２６】１０分程度で石英水冷２重管３の上部を固
定している銅製の部分４の内面６が導入した銀と反応・
溶融し、穴が開き冷却水がプラズマトーチ内へ漏れた。
定している銅製の部分４の内面６が導入した銀と反応・
溶融し、穴が開き冷却水がプラズマトーチ内へ漏れた。
【００２７】このためプラズマは消失し、微粒子製造は
中断した。中断までの約１０分の間に生成した微粒子を
調べたところ、不純物として銅を数％以上含有する平均
粒径０．２μｍの銀粒子であった。
中断した。中断までの約１０分の間に生成した微粒子を
調べたところ、不純物として銅を数％以上含有する平均
粒径０．２μｍの銀粒子であった。
【００２８】さらに、石英水冷２重管３の下部を固定し
ている銅製の部分５の内面６も銀と反応・合金化し、一
部溶融した痕跡が認められた。
ている銅製の部分５の内面６も銀と反応・合金化し、一
部溶融した痕跡が認められた。
【００２９】
【発明の効果】本発明により、プラズマ発生装置におい
て、反応性の高い物質を導入した場合でもプラズマトー
チの耐食性が良好であり、プラズマ装置の安定した操業
が可能となる。
て、反応性の高い物質を導入した場合でもプラズマトー
チの耐食性が良好であり、プラズマ装置の安定した操業
が可能となる。
【００３０】又、プラズマ中で合成する物質への不純度
混入防止、さらには、プラズマ装置の長寿命化を図るこ
とができる。
混入防止、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】本発明を利用したハイブリッドプラズマトーチ
の一例を示す断面図。
の一例を示す断面図。
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２重管 ４ 石英水冷２重管上部固定部品 ５ 石英水冷２重管下部固定部品 ６ ＴｉＣコーティング施工部分 ７ 原料導入ノズル ８ プラズマフレーム
Claims (4)
- 【請求項１】 プラズマ発生装置において使用されるプ
ラズマトーチであって、トーチの金属部分の表面に、セ
ラミックスの保護膜を形成したことを特徴とする耐食性
に優れたプラズマトーチ。 - 【請求項２】 セラミックスの保護膜がＴｉＣ、Ｔｉ
Ｎ、ＴｉＣＮ、ＴｉＡｌＮ、ＣｒＮ、又は、ＢＮから成
る請求項１記載の耐食性に優れたプラズマトーチ。 - 【請求項３】 トーチの金属部分が銅である請求項１又
は２記載の耐食性に優れたプラズマトーチ。 - 【請求項４】 プラズマ発生装置が、高周波プラズマ装
置、又は、直流プラズマと高周波プラズマから成るハイ
ブリッドプラズマ装置である請求項１、２又は３記載の
耐食性に優れたプラズマトーチ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5104902A JPH06292972A (ja) | 1993-04-08 | 1993-04-08 | 耐食性に優れたプラズマトーチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5104902A JPH06292972A (ja) | 1993-04-08 | 1993-04-08 | 耐食性に優れたプラズマトーチ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06292972A true JPH06292972A (ja) | 1994-10-21 |
Family
ID=14393075
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5104902A Withdrawn JPH06292972A (ja) | 1993-04-08 | 1993-04-08 | 耐食性に優れたプラズマトーチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06292972A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004108338A1 (ja) * | 2003-06-04 | 2004-12-16 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | 加工機用ノズル、溶接用コンタクトチップ、加工機用ノズルの製造方法、溶接用コンタクトチップの製造方法 |
-
1993
- 1993-04-08 JP JP5104902A patent/JPH06292972A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004108338A1 (ja) * | 2003-06-04 | 2004-12-16 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | 加工機用ノズル、溶接用コンタクトチップ、加工機用ノズルの製造方法、溶接用コンタクトチップの製造方法 |
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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: 20000704 |