JPS60248234A - プラズマ粉体処理装置 - Google Patents
プラズマ粉体処理装置Info
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- JPS60248234A JPS60248234A JP10461784A JP10461784A JPS60248234A JP S60248234 A JPS60248234 A JP S60248234A JP 10461784 A JP10461784 A JP 10461784A JP 10461784 A JP10461784 A JP 10461784A JP S60248234 A JPS60248234 A JP S60248234A
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/08—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with moving particles
- B01J8/12—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with moving particles moved by gravity in a downward flow
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
- B01J2219/0894—Processes carried out in the presence of a plasma
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
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- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明はプラズマ反応装置に係り、特に微粉体の粒子の
表面に均一な処理を施すプラズマ表面処理装置に関する
。
表面に均一な処理を施すプラズマ表面処理装置に関する
。
（１）
〔発明の背景〕
従来のプラズマ処理方法においては半導体基板や各種機
械部品等の成形体を対象としていた。例えばシリコン基
板をＣＦ、ガス中で発生させたプラズマによりエツチン
グする方法、あるいは金属部品を窒素プラズマ中で窒化
処理する方法等が利用されている。一方各種の粉体をプ
ラズマにより処理する方法としては、例えば特開昭５６
−４４０３７号公報及び特開昭５７−１７７３４２号公
報に示されている処理装置がある。すなわち被処理粉体
を充填した容器をプラズマ発生領域に置いて該粉体を処
理する方法あるいは攪拌装置を用いて被処理粉体を連続
的に攪拌しながら処理する方法が適用されている。また
特開昭５６−１５５６３９号公報に示されているように
プラズマを発生させた空間を、上部から下部へ向けて被
処理粉体を降下させて該粉体を処理する方法も適用され
ている。
械部品等の成形体を対象としていた。例えばシリコン基
板をＣＦ、ガス中で発生させたプラズマによりエツチン
グする方法、あるいは金属部品を窒素プラズマ中で窒化
処理する方法等が利用されている。一方各種の粉体をプ
ラズマにより処理する方法としては、例えば特開昭５６
−４４０３７号公報及び特開昭５７−１７７３４２号公
報に示されている処理装置がある。すなわち被処理粉体
を充填した容器をプラズマ発生領域に置いて該粉体を処
理する方法あるいは攪拌装置を用いて被処理粉体を連続
的に攪拌しながら処理する方法が適用されている。また
特開昭５６−１５５６３９号公報に示されているように
プラズマを発生させた空間を、上部から下部へ向けて被
処理粉体を降下させて該粉体を処理する方法も適用され
ている。
しかしこれらの粉体処理方法はいずれもプラズマの発生
している空間において処理を行っている。
している空間において処理を行っている。
マイクロ波等の交流電場が印加されている空間に（２）
置かれた物質は誘導加熱により熱せられ、その温度は７
００ないし８００℃に達することもある。
００ないし８００℃に達することもある。
このような高温の発生するプラズマ空間に被処理粉体を
置いた場合、被処理粉体が相転移あるいは焼結等によっ
てその特性を失うおそれがある。例えば磁性酸化鉄粉（
γ−Ｆｅ２Ｏ３）はプラズマ空間中で処理すると加熱さ
れてヘマタイト（α−Ｆｅ２０３ ）へ相転移し磁気特
性を失う可能性が高い。また磁性鉄粉をプラズマ中で窒
化処理しようとすると、加熱されて焼結し、結晶の針状
性が低下して磁気特性を失う恐れがある。したがって相
転移あるいは焼結を起こしやすい粉体を処理する場合に
はプラズマ中での高温の発生を抑制する必要がある。
置いた場合、被処理粉体が相転移あるいは焼結等によっ
てその特性を失うおそれがある。例えば磁性酸化鉄粉（
γ−Ｆｅ２Ｏ３）はプラズマ空間中で処理すると加熱さ
れてヘマタイト（α−Ｆｅ２０３ ）へ相転移し磁気特
性を失う可能性が高い。また磁性鉄粉をプラズマ中で窒
化処理しようとすると、加熱されて焼結し、結晶の針状
性が低下して磁気特性を失う恐れがある。したがって相
転移あるいは焼結を起こしやすい粉体を処理する場合に
はプラズマ中での高温の発生を抑制する必要がある。
誘導加熱による温度上昇を制御しようとすると、従来の
プラズマ処理装置では、試料がプラズマ空間中を通過す
るため誘導加熱現象を抑制する必要があった。誘導加熱
を制御するためには、従来の装置では印加する交流電場
を制御しなければならない。しかし交流電場を制御する
と温度以外のパ（３） ラメータ、例えばイオン濃度等に影響を与え、望ましい
プラズマ処理が得られないという問題点があった。
プラズマ処理装置では、試料がプラズマ空間中を通過す
るため誘導加熱現象を抑制する必要があった。誘導加熱
を制御するためには、従来の装置では印加する交流電場
を制御しなければならない。しかし交流電場を制御する
と温度以外のパ（３） ラメータ、例えばイオン濃度等に影響を与え、望ましい
プラズマ処理が得られないという問題点があった。
本発明の目的は、微粉体をアフタグロー中において残存
する活性種及び／あるいはプラズマからの発光により処
理し、上記微粉体の表面を改質するための装置を提供す
ることにある。
する活性種及び／あるいはプラズマからの発光により処
理し、上記微粉体の表面を改質するための装置を提供す
ることにある。
グロー放電プラズマ中において固体物質が受ける作用と
しては次のようなものがある。
しては次のようなものがある。
（１）ラジカル、イオン等の衝突によるスパッタ作用。
（２）ラジカル、イオン等と固体表面原子との反応によ
る化合物の生成。
る化合物の生成。
（３）イオンの固体内への侵入。
（４）気相反応生成物の表面への付着。
（５）プラズマ中の活性種の失活により発生する光の照
射。
射。
（６）交流電場による誘導加熱。
（４）
これらの作用はプラズマの出力、ガスの種類。
真空度、不純物濃度、被処理物の種類及び形状、さらに
は反応装置の構造によって寄与する割合が変わる。例え
ばプラズマの出力を高くするとスパッタ作用が顕著にな
り、またＣＦ４等のガスを用いるとエツチング現象に代
表される上記（２）の作用の寄与が大きくなる。
は反応装置の構造によって寄与する割合が変わる。例え
ばプラズマの出力を高くするとスパッタ作用が顕著にな
り、またＣＦ４等のガスを用いるとエツチング現象に代
表される上記（２）の作用の寄与が大きくなる。
微粉体の表面処理においては上記の各作用のうち（２）
、（５）及び（６）が重要な役割をはたす。例えば金属
微粒子の表面に酸化物、窒化物、炭化物等の薄膜を形成
させて安定化させる場合にはＮ２０，０２．Ｎ２ 、Ｎ
Ｈ３，炭化水素等のガス中でプラズマを発生させて微粉
体処理を行う方法が適用できる。また微粉体の乾燥ある
いは結晶化等を行う場合には加熱作用を利用することが
できる。しかし電磁誘導による加熱は被処理粉体によっ
ては望ましくない場合もある。プラズマ中においては誘
導加熱により８００℃程度にまで加熱されることがある
ので、」二部温度範囲において相転移、結晶化等の変化
を起こし、その特性を失う恐（５） れのある粉体の場合には加熱の起こる領域内での処理は
好ましくない。さらにスパッタリングあるいはイオンの
入射による粉体の損傷も好ましくない影響を及ぼす。
、（５）及び（６）が重要な役割をはたす。例えば金属
微粒子の表面に酸化物、窒化物、炭化物等の薄膜を形成
させて安定化させる場合にはＮ２０，０２．Ｎ２ 、Ｎ
Ｈ３，炭化水素等のガス中でプラズマを発生させて微粉
体処理を行う方法が適用できる。また微粉体の乾燥ある
いは結晶化等を行う場合には加熱作用を利用することが
できる。しかし電磁誘導による加熱は被処理粉体によっ
ては望ましくない場合もある。プラズマ中においては誘
導加熱により８００℃程度にまで加熱されることがある
ので、」二部温度範囲において相転移、結晶化等の変化
を起こし、その特性を失う恐（５） れのある粉体の場合には加熱の起こる領域内での処理は
好ましくない。さらにスパッタリングあるいはイオンの
入射による粉体の損傷も好ましくない影響を及ぼす。
プラズマ発生領域の下流部（アフターグロー領域）にお
いては、寿命の長い活性種の場合は顕著に反応を起こし
つるほどの濃度を持つことがある。
いては、寿命の長い活性種の場合は顕著に反応を起こし
つるほどの濃度を持つことがある。
例えばＣＨ４Ｈ２混合ガス中で発生させたプラズマの下
流部に基板を置き、基板の温度を７００℃に保つと基板
上に炭素質の析出物を生成させることができる。さらに
プラズマ下流部においては交流電場による誘導加熱の寄
与が小さくなり、粉体の熱による変化を抑制することが
できる。そこで発明者らは熱による変化を受けやすい微
粉体にプラズマによる処理を行う際に、プラズマ下流部
において残存する活性種を被処理粉体と接触させ目的と
する表面処理を行わせることを考案した。
流部に基板を置き、基板の温度を７００℃に保つと基板
上に炭素質の析出物を生成させることができる。さらに
プラズマ下流部においては交流電場による誘導加熱の寄
与が小さくなり、粉体の熱による変化を抑制することが
できる。そこで発明者らは熱による変化を受けやすい微
粉体にプラズマによる処理を行う際に、プラズマ下流部
において残存する活性種を被処理粉体と接触させ目的と
する表面処理を行わせることを考案した。
被処理粉体は表面処理を粒子の全表面に均一に施すため
にプラズマ下流部の空間を重力により落下しながらプラ
ズマ活性種と作用する。このとき被（６） 処理粉体の落下する方向と逆方向に排気によるガスの流
れを生せしめ、被処理粉体の落下速度を調製し、プラズ
マ下流部における被処理粉体の滞留時間を制御すること
ができる。この操作により該粉体の処理の反応率を望ま
しい値に設定できる。
にプラズマ下流部の空間を重力により落下しながらプラ
ズマ活性種と作用する。このとき被（６） 処理粉体の落下する方向と逆方向に排気によるガスの流
れを生せしめ、被処理粉体の落下速度を調製し、プラズ
マ下流部における被処理粉体の滞留時間を制御すること
ができる。この操作により該粉体の処理の反応率を望ま
しい値に設定できる。
さらに処理の反応率を高めるために粉体処理室をプラズ
マ発生部とは別個に望ましい処理温度を保つことができ
る。従来のプラズマ発生領域内での処理においては温度
を制御しようとすると他のプラズマパラメータに影響を
与えるという問題があったが、この方法では他のプラズ
マパラメータに影響を与えることなく処理温度を望まし
い値に設定することができる。
マ発生部とは別個に望ましい処理温度を保つことができ
る。従来のプラズマ発生領域内での処理においては温度
を制御しようとすると他のプラズマパラメータに影響を
与えるという問題があったが、この方法では他のプラズ
マパラメータに影響を与えることなく処理温度を望まし
い値に設定することができる。
プラズマ下流部において重力により落下する粉体を処理
するためには、プラズマ発生部を横型の管としなければ
ならない。粉体処理室は縦型として上部に粉体供給送置
、上部に粉体回収装置を備え、中央部にプラズマ発生部
を枝管としてとりつける。もし粉体処理のために温度制
御が必要であるならば、粉体供給装置あるいは粉体処理
室を外（７） 部あるいは内部から加熱して、プラズマ空間とは別個に
被処理粉体に最適の処理温度を設定することができる。
するためには、プラズマ発生部を横型の管としなければ
ならない。粉体処理室は縦型として上部に粉体供給送置
、上部に粉体回収装置を備え、中央部にプラズマ発生部
を枝管としてとりつける。もし粉体処理のために温度制
御が必要であるならば、粉体供給装置あるいは粉体処理
室を外（７） 部あるいは内部から加熱して、プラズマ空間とは別個に
被処理粉体に最適の処理温度を設定することができる。
さらに粉体の落下速度を制御するためのガス流の発生法
として縦型の粉体処理室の下部からガスを導入するか、
あるいは−上部に真空排気のための排気口を設置するこ
ともできる。
として縦型の粉体処理室の下部からガスを導入するか、
あるいは−上部に真空排気のための排気口を設置するこ
ともできる。
以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。本実
施例においてプラズマ粉体処理装置は、中心軸を重力方
向にほぼ一致させた粉体処理室１０、交流電場発生装置
２０．交流電場印加装置３０、プラズマ発生部４０．粉
体供給装置５０゜粉体回収装置６０．ガス供給装置７０
及び真空排気装置８０によって構成される。交流電場発
生装置２０としては高周波電源あるいはマイクロ波発振
器を用いることができる。また交流電場印加装置３０と
しては交流電場発生装置２０に対応してコイルあるいは
導波管を使用することができる。
施例においてプラズマ粉体処理装置は、中心軸を重力方
向にほぼ一致させた粉体処理室１０、交流電場発生装置
２０．交流電場印加装置３０、プラズマ発生部４０．粉
体供給装置５０゜粉体回収装置６０．ガス供給装置７０
及び真空排気装置８０によって構成される。交流電場発
生装置２０としては高周波電源あるいはマイクロ波発振
器を用いることができる。また交流電場印加装置３０と
しては交流電場発生装置２０に対応してコイルあるいは
導波管を使用することができる。
次に本実施例の動作を説明する。まず真空排気装置８０
により系内を排気する。バルブ１０１を（８） 調節しガス供給装置７０より系内にガスを送り込む。交
流電場発生装置２０により交流電場を発生させ交流電場
印加装置３０を用いてプラズマを発生させる。被処理粉
体は粉体供給装置５０から連続的に粉体処理室１０へ供
給する。被処理粉体２００はヒーター９０によって加熱
されながら落下しプラズマ下流部４００において処理さ
れる。
により系内を排気する。バルブ１０１を（８） 調節しガス供給装置７０より系内にガスを送り込む。交
流電場発生装置２０により交流電場を発生させ交流電場
印加装置３０を用いてプラズマを発生させる。被処理粉
体は粉体供給装置５０から連続的に粉体処理室１０へ供
給する。被処理粉体２００はヒーター９０によって加熱
されながら落下しプラズマ下流部４００において処理さ
れる。
このときバルブ＋０２を調節することにより、粉体処理
室１０の中を」二向きに流れる排気ガス流速を制御して
被処理粉体２００の落下速度を調節することができる。
室１０の中を」二向きに流れる排気ガス流速を制御して
被処理粉体２００の落下速度を調節することができる。
処理された粉体は粉体回収装置６０により補集される。
また排気ガス流に同伴された粒子は粒子補集器１０３に
より補集される。
より補集される。
本実施例によれば被処理粉体の温度をヒーターによって
制御し、プラズマ下流部での被処理粉体の滞留時間を排
気ガス流によって制御できるので粉体に最適のプラズマ
処理を施すことができる。
制御し、プラズマ下流部での被処理粉体の滞留時間を排
気ガス流によって制御できるので粉体に最適のプラズマ
処理を施すことができる。
本発明によれば、粉体をプラズマ処理するときに粉体の
温度をプラズマ発生部と別個に制御でき、（９） プラズマ下流部において上向きのガス流により粒子の滞
留時間を調節できるので熱による変化を受けやすい粉体
をプラズマを用いて表面処理することができる。
温度をプラズマ発生部と別個に制御でき、（９） プラズマ下流部において上向きのガス流により粒子の滞
留時間を調節できるので熱による変化を受けやすい粉体
をプラズマを用いて表面処理することができる。
第１図はプラズマ粉体処理装置の構成を示す概念図であ
る。 １０・・・粉体処理室、２０・・・交流電場発生装置、
３０・・・交流電場印加装置、４０・・・プラズマ発生
部、５０・・・粉体供給装置、６０・・粉体回収装置、
７゜・・・ガス供給装置、８０・・・真空排気装置、９
０・・・ヒーター、１０１，１０２・・・バルブ、２０
０・・・被処理粉体、３００・・プラズマ、４００・・
プラズマ下流部。 代理人 弁理士 高橋明夫 （１０）
る。 １０・・・粉体処理室、２０・・・交流電場発生装置、
３０・・・交流電場印加装置、４０・・・プラズマ発生
部、５０・・・粉体供給装置、６０・・粉体回収装置、
７゜・・・ガス供給装置、８０・・・真空排気装置、９
０・・・ヒーター、１０１，１０２・・・バルブ、２０
０・・・被処理粉体、３００・・プラズマ、４００・・
プラズマ下流部。 代理人 弁理士 高橋明夫 （１０）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、粉体をプラズマにより処理して該粉体の表面を改質
する装置において、上部に粉体供給装置、下部に粉体回
収装置を設置し、中間に横型プラズマ発生管を接続した
縦型の粉体処理室を設けたことを特徴とするプラズマ粉
体処理装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載において、粉体の処理温
度を制御するために試験処理室に加熱装置を設けたこと
を特徴とするプラズマ粉体処理装置。 ３、特許請求の範囲第１項及び第２項において、粉体の
落下速度を調節するために粉体処理室内に上向きのガス
流を発生させる装置を設けたことを特徴とするプラズマ
粉体処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10461784A JPS60248234A (ja) | 1984-05-25 | 1984-05-25 | プラズマ粉体処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10461784A JPS60248234A (ja) | 1984-05-25 | 1984-05-25 | プラズマ粉体処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60248234A true JPS60248234A (ja) | 1985-12-07 |
Family
ID=14385400
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10461784A Pending JPS60248234A (ja) | 1984-05-25 | 1984-05-25 | プラズマ粉体処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60248234A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0327401A2 (en) * | 1988-02-05 | 1989-08-09 | The Dow Chemical Company | Apparatus and method for producing uniform, fine ceramic powders |
| JPH0731873A (ja) * | 1993-07-21 | 1995-02-03 | Natl Inst For Res In Inorg Mater | 自己傾斜型複合粒子の製造方法 |
| WO2002028573A1 (fr) * | 2000-10-06 | 2002-04-11 | Wheelabrator-Allevard | Procede et dispositif de spheroïdisation par refusion de particules metalliques |
| CN100415412C (zh) * | 2005-09-30 | 2008-09-03 | 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 | 有机包覆金属纳米粉末的制备方法及其装置 |
| JP2012228631A (ja) * | 2011-04-25 | 2012-11-22 | Chugai Ro Co Ltd | 落下式粉体処理装置 |
| WO2018179344A1 (ja) * | 2017-03-31 | 2018-10-04 | 株式会社イーツーラボ | プラズマ表面処理方法およびプラズマ表面処理装置 |
| JP2021527565A (ja) * | 2018-06-22 | 2021-10-14 | モレキュラー・プラズマ・グループ・ソシエテ・アノニムＭｏｌｅｃｕｌａｒ Ｐｌａｓｍａ Ｇｒｏｕｐ Ｓａ | 基板上への大気圧プラズマジェットコーティング堆積のための改善された方法および装置 |
-
1984
- 1984-05-25 JP JP10461784A patent/JPS60248234A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0327401A2 (en) * | 1988-02-05 | 1989-08-09 | The Dow Chemical Company | Apparatus and method for producing uniform, fine ceramic powders |
| JPH0731873A (ja) * | 1993-07-21 | 1995-02-03 | Natl Inst For Res In Inorg Mater | 自己傾斜型複合粒子の製造方法 |
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| FR2814971A1 (fr) * | 2000-10-06 | 2002-04-12 | Wheelabrator Allevard | Procede et dispositif de spheroidisation par refusion de particules metalliques |
| CN100415412C (zh) * | 2005-09-30 | 2008-09-03 | 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 | 有机包覆金属纳米粉末的制备方法及其装置 |
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| WO2018179344A1 (ja) * | 2017-03-31 | 2018-10-04 | 株式会社イーツーラボ | プラズマ表面処理方法およびプラズマ表面処理装置 |
| JPWO2018179344A1 (ja) * | 2017-03-31 | 2020-02-06 | 株式会社イーツーラボ | プラズマ表面処理方法およびプラズマ表面処理装置 |
| JP2021527565A (ja) * | 2018-06-22 | 2021-10-14 | モレキュラー・プラズマ・グループ・ソシエテ・アノニムＭｏｌｅｃｕｌａｒ Ｐｌａｓｍａ Ｇｒｏｕｐ Ｓａ | 基板上への大気圧プラズマジェットコーティング堆積のための改善された方法および装置 |
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