KR100551547B1 - Equipment for production of metal, alloy and ceramic nano powders by simultaneous wire feeding of electrical explosion of wire and it's method - Google Patents

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KR100551547B1 KR1020030041137A KR20030041137A KR100551547B1 KR 100551547 B1 KR100551547 B1 KR 100551547B1 KR 1020030041137 A KR1020030041137 A KR 1020030041137A KR 20030041137 A KR20030041137 A KR 20030041137A KR 100551547 B1 KR100551547 B1 KR 100551547B1
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Abstract

복수개의 와이어를 동시 투입하는 전기폭발법에 의한 금속, 합금 또는 세라믹 나노분말 제조방법 및 그 장치에 관한 것으로, 그 구성은 전기 폭발법(Electrical explosion of wire method : EEW)을 이용하여 동시에 복수개의 와이어를 공급하고, 인접하는 와이어간의 거리를 제어하여 대략 100nm 나 그 이하의 입자 크기를 갖는 나노합금 분말, 나노세라믹분말, 단일나노분말을 선택적으로 생산하고 포집 과정을 단순화하여 생산된 분말의 포집 수율을 높이는 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a metal, alloy or ceramic nanopowder by an electric explosion method and a device thereof, wherein a plurality of wires are simultaneously used using an electrical explosion method (EEW). And control the distance between adjacent wires to selectively produce nanoalloy powder, nanoceramic powder, and single nanopowder with particle size of about 100nm or less and simplify the collection process. Height relates to methods and apparatus.

전기폭발법, 금속, 세라믹, 나노금속분말, 나노세라믹분말, 나노합금분말Electroexplosion, Metal, Ceramic, Nano Metal Powder, Nano Ceramic Powder, Nano Alloy Powder

Description

복수개의 와이어를 동시 투입하는 전기폭발법에 의한 금속, 합금 또는 세라믹 나노분말 제조방법 및 그 장치{Equipment for production of metal, alloy and ceramic nano powders by simultaneous wire feeding of electrical explosion of wire and it's method} Equipment for production of metal, alloy and ceramic nano powders by simultaneous wire feeding of electrical explosion of wire and it's method}             

도 1은 본 발명 펄스발생기의 작동 원리도,1 is a working principle of the pulse generator of the present invention,

도 2는 본 발명 와이어 공급장치의 작동 원리도,2 is a working principle of the present invention wire supply device,

도 3a는 본 발명 전기폭발법에 의한 나노분말(금속) 장치의 전체 구성도,Figure 3a is an overall configuration diagram of a nano-powder (metal) device by the electroexplosion method of the present invention,

도 3b는 본 발명 전기폭발법에 의한 나노분말 장치의 전체 구성도,3b is an overall configuration diagram of a nanopowder device according to the present invention electroexplosion method,

도 3c는 상기 도 3a 및 3b에 사용되는 버퍼기능을 가진 싸이클론의 평면도 및 정단면도,3C is a plan view and a front sectional view of a cyclone having a buffer function used in FIGS. 3A and 3B;

도 4는 기 출원된 출원인의 종래 펄스발생기의 작동 원리도,4 is an operation principle diagram of a conventional pulse generator of the applicant applicant,

도 5는 기 출원된 출원인의 종래 와이어 공급장치의 작동 원리도,5 is an operating principle of the applicant's conventional wire supply device,

도 6은 기 출원된 출원인의 종래 전기폭발법에 의한 나노금속분말 장치의 전체 구성도이다.Figure 6 is an overall configuration of the nano-metal powder apparatus by the applicant's conventional electroexplosion method.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

A : 펄스 발생장치 B : 와이어 폭발반응기A: pulse generator B: wire explosion reactor

C : 와이어 공급장치 D : 가스제공장치C: Wire supply device D: Gas supply device

E : 분말포집장치E: Powder Collector

(1) : 전압 (2) : 축전기 (1): voltage (2): capacitor

(3) : 전압분배기위 상측 저항 (4) : 전압분배기의 하측 저항(3): Upper resistance on voltage divider (4): Lower resistance on voltage divider

(5) : 스파크 갭의 고전압 전극 (6) : 스파크 갭(spark gap) (5): high voltage electrode of spark gap (6): spark gap

(7) : 스파크 갭의 구동전극 (8) : 스파크 갭의 저전압 전극 (7): drive electrode of spark gap (8): low voltage electrode of spark gap

(9) : 반응기의 고전압전극 (11) : 절연체 (9): high voltage electrode of reactor (11): insulator

(12) : 저항 (13) : 와이어 12: resistance 13: wire

(15) : 유도파 형성장치 (16) : 연소파 형성 모듈 (15): guided wave shaping device (16): combustion wave shaping module

(17) : 고전압 접지 (18) : 그라운드 스위치(17): high voltage ground (18): ground switch

(21) : 와이어 코일 (22) : 측정롤러 21: wire coil 22: measuring roller

(23) : 자유회전축 (24) : 측정롤러의 구멍 (23): free axis of rotation (24): hole in measuring roller

(25) : 와이어 변형모듈 (27) : 전기램프 (25): wire deformation module (27): electric lamp

(28) : 광전 변환장치 (29) : 로드 (28): photoelectric inverter (29): rod

(31) : 반응기 홀 (32) : 작동가스 입구 (31): reactor hole (32): working gas inlet

(33) : 분말과 작동가스 출구 (34) : 펌프33: powder and working gas outlet 34: pump

(41) : 트랩 (42) : 버퍼 기능을 가진 싸이클론(41): trap 42: cyclone with buffer function

(43) : 호퍼 (46) : 전기필터43: hopper 46: electric filter

(48) : 기계적필터 (51) : 아르곤가스통 (48): mechanical filter (51): argon gas cylinder

(52) : 산소통 (53) : 산소공급수량조절장치 (52): oxygen tank (53): oxygen supply quantity control device

(54) : 산소분압검출기 (55) : 블러워(54): oxygen partial pressure detector (55): blower

(60) : 전기필터 고전압 공급장치 (61) : 제어, 감시 컨솔(60) Electric filter high voltage supply (61): control, monitoring console

본 발명은 복수개의 금속와이어를 동시 투입하는 전기폭발법에 의한 금속, 합금 또는 세라믹 나노분말 제조방법 및 그 장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 금속, 합금 및 화학적 재료를 동시 투입하여 전기 폭발법(Electrical explosion of wire method : EEW)을 이용해 약 100nm나 그 이하의 입자 크기를 갖는 나노합금(금속)분말 또는 나노(복합)세라믹분말을 얻는 제조방법과 그 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a metal, alloy or ceramic nanopowder by an electroexplosive method to simultaneously insert a plurality of metal wires and to a device thereof, and more specifically to an electric explosion method by simultaneously adding a metal, alloy and chemical materials ( Electrical explosion of wire method (EEW) relates to a manufacturing method and apparatus for obtaining nanoalloy (metal) powder or nano (composite) ceramic powder having a particle size of about 100 nm or less.

일반적으로 단일 금속 분말을 제조하는 방법은 아토마이제이션(atomization), 액상환원법, 플라즈마를 이용하는 방법 등이 있다.In general, a single metal powder may be prepared by atomization, liquid phase reduction, or plasma.

하지만 상기 아토마이제이션 방법으로는 나노크기로 분말을 제조 할 수 없고 대략 50㎛정도 크기의 분말을 제조 할 수 있다. However, the atomization method may not produce a powder in nano size, and may produce a powder having a size of about 50 μm.

또한 상기 액상환원법은 나노크기로 몇 가지 귀금속만을 제조 할 수 있어 일 반적인 금속 분말에는 적용 할 수가 없다는 단점이 있다. In addition, the liquid reduction method can produce only a few precious metals in the nano-size has a disadvantage that it can not be applied to the general metal powder.

또한 상기 플라즈마 방법은 생산에 비해 전력 소모가 크며 분말 포집 할 때 산화를 방지시키는 별도의 장치가 필요하다는 등의 문제점을 가지고 있어 종래의 방법으로는 나노크기의 금속 분말을 안정적으로 생산 할 수가 없었다.In addition, the plasma method has a problem in that power consumption is greater than that of production and a separate device for preventing oxidation is required when powder is collected, and thus, the conventional method could not stably produce nano-sized metal powder.

이와 같은 문제점을 해결한 방법으로 본 출원인이 기 출원한바 있는 대한민국 특허출원 10-2001-0029606호가 있다.As a method for solving such a problem, there is Korean Patent Application No. 10-2001-0029606, which has been previously filed by the present applicant.

상기 기 출원된 발명의 주요 내용을 도 4내지 6을 참조하여 설명하자면,To describe the main contents of the pre- filed invention with reference to Figures 4 to 6,

나노분말제조방법은 와이어 공급장치에서 반응기 내부로 와이어를 공급하는 단계와, 상기 와이어 공급장치내의 측정롤러로 와이어 폭발길이를 측정하는 단계와, 상기 와이어 폭발길이 측정신호로 스파크갭의 구동신호를 발생하는 단계와, 상기 구동신호가 스파크 갭의 구동전극에 공급될때까지 축전지를 충전하는 단계와, 상기 스파크갭의 구동신호로 충전된 축전지의 고전압이 스파크 갭의 고전압전극과 저전압전극 사이의 절연체를 관통해 반응기의 고전압전극에 공급되는 단계와, 상기 고전압으로 반응기 내로 공급된 와이어가 폭발하여 나노 금속분말을 얻는 단계와, 상기 나노금속분말을 정확한 산소압에서 포집하는 단계를 포함하는 전기폭발법에 의한 금속 나노분말을 제조하는 방법을 특징으로 하고,The nano powder manufacturing method includes supplying a wire into a reactor from a wire supply device, measuring a wire explosion length with a measuring roller in the wire supply device, and generating a spark gap driving signal using the wire explosion length measurement signal. Charging the battery until the driving signal is supplied to the driving electrode of the spark gap; and a high voltage of the battery charged with the driving signal of the spark gap passes through the insulator between the high voltage electrode and the low voltage electrode of the spark gap. The method comprises the steps of supplying a high voltage electrode of the reactor, the wire supplied into the reactor at the high voltage to explode to obtain a nano metal powder, and collecting the nano metal powder at the correct oxygen pressure by an electric explosion method Characterized by a method for producing a metal nanopowder,

장치구성을 설명하자면 나노분말을 제조하는 장치에 있어서, 높은 전압을 발생하는 펄스 발생장치(A)의 스파크 갭(6)의 저전압전극(8)과 와이어 폭발반응기(B) 의 절연체(11)가 연결되고, 상기 와이어 폭발반응기 상측에 와이어를 공급하는 와이어 공급장치(C)가 연결되며, 상기 와이어 폭발반응기 측면상단에 가스제공장치(D)의 블러워가 연결되고 측면 하단에 분말포집장치(E)의 버퍼탱크가 연결되며, 상기 와이어 공급장치는 스파크갭(6)을 구동시키는 유도파 형성모듈(15)과 전기적으로 연결 결합되어 구성되고,In the device construction of the nanopowder, the low voltage electrode 8 of the spark gap 6 of the pulse generator A generating the high voltage and the insulator 11 of the wire explosion reactor B are provided. Is connected, the wire supply device (C) for supplying a wire to the upper side of the wire explosion reactor is connected, the blower of the gas providing device (D) is connected to the upper side of the wire explosion reactor and the powder collecting device (E) Buffer tank is connected, and the wire supply device is electrically connected and coupled to the induction wave forming module 15 for driving the spark gap 6,

상기 펄스 발생장치(A)는 구동된 정류자로 사용되는 세 개의 전극 방전장치로 구성하되, 저전압전극(8)은 관통된 절연체를 통한 고전압전극(5)으로 연결되고, 스파크갭(6)의 구동전극(7)은 저항기를 가로질러 접지되며, 상기 고전압전극은 전기적으로 충전기(2)와 전압분배기의 상측 저항(3)과 연결되고, 상기 저전압전극은 절연체(11)를 통하여 반응기의 고전압 전극(9)과 저항기(12)와 연결되어 접지되며, 상기 구동전극의 한쪽은 전압분배기 하측저항(4)과 다른 한쪽은 연소파 형성 모듈(16)과 연결되어 구성되고,The pulse generator (A) is composed of three electrode discharge device used as a driven rectifier, the low voltage electrode (8) is connected to the high voltage electrode (5) through a through insulator, driving the spark gap (6) The electrode 7 is grounded across the resistor, and the high voltage electrode is electrically connected to the charger 2 and the upper resistor 3 of the voltage divider, and the low voltage electrode is connected to the high voltage electrode of the reactor through the insulator 11. 9) is connected to the resistor 12 and grounded, one side of the driving electrode is configured to be connected to the voltage divider lower resistance (4) and the other side to the combustion wave forming module 16,

상기 와이어 폭발반응기(B)는 하측에 반응기 고전압전극(9)이 절연체(11)를 통해 펄스 발생장치(A)의 저전압전극(8)과 연결되고, 상측에 와이어를 공급하는 와이어 공급장치(C)가 연결되며, 측면 상단에 작동가스가 들어오는 입구와 측면 하단에 금속분말과 작동가스가 배출되는 출구가 구비되고, 내부에 반응기에서 가스가 소비될때 들어오는 작동가스의 방사흐름을 차축흐름으로 변형시키는 홀(31)이 구비되고,The wire explosion reactor (B) is connected to the low voltage electrode (8) of the pulse generator (A) through the insulator (11), the reactor high voltage electrode (9) at the lower side, the wire supply device (C) for supplying a wire to the upper side ) Is connected to the upper side of the working gas inlet and the lower side of the metal powder and the outlet gas outlet is provided, and when the gas is consumed in the reactor inside to transform the radial flow of the working gas into the axle flow The hole 31 is provided,

상기 와이어 폭발반응기(B)는 와이어가 공급되는 상측 입구 둘레에 와이어 폭발반응시 고전압 접지(17)가 구비되고,The wire explosion reactor (B) is provided with a high voltage ground (17) during the wire explosion reaction around the upper inlet to which the wire is supplied,

상기 와이어 공급장치(C)는 와이어 코일(21)과 와이어 변형모듈(25) 사이에 측정롤러(22)를 위치시켜 구성하되, 측정롤러(22)는 폭발 와이어의 길이를 측정할 수 있는 몇 개의 구멍(24)이 있고, 상기 구멍으로 전기램프(27)의 빛이 광전 변환장치(28)에 입사되어 폭발 와이어의 길이를 측정하여 스파크 갭을 트리거 시키는 신호를 전송하도록 구성되며,The wire supply device (C) is configured by placing the measuring roller 22 between the wire coil 21 and the wire deformation module 25, the measuring roller 22 is a few that can measure the length of the explosion wire And a hole 24, through which the light of the electric lamp 27 enters the photoelectric conversion device 28 to measure the length of the explosion wire and transmit a signal to trigger the spark gap,

상기 가스공급장치(D)는 산소(52)와 아르곤가스(51)가 공급되는 앞단에 블라워(55)가 설치되어 작동가스가 공급되고, 상기 블라워와 가스공급장치 사이에 산소분압검출기(54)가 설치되어 분말포집장치(E)의 기계적필터(48)와 연결되어 구성되며,The gas supply device (D) is a blower 55 is installed at the front end of the oxygen 52 and the argon gas 51 is supplied with a working gas, the oxygen partial pressure detector (B) between the blower and the gas supply device ( 54) is installed and connected to the mechanical filter 48 of the powder collecting device (E),

상기 분말포집장치(E)는 와이어 폭발 반응기의 작동가스 출구(33)와 연결되어 트랩(41)과 버퍼탱크(42)로 연결되고, 상기 버퍼탱크 출구는 연속적으로 연결된 제 1,2 사이클론(44,45)과 연결되며, 상기 사이클론 출구는 연속적으로 연결된 제 1,2 전기필터(46,47)를 통해 기계적 필터(48)로 연결되고, 상기 기계적 연결필터는 가스공급장치의 산소분압검출기(54)로 연결되어 구성된 것을 특징으로 한다.The powder collecting device (E) is connected to the working gas outlet 33 of the wire explosion reactor to the trap 41 and the buffer tank 42, the buffer tank outlet is continuously connected to the first and second cyclones (44) 45, the cyclone outlet is connected to the mechanical filter 48 through the first and second electrical filters 46 and 47 connected in series, and the mechanical connection filter is the oxygen partial pressure detector 54 of the gas supply device. It is characterized in that the connection is configured.

하지만 상기와 같은 기 출원된 본 출원인의 발명에서도 합금 또는 복합세라믹나노분말의 제조가 불가능하다는 문제점이 있다.However, there is a problem that the production of the alloy or composite ceramic nano-powder is not possible even in the present applicant's invention.

또한 생산된 분말을 포집하는 장치가 다단의 버퍼 싸이클론, 필터 및 호퍼로 구성되어 복잡함에도 불구하고 원하는 분말의 수율이 50-60% 밖에 되지 않는다는 문제점이 있다.In addition, although the apparatus for collecting the produced powder is composed of a multi-stage buffer cyclone, a filter and a hopper, there is a problem that the yield of the desired powder is only 50-60%.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 전기 폭발법(Electrical explosion of wire method : EEW)을 이용하는 기출원(대한민국 특허 출원 10-2001-0029606호)된 본 출원인의 발명을 더욱 개량하여 동시에 복수개의 와이어를 공급하여 대략 100nm 나 그 이하의 입자 크기를 갖는 나노합금 분말, 나노세라믹분말, 단일나노분말을 선택적으로 생산하고 포집 과정을 단순화하여 생산된 분말의 포집 수율을 높이는 방법 및 장치를 제공하는데 있다.
An object of the present invention for solving the above problems is to further improve the invention of the applicant of the previous application (Korean Patent Application No. 10-2001-0029606) using the electrical explosion (wire explosion) method (EEW) Provide a method and apparatus for supplying a plurality of wires to selectively produce nanoalloy powder, nanoceramic powder, single nanopowder having a particle size of about 100 nm or less and simplify the collection process to increase the yield of the produced powder It is.

상기와 같은 본 발명의 목적은 와이어 폭발반응기에 공급되는 와이어를 2개 혹은 그 이상의 개수를 동시에 공급하는 와이어 공급장치와 버퍼기능을 가진 다목적 싸이클론으로 구성되는 분말포집장치로 이루어지는 방법 및 장치를 제공함으로써 달성된다.
An object of the present invention as described above is to provide a method and device comprising a powder collecting device consisting of a multi-purpose cyclone having a wire supply device and a buffer function for simultaneously supplying two or more wires to the wire explosion reactor. Is achieved.

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 방법은 와이어 공급장치에서 반응기 내부로 와이어를 공급하는 단계와, 상기 와이어 공급장치내의 측정롤러로 와이어 폭발길이를 측정하는 단계와, 상기 와이어 폭발길이 측정신호로 스파크갭의 구동신호를 발생하는 단계와, 상기 구동신호가 스파크 갭의 구동전극에 공급될때까지 축전지를 충전하는 단계와, 상기 스파크갭의 구동신호로 충전된 축전지의 고전압이 스파크 갭의 고전압전극과 저전압전극 사이의 절연체를 관통해 반응기의 고전압전극에 공급되는 단계와, 상기 고전압으로 반응기 내로 공급된 와이어가 폭발하여 나노분말을 얻는 단계와, 상기 나노분말을 정확한 산소압에서 포집하는 단계를 포함하여 나노 분말을 제조하는 방법에 있어서,The present invention to achieve the object as described above and to perform the problem for eliminating the conventional drawback is a method of supplying the wire into the reactor from the wire feeder, and the wire explosion length to the measuring roller in the wire feeder Measuring, generating a spark gap driving signal with the wire explosion length measuring signal, charging a battery until the driving signal is supplied to a driving electrode of the spark gap, and driving the spark gap driving signal. The high voltage of the charged battery penetrates the insulator between the high voltage electrode and the low voltage electrode of the spark gap and is supplied to the high voltage electrode of the reactor, and the nano-powder is obtained by exploding the wire supplied into the reactor at the high voltage; A method of making a nanopowder comprising collecting the powder at an accurate oxygen pressure,

상기 와이어를 공급하는 단계에서 동일한 속도로 복수개의 와이어(금속, 합금, 세라믹)가 공급되도록 하고,In the step of supplying the wire to be supplied with a plurality of wires (metal, alloy, ceramic) at the same speed,

상기 공급된 와이어가 폭발하여 나노분말을 얻는 단계에서 공급되는 와이어간의 거리를 조절하여 원하는 합금(복합세라믹나노분말) 또는 단일나노분말을 얻도록 하고,The supplied wire is exploded to adjust the distance between the wires supplied in the step of obtaining nanopowder to obtain a desired alloy (composite ceramic nanopowder) or single nanopowder,

상기 포집단계에서는 응집방지를 위한 버퍼와 분말분급을 위한 싸이클론을 하나의 장치로 단순화한 버퍼 기능을 가진 싸이클론을 사용하여 복합적으로 포집하는 단계를 특징으로 한다.The collection step is characterized in that the complex collecting step using a cyclone having a buffer function to simplify the buffer for preventing aggregation and the cyclone for powder classification into a single device.

상기 공급된 와이어가 폭발하여 나노분말을 얻는 단계에서 공급되는 2개 또는 복수개의 와이어 간의 거리를 합금(복합 세라믹)나노분말제조를 위해서는 와이어(금속, 세라믹)간의 거리가 26 mm이하가 되도록 제어한다.The distance between the two or the plurality of wires supplied in the step of obtaining the nano powder by exploding the supplied wire is controlled so that the distance between the wires (metal, ceramic) is 26 mm or less for the production of alloy (composite ceramic) nano powder. .

상기 공급된 와이어가 폭발하여 나노분말을 얻는 단계에서 공급되는 2개 또는 복수개의 와이어 간의 거리를 단일금속(세라믹)을 동시에 2배 생산하기 위해서 78mm 이상이 되도록 제어한다.The distance between the two or the plurality of wires supplied in the step of obtaining the nano powder by exploding the supplied wires is controlled to be 78 mm or more in order to simultaneously produce twice the single metal (ceramic).

상기 공급된 와이어가 폭발하여 나노분말을 얻는 단계에서 공급되는 2개 또는 복수개의 와이어 간의 거리를 합금(복합 세라믹)분말 및 단일금속(세라믹)을 혼재하여 생산하기 위해서는 그 거리를 26 mm보다 크고 78mm 보다 작게 제어한다.In order to produce a mixture of alloy (composite ceramic) powder and monometal (ceramic) powder between two or more wires supplied in the step of obtaining the nano powder by exploding the supplied wire, the distance is larger than 26 mm and 78 mm. Control smaller.

본 발명의 장치구성은 높은 전압을 발생시켜 와이어 폭발반응기의 폭발을 일으키는 펄스 발생장치(A)와, 공급된 와이어가 폭발하여 나노분말로 형성되는 와이어 폭발반응기(B)와, 와이어 폭발반응기(B)에 와이어를 공급하는 와이어 공급장치(C)와, 와이어 폭발반응기에 가스를 제공하는 가스제공장치(D)와, 폭발반응기에서 배출되는 분말을 포집하는 분말포집장치(E)로 구성하여 나노분말을 제조하는 장치에 있어서,The device configuration of the present invention is a pulse generator (A) for generating a high voltage to explode the wire explosion reactor, a wire explosion reactor (B) is formed of nano-powder by exploding the supplied wire, wire explosion reactor (B Nanopowder consisting of a wire supply device (C) for supplying wire to the wire, a gas supply device (D) for providing gas to the wire explosion reactor, and a powder collecting device (E) for collecting the powder discharged from the explosion reactor. In the device for manufacturing,

상기 와이어 폭발반응기(B)는 하측에 반응기 고전압전극(9)이 절연체(11)를 통해 펄스 발생장치(A)의 저전압전극(8)과 연결되고, 상측에 2개 또는 복수개의 와이어를 공급하는 와이어 공급장치(C)가 연결되며, 측면 상단에 작동가스가 들어오는 입구와 측면 하단에 금속분말과 작동가스가 배출되는 출구가 구비되고, 내부에 반응기에서 가스가 소비될 때 들어오는 작동가스의 방사흐름을 차축흐름으로 변형시키는 2개의 홀(31)을 구비하되, 공급되는 2개 또는 복수개의 와이어간의 거리를 조절하여 구성하여 합금(복합 세라믹)나노분말 또는 단일나노물질이 생산되도록 하고, 와이어가 공급되는 상측 입구 둘레에 와이어 폭발반응시 고전압 접지(17)가 구비되도록 구성하고,In the wire explosion reactor (B), the reactor high voltage electrode (9) is connected to the low voltage electrode (8) of the pulse generator (A) through the insulator (11) at the lower side, and supplies two or more wires to the upper side. The wire supply device (C) is connected, and the inlet of the working gas enters at the top of the side and the outlet of the metal powder and the working gas are discharged at the bottom of the side, and the radial flow of the working gas when the gas is consumed in the reactor therein. It is provided with two holes 31 to deform the axle flow, by adjusting the distance between the two or a plurality of wires to be supplied to produce an alloy (composite ceramic) nano powder or a single nano material, the wire is supplied It is configured to be provided with a high voltage ground (17) during the wire explosion reaction around the upper inlet,

상기 와이어 공급장치(C)는 2개 또는 복수개를 설치하되, 이웃하는 와이어 코일(21)간을 동일축으로 연동하여 회전토록 구성하고, 각 와이어 공급장치(C)는 와이어 코일(21)과 와이어 변형모듈(25) 사이에 측정롤러(22)를 위치시켜 구성하되, 측정롤러(22)는 폭발 와이어의 길이를 측정할 수 있는 몇 개의 구멍(24)이 있고, 상기 구멍으로 전기램프(27)의 빛이 광전 변환장치(28)에 입사되어 폭발 와이어의 길이를 측정하여 스파크 갭을 트리거 시키는 신호를 전송하도록 구성한 것을 특징으로 한다.The wire supply device (C) is provided with two or a plurality of, the neighboring wire coils 21 are configured to rotate in the same axis interlocking, each wire supply device (C) is a wire coil 21 and a wire The measuring roller 22 is positioned between the deformation modules 25, but the measuring roller 22 has several holes 24 for measuring the length of the explosion wire, and the electric lamp 27 is used as the holes. The light is incident on the photoelectric conversion device 28 is characterized in that configured to transmit a signal to trigger the spark gap by measuring the length of the explosion wire.

상기 와이어 폭발반응기(B) 다음에 장치되는 분말포집장치(E)는 합금(금속)을 생산하기 위해서 와이어 폭발 반응기의 작동가스 출구(33)와 연결되어 트랩(41)과 버퍼 기능을 가진 싸이클론(42)으로 연결된 후 기계적 필터(48)로 연결되고, 상기 기계적 연결필터는 가스공급장치의 산소분압검출기(54)로 연결되어 구성한다.The powder collecting device E, which is installed after the wire explosion reactor B, is connected to the working gas outlet 33 of the wire explosion reactor 33 to produce an alloy (metal). After the connection to the 42 is connected to the mechanical filter 48, the mechanical connection filter is configured to be connected to the oxygen partial pressure detector 54 of the gas supply device.

상기 와이어 폭발반응기(B) 다음에 장치되는 분말포집장치(E)는 (복합)세라믹을 생산하기 위해서는 버퍼 기능을 가진 싸이클론(42) 및 기계적 필터(48) 사이에 전기필터(46)를 더 포함하여 구성한다.The powder collecting device E, which is installed after the wire explosion reactor B, adds an electric filter 46 between the cyclone 42 having a buffer function and the mechanical filter 48 to produce a (composite) ceramic. It is configured to include.

상기 와이어 폭발반응기(B)는 공급되는 2개 또는 복수개의 와이어 간의 거리를 합금(복합 세라믹)나노분말제조를 위해서 와이어(금속, 세라믹)간의 거리가 26 mm이하가 되도록 장치 구성한다.The wire explosion reactor (B) is configured so that the distance between two or more wires supplied is less than 26 mm between the wires (metal, ceramic) for the production of alloy (composite ceramic) nanopowder.

상기 와이어 폭발반응기(B)는 공급되는 2개 또는 복수개의 와이어 간의 거리를 단일금속(세라믹)을 동시에 2배 생산하기 위해서 78mm 이상이 되도록 장치 구성한다.The wire explosion reactor (B) is configured so that the distance between the two or a plurality of wires supplied to be 78mm or more to produce twice the single metal (ceramic) at the same time.

상기 와이어 폭발반응기(B)는 공급되는 2개 또는 복수개의 와이어 간의 거리를 합금(복합 세라믹)분말 및 단일금속(세라믹)을 혼재하여 생산하기 위해서 그 거리를 26 mm보다 크고 78mm 보다 작게 장치 구성한다.The wire explosion reactor (B) is composed of a device larger than 26 mm and smaller than 78 mm to produce a mixed distance between two or a plurality of wires supplied by mixing alloy (composite ceramic) powder and single metal (ceramic). .

상기 버퍼 기능을 가진 싸이클론(42)은 외부를 냉각하는 유로와 싸이클론의 내부를 냉각하는 이중의 유로로 구성한다,The cyclone 42 having the buffer function is composed of a flow path for cooling the outside and a double flow path for cooling the inside of the cyclone.

이하 본 발명의 실시예인 구성과 그 작용을 첨부도면에 연계시켜 상세히 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, the configuration and the operation of the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명 펄스발생기의 작동 원리도, 도 2는 본 발명 와이어 공급장치의 작동 원리도, 도 3a는 본 발명 전기폭발법에 의한 나노분말(금속) 장치의 전체 구성도, 도 3b는 본 발명 전기폭발법에 의한 나노분말 장치의 전체 구성도, 도 3c는 상기 도 3a 및 3b에 사용되는 버퍼기능을 가진 싸이클론의 평면도 및 정단면도를 도시하고 있는데, 본 발명의 개략적인 구성은 전원, 축전지, 높은 전압에 의한 와이어 폭발 반응기, 접지전극, 축전장치의 구동된 배전반(driven switchboard/ commutator: 정류자), 와이어 공급장치 및 분말포집기로 구성된다.1 is an operating principle diagram of the pulse generator of the present invention, Figure 2 is an operating principle diagram of the wire supply device of the present invention, Figure 3a is an overall configuration diagram of the nano-powder (metal) device by the electroexplosion method of the present invention, Figure 3b Fig. 3C shows a plan view and a front sectional view of a cyclone having a buffer function used in Figs. 3A and 3B. The schematic configuration of the present invention is a power supply, It consists of a battery, a high voltage wire explosion reactor, a ground electrode, a driven switchboard / commutator of a power storage device, a wire feeder and a powder collector.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명은 세 개의 전극 방전장치(three electrodes discharger)는 구동된 정류자로 사용된다. As shown in Fig. 1, the present invention uses three electrode dischargers as driven rectifiers.

여기에서 저전압전극(8)은 관통된 절연체(11)를 통하여 와이어폭발반응기의 고전압전극(9)에 연결되어 있고, 또한 일측부에서 저항(12)을 가로질러 접지 되어 있다. Here, the low voltage electrode 8 is connected to the high voltage electrode 9 of the wire explosion reactor through a penetrated insulator 11, and is grounded across the resistor 12 at one side.

고전압전극(5)은 전기적으로 축전기(2)와 전압 분배기의 상측 저항(upper arm, 3)에 연결되어 있다. The high voltage electrode 5 is electrically connected to the capacitor 2 and the upper arm 3 of the voltage divider.

구동전극(7)은 일측은 연소파(incendiary pulse)형성 모듈(16)에 연결되어 있고, 타측은 전압분배기의 하측 저항(low arm, 4)에 연결되어 있다.One side of the driving electrode 7 is connected to an incendiary pulse forming module 16, and the other side is connected to a lower arm 4 of the voltage divider.

특히, 스파크 갭(6)의 정류는 와이어와 높은 전압 전극 반응기 사이의 감소하는 갭의 분열과정에서 일어난다.In particular, the commutation of the spark gap 6 takes place during the dividing process of the decreasing gap between the wire and the high voltage electrode reactor.

또한 와이어공급장치(C)에서 2줄의 와이어가 와이어폭발반응기(B)로 공급된다.In addition, two wires from the wire supply device (C) are supplied to the wire explosion reactor (B).

상기와 같은 본 발명의 일부 구성은 축전지를 포함한 전원과 스위치보드, 높은 전압을 갖는 와이어 폭발 반응기와 접지, 와이어 변형기구를 포함한 와이어 공급기, 가스제공기, 배기를 포함한 분말 포집기, 사이클론, 분말 포집을 위한 전기적 볼륨필터 그리고 잘려진 콘(truncated cone)을 갖는 분말 분류기와 함께 전체적인 구성하에서 작동한다.Some configuration of the present invention as described above is a power supply and switchboard including a battery, a wire explosion reactor and grounding having a high voltage, a wire feeder including a wire deformation mechanism, a gas supply, a powder collector including an exhaust, cyclone, powder capture It works under the overall configuration with an electrical volume filter for the powder and a powder classifier with truncated cones.

도 2 에서 도시한 바와 같이 와이어 공급장치(C)의 기본적인 구성자체는 본 출원인의 기출원된 대한민국 특허출원 10-2001-0029606호와 동일하게 상부로부터 와이어코일(21), 측정롤러(22) 측정롤러의 구멍(24), 와이어변형모듈(25)로 구성되어 와이어가(13)를 와이어폭발반응기(B)공급하도록 구성하며, 와이어폭발반응기(B) 또한 기본적으로는 반응기홀(31), 작동가스입구(32) 및 분말과 작동가스출구(33)로 구성되지만, 가장 중요한 변화는 2개의 와이어를 동시에 공급하여 동시에 폭발시키도록 장치 구성하였다는데 있다. As shown in Figure 2, the basic configuration of the wire supply device (C) itself is the wire coil 21, measuring roller 22 measured from the top in the same manner as the applicant's previously filed Korean Patent Application No. 10-2001-0029606 It consists of a hole 24 of the roller, the wire deformation module 25 is configured to supply the wire (13) to the wire explosion reactor (B), the wire explosion reactor (B) is also basically a reactor hole (31), operation Although composed of a gas inlet 32 and a powder and a working gas outlet 33, the most important change is that the device is configured to supply two wires simultaneously and explode at the same time.

이와 같은 동시공급 및 동시폭발구성은 기출원건으로부터 용이하게 발명될수 있는 것은 아니고, 여러 가지 장치구성을 테스트하여 가장 적합한 구성을 채용하였다.Such simultaneous supply and simultaneous explosive configuration can not be easily invented from the previous application, and various device configurations were tested to adopt the most suitable configuration.

즉, 기출원구성을 개량한 본 발명에서는 2개의 와이어를 동시에 와이어폭발반응기(B)에 공급하도록 와이어코일(21)을 구동하는 축을 양 와이어코일(21)이 공동으로 사용하도록 장치 구성된다.That is, in this invention which improved the prior-application structure, the apparatus is comprised so that both wire coils 21 may share the axis which drives the wire coil 21 so that two wires may be supplied to the wire explosion reactor B simultaneously.

또한 이와 같은 구성에 의해 공급되는 2개의 와이어는 와이어폭발반응기(B)에 동시에 공급되어 폭발반응을 하게 되는데, 이때 인접하는 와이어간의 거리를 조정하도록 장치구성함으로써 나노합금분말, 나노복합세라믹분말, 2배의 생산량을 가지는 나노분말이 생성되게 된다.In addition, the two wires supplied by such a configuration are simultaneously supplied to the wire explosion reactor (B) to cause an explosion reaction. In this case, the device is configured to adjust the distance between adjacent wires, such as nano alloy powder, nano composite ceramic powder, and 2 Nanopowder with pear production will be produced.

상기에서 동일축을 사용하여 와이어공급장치를 구성한 이유를 설명하면 다음과 같다.The reason for configuring the wire supply apparatus using the same axis as described above is as follows.

기존 금속선투입장치(한국특허 출원번호 2001-29606호)는 한 개의 금속선만 을 투입할 수 있었으나 본 장치는 두 개 혹은 그 이상의 개수의 와이어를 동시에 투입해 동시에 방전할 수 있도록 고안하였으며 와이어간의 거리(wire to wire distance)를 26mm, 52mm 그리고 78mm로 가변할 수 있도록 하여 원하는 금속분말 및 합금분말 또는 단일물질의 나노분말을 제조할 수 있도록 구성하였다.Existing metal wire injection device (Korea Patent Application No. 2001-29606) was able to input only one metal wire, but this device was designed to discharge two or more wires simultaneously and discharge at the same time. The wire to wire distance can be changed to 26mm, 52mm and 78mm to produce the desired metal powder and alloy powder or nanopowder of single material.

즉, 단일 축에 여러개의 롤러를 설치하므로서 롤러간의 간격을 좌우로 임의 조절함으로써 와이어 간의 간격을 임의로 조정 가능하다. That is, the distance between the wires can be arbitrarily adjusted by arbitrarily adjusting the distance between the rollers to the left and right by installing several rollers on a single axis.

복수선 와이어 공급장치는 단일선 와이어 공급장치와 동일하게 고전압 대전류가 이 장치로 흐르지 않도록 폭발 챔버 내부에 접지를 두어 완벽한 절연이 되어있어 장치 변경상의 위험은 없다. As with single-wire wire supplies, the multi-wire wire supplies are grounded inside the explosion chamber to prevent high voltage and large currents from flowing into the device, so that there is no risk of device modification.

분말의 종류 및 형태(합금, 복합분말, 단일분말, 산화물분말 등)에 따라 와이어간의 간격은 최적의 거리로 조정하면 된다.According to the type and form of the powder (alloy, composite powder, single powder, oxide powder, etc.), the distance between the wires may be adjusted to an optimum distance.

또한 두 개의 금속선에 동시에 투입됨으로 생산량을 크게 증가시킬 수 있다. In addition, the two metal wires at the same time can greatly increase the production.

상기와 같은 본 발명 두 개의 와이어를 공급하는 장치는 몇 가지 방식이 고려되었다. The apparatus for supplying two wires of the present invention as described above has been considered in several ways.

첫째는 독립된 장치에 의해 각각의 wire가 공급되는 방식이고, 둘째로 두 가닥이거나 그 이상의 wire를 꼬아서 하나의 장치에 의해 공급되는 방식, 셋째로 한 개의 모터로 구동되는 단일 축에 여러 개의 릴이 공급되는 방식이다. The first is the way each wire is supplied by an independent device, and the second is the way it is fed by one device by twisting two or more wires. Third, there are several reels in a single shaft driven by one motor. This is how it is supplied.

이상의 방식들을 분석하였고, 예비 실험을 한 결과 첫 번째 방식이 간편하였 다. The above methods were analyzed and the first method was simple as a result of preliminary experiments.

그러나 이러한 독립적으로 wire가 공급되는 경우 각 wire의 공급속도가 조금만 달라져도 시간이 지날수록 차이는 더 심해져서 작업이 계속되지 못하였을 뿐 아니라, wire간 최소 간격이 적어도 50-60mm 이상이 되어 투입금속을 합금화할 수 없었다.However, when wires are supplied independently of each other, even if the supply speed of each wire is slightly changed, the difference becomes more severe as time passes, and the operation cannot be continued, and the minimum distance between the wires is at least 50-60mm or more. It could not be alloyed.

두 번째 방식은 wire가 꼬여서 릴에 걸리며 불규칙하게 동작하였다. 더군다나 꼬인 방식의 wire는 챔버에 설치할 때 축받이에 삽입되지 않았다. 분말은 폭발시 일부가 외부로 분출되었다. In the second method, the wires were twisted and caught on the reel and operated irregularly. Furthermore, the twisted wire was not inserted into the bearing when installed in the chamber. The powder was ejected to the outside part during the explosion.

이러한 사항들을 고려하여 단일 축에 2개의 롤러를 설치하는 방법이 선정되었다. 이 경우 첫 번째 방법에 비해 wire간 간격을 최소화(26mm) 할 수 있고, 두 번째 방법에 비해 안정적으로 공급될 수 있다. Considering these considerations, the method of installing two rollers on a single shaft was selected. In this case, the distance between wires can be minimized (26mm) compared to the first method, and it can be supplied more stably than the second method.

또한 일부 설계를 변경하면 3개 혹은 그 이상의 와이어를 동시에 투입할 수 있는 장점이 있다.In addition, some design changes have the advantage of being able to feed three or more wires simultaneously.

다음은 상기와 같은 와이어간의 거리 차에 따른 실험결과를 나타낸 따른 실시예이다.The following is an embodiment according to the experimental results according to the distance difference as described above.

(실시예 1)(Example 1)

Wire to wire distance = 26 mm Wire to wire distance = 26 mm

- 다른 2종의 금속을 사용할 경우 제조된 분말은 대부분 합금분말 혹은 복합 상 (intermetallic compound) 분말로 제조됨.When using two different metals, the powder is mostly made of alloy powder or intermetallic compound powder.

- 분말의 크기는 약 100nm 임-Powder size is about 100nm

이하는 서로 다른 금속 투입에 따른 TEM사진 결과이다.The following is the TEM photograph of the different metal inputs.

(1) Al-Fe동시 투입 : wire to wire거리 : 26 mm (1) Al-Fe simultaneous feeding: wire to wire distance: 26 mm

FeAl2 및 FeAl3 금속간화합물 생성, 일부단일 금속도 존재 Formation of FeAl 2 and FeAl 3 intermetallic compounds, some single metals also exist

Figure 112003022598070-pat00001
Figure 112003022598070-pat00002
Figure 112003022598070-pat00001
Figure 112003022598070-pat00002

투과전자현미경(TEM)사진               Transmission Electron Microscopy (TEM)

(2) W-Al 동시 투입 : wire to wire거리 : 26 mm(2) Simultaneous W-Al input: wire to wire distance: 26 mm

WAlx 복합상 일부 단일 금속분말도 존재 WAl x complex phase also contains some single metal powder

Figure 112003022598070-pat00003
Figure 112003022598070-pat00004
Figure 112003022598070-pat00003
Figure 112003022598070-pat00004

투과전자현미경(TEM)사진             Transmission Electron Microscopy (TEM)

(실시예 2)(Example 2)

Wire to wire distance = 52 mmWire to wire distance = 52 mm

- 제조된 분말은 합금화 혹은 intermetallic compound 과 단일금속으로 혼재된 상태로 제조됨.The powders produced are alloyed or mixed with intermetallic compounds and monometals.

- 분말의 크기는 약 100nm 이나 일부 큰 분말(200nm이상)도 생성됨.The size of the powder is about 100 nm but some larger powders (more than 200 nm) are produced.

(실시예 3)(Example 3)

Wire to wire distance = 78 mmWire to wire distance = 78 mm

- 제조된 분말은 합금화되어 있지 않고 단일상 분말을 이룸.The powders produced are not alloyed and form a single phase powder.

- 같은 종류의 금속선을 사용할 경우 생산량은 단일금속선투입장치에 비해 2 배에 이름.-When using the same type of metal wire, the output is doubled compared to the single metal wire injection device.

그러므로 합금분말제조를 위해서는 두 개의 다른 금속을 동시에 투입하되 와이어(금속)간의 거리가 26 mm이하가 되도록 하여 증발 응축하게 하여 합금화를 유도하며, 생산량향상을 목적으로 하는 경우 동일 금속을 동시에 투입하되 금속선간의 거리가 78mm 이상이 되도록 하여 증발응축시키면 100 nm 크기의 단일금속을 생산하며 생산량을 늘릴 수 있다. Therefore, for the production of alloy powder, two different metals should be added at the same time, but the distance between wires (metals) should be less than 26 mm to evaporate and condensate to induce alloying. Evaporation and condensation with a distance of 78 mm or more can produce a single metal with a size of 100 nm and increase production.

도 3a는 본 발명 전기폭발법에 의한 나노분말(금속) 장치의 전체 구성도, 도 3b는 본 발명 전기폭발법에 의한 나노분말 장치의 전체 구성도를 도시하고 있는데, 그 기본적인 구성은 기 출원된 본 출원인의 발명 대한민국 특허 출원 10- 2001-29606호와 동일하지만, 가장 중요한 변화는 기 출원된 특허 포집장치부의 문제점인 버퍼, 호퍼, 복수개의 사이클론, 복수개의 전기필터의 다단구성으로 인한 복잡함과, 그러한 구성에도 불구하고 수율이 낮다는 문제점을 단순한 포집장치부로 구성하면서도 수율이 높도록 구성하였다는데 있다.Figure 3a shows the overall configuration of the nano-powder (metal) device by the electroexplosion method of the present invention, Figure 3b shows the overall configuration of the nano-powder device by the electroexplosion method of the present invention, the basic configuration of the Same as the applicant's invention Korean Patent Application No. 10-2001-29606, but the most important change is the complexity due to the multi-stage configuration of the buffer, the hopper, the plurality of cyclones, the plurality of electric filters, which is a problem of the patent collecting device unit, In spite of such a configuration, the problem of low yield is composed of a simple collecting device but high yield.

즉, 본 발명의 포집장치부 구성은 나노금속 또는 합금분말을 얻을 경우는 도 3a와 같이 하나의 버퍼 기능을 가진 싸이클론(42) 및 호퍼(43)와 그 다음단계에 형성된 하나의 전기필터(46) 및 호퍼(43)와 기계적필터(48) 및 호퍼(43)와, 상기 전기필터(46)에 전원을 공급하는 전기필터고전압공급장치(60)로 구성하고,That is, in the case of obtaining the nano-metal or alloy powder, the collecting device part of the present invention is a cyclone 42 and the hopper 43 having a buffer function as shown in Figure 3a and one electric filter formed in the next step ( 46) and the hopper 43, the mechanical filter 48 and the hopper 43, and the electric filter high voltage supply device 60 for supplying power to the electric filter 46,

세라믹분말을 얻을 경우는 도 3b와 같이 하나의 버퍼 기능을 가진 싸이클론(42) 및 호퍼(43)와 기계적필터(48) 및 호퍼(43)로 간단하게 장치 구성하였다.When obtaining the ceramic powder, as shown in FIG. 3b, the apparatus was simply composed of a cyclone 42 and a hopper 43 having a buffer function, and a mechanical filter 48 and a hopper 43.

상기와 같이 이전 구성에 비해 획기적으로 그 구성을 단순화 했음에도 수율이 좋은 이유는 버퍼 기능을 가진 싸이클론(42)을 장치 구성함으로써 얻어진다.The reason why the yield is good even though the configuration is drastically simplified compared to the previous configuration as described above is obtained by the device configuration of the cyclone 42 having the buffer function.

즉, 종래 포집장치가 다단으로 그 크기를 달리하면서 구성되었음에도 각 각의 장치에 분급되는 분말은 원하는 크기의 분말이외에 원치 않는 작은 분말까지 섞여서 분급이 되는 단점이 있었다. In other words, although the conventional collecting device is configured in different stages of different sizes, the powder classified in each apparatus has a disadvantage of being classified by mixing small unwanted powders in addition to the powder of the desired size.

예를 들어 1차 싸이클론에서 포집된 분말의 경우 500nm 크기의 분말포집을 예상했으나 500nm크기의 분말 이외에 미세한 분말까지 동시에 섞여서 나가는 단점 이 있다. For example, in the case of the powder collected in the primary cyclone, it is expected that the 500 nm sized powder is collected, but there is a disadvantage in that the fine powder is mixed at the same time in addition to the 500 nm sized powder.

이와 같은 이유로 생산된 100nm 급 분말의 30% 정도가 1차 및 2차 싸이클론으로 원하지 않게 나가게 된다. For this reason, about 30% of the 100nm-class powder produced is undesired to the primary and secondary cyclones.

또 한가지는 제조된 분말이 응집을 하게 되면 작은 분말이라도 큰 분말과 같이 행동하게 되어 1차 및 2차 싸이클론에 걸리게 된다. Another thing is that when the powders are agglomerated, even small powders behave like large powders and become caught in primary and secondary cyclones.

이와 같은 이유 때문에 응집방지를 위한 버퍼탱크에 냉각수를 이용해 외부만 냉각시키던 것을 내부까지 냉각시켜 응집을 방지하면 제조된 미세분말의 응집을 크게 방지할 수 있게 된다.For this reason, by cooling only the outside of the buffer tank to prevent the agglomeration from being cooled to the inside to prevent the agglomeration, the agglomeration of the manufactured fine powder can be largely prevented.

도 3c에 도시된 바와 같이 버퍼기능을 가진 싸이클론(42)은 외부냉각 뿐아니라 싸이클론이 들어가는 내부에도 냉각장치를 만들어 구성하였다.As shown in FIG. 3C, the cyclone 42 having a buffer function is configured by making a cooling device inside the cyclone as well as external cooling.

결론적으로 버퍼기능을 단순히 입자간 간격을 멀리하여 응집을 방지하던 종래 기능에서 입자를 멀리하면서 내 외부 냉각을 통해 급냉시켜 응집을 방지하고 응집이 방지된 분말을 동시에 큰 싸이클론으로 분급시키면 큰 입자가 분급될 때 작은 입자가 섞여서 포집되는 것을 방지할 수 있게 된다.In conclusion, the buffer function prevents agglomeration by quenching through the internal and external cooling while keeping the particles away from the conventional function that simply prevents the agglomeration between particles and prevents the agglomeration. When classified, small particles can be mixed and prevented from being collected.

이하 본 발명의 개량된 장치구성 중 포집장치부의 수율에 관련된 실시예이다. The following is an embodiment related to the yield of the collecting device portion of the improved device configuration of the present invention.

- 수율은 각 단계를 거쳐 최종 filter에서 포집되는 양으로 결정.The yield is determined by the amount collected in the final filter through each step.

- 기존 장치는 수율이 50-60% 정도이나 본 발명의 장치구성은 75-85%로 크게 향상되었음.-The existing device yield is about 50-60%, but the device configuration of the present invention is greatly improved to 75-85%.

- 또한 장비를 간단하게 하여 제작비를 크게 절감할 수 있음.-In addition, the production cost can be greatly reduced by simplifying the equipment.

1. 전압에 따른 회수량 1. Recovery amount according to voltage

실험조건 : Al 와이어 사용(직경 0.4 mm, 길이 86 mm), 1000 pulse, 0.5Hz, Ar압력 4기압하에서 실험.Experimental conditions: Al wire (0.4 mm in diameter, 86 mm in length), 1000 pulses, 0.5Hz, Ar pressure experiment at 4 atm.

(실시예 1) - 23kV전압Example 1-23 kV Voltage

기존 장치 : 1 cyclone 2 cyclone FilterExisting device: 1 cyclone 2 cyclone Filter

29.4% 12.7% 57.9% (최종 수율)                29.4% 12.7% 57.9% (final yield)

본 발명장치 : cyclone with buffer FilterInventive device: cyclone with buffer Filter

13.5% 86.5%                  13.5% 86.5%

(실시예 2) - 28kV전압Example 2-28 kV Voltage

기존 장치 : 1 cyclone 2 cyclone FilterExisting device: 1 cyclone 2 cyclone Filter

26.8% 20.2% 51.5% (최종 수율)                26.8% 20.2% 51.5% (final yield)

본 발명 장치 : cyclone with buffer FilterDevice of the Invention: cyclone with buffer Filter

23.0% 77.0%                      23.0% 77.0%

2. Ar압력에 따른 회수량 2. Recovery amount according to Ar pressure

실험조건 : 28kV, Al wire사용 (직경 0.4 mm, 길이 86 mm), 1000 pulse, 0.5Hz하에서 실험. Test conditions: 28kV, using Al wire (diameter 0.4 mm, length 86 mm), experiment under 1000 pulse, 0.5Hz.

(실시예 1) - Ar압력 3기압Example 1 Ar Pressure 3 Atm

기존 장치 : 1 cyclone 2 cyclone FilterExisting device: 1 cyclone 2 cyclone Filter

33.3% 15.0% 51.7% (최종 수율)               33.3% 15.0% 51.7% (final yield)

본 발명 장치 : cyclone with buffer FilterDevice of the Invention: cyclone with buffer Filter

24.5% 75.5%                  24.5% 75.5%

(실시예 2) - Ar압력 4기압Example 2 Ar pressure 4 atmospheres

기존 장치 : 1 cyclone 2 cyclone FilterExisting device: 1 cyclone 2 cyclone Filter

26.8% 20.2% 51.5% (최종 수율)                26.8% 20.2% 51.5% (final yield)

본 발명 장치 : cyclone with buffer FilterDevice of the Invention: cyclone with buffer Filter

23.0% 77.0%                     23.0% 77.0%

(실시예 3) - Ar압력 5기압Example 3 Ar pressure 5 atmospheres

기존 장치 : 1 cyclone 2 cyclone FilterExisting device: 1 cyclone 2 cyclone Filter

44.4% 12.9% 42.7% (최종 수율)               44.4% 12.9% 42.7% (final yield)

본 발명 장치 : cyclone with buffer FilterDevice of the Invention: cyclone with buffer Filter

22.2% 77.8%                      22.2% 77.8%

3. Pulse에 따른 회수량 3. Recovery amount according to pulse

실험조건 : 28kV, Al wire사용 (직경 0.4 mm, 길이 86 mm), 1000 pulse, Ar압력 4기압하에서 실험.Experimental conditions: 28kV, using Al wire (0.4 mm in diameter, 86 mm in length), 1000 pulse, Ar pressure under 4 atm.

(실시예 1) - 0.2 HzExample 1-0.2 Hz

기존 장치 : 1 cyclone 2 cyclone FilterExisting device: 1 cyclone 2 cyclone Filter

19.2% 13.0% 66.5% (최종 수율)                19.2% 13.0% 66.5% (final yield)

본 발명 장치 : cyclone with buffer FilterDevice of the Invention: cyclone with buffer Filter

15.4% 84.6%                      15.4% 84.6%

(실시예 2) - 0.5 HzExample 2-0.5 Hz

기존 장치 : 1 cyclone 2 cyclone FilterExisting device: 1 cyclone 2 cyclone Filter

26.8% 20.2% 51.5% (최종 수율)                26.8% 20.2% 51.5% (final yield)

본 발명장치 : cyclone with buffer FilterInventive device: cyclone with buffer Filter

23.0% 77.0%                  23.0% 77.0%

이하 상기와 같은 본 발명 및 기 출원된 출원인의 종래 장치구성을 포함한 전체 구성을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the overall configuration, including the conventional device configuration of the present invention and the applicant of the present application as described above are as follows.

본 발명의 장치구성은 높은 전압을 발생시켜 와이어 폭발반응기의 폭발을 일으키는 펄스 발생장치(A)와, 공급된 와이어가 폭발하여 나노분말로 형성되는 와이 어 폭발반응기(B)와, 와이어 폭발반응기(B)에 와이어를 공급하는 와이어 공급장치(C)와, 와이어 폭발반응기에 가스를 제공하는 가스제공장치(D)와, 폭발반응기에서 배출되는 분말을 포집하는 분말포집장치(E)로 구성되고,The device configuration of the present invention is a pulse generator (A) for generating a high voltage to explode the wire explosion reactor, a wire explosion reactor (B) and the wire explosion reactor (B) is formed of nanopowder by exploding the supplied wire ( A wire supply device (C) for supplying wires to B), a gas supply device (D) for providing gas to the wire explosion reactor, and a powder collecting device (E) for collecting powder discharged from the explosion reactor,

상기 펄스 발생장치(A)는 구동된 정류자로 사용되는 세 개의 전극 방전장치로 구성하되, 저전압전극(8)은 관통된 절연체를 통한 고전압전극(5)으로 연결되고, 스파크갭(6)의 구동전극(7)은 저항기를 가로질러 접지되며, 상기 고전압전극은 전기적으로 충전기(2)와 전압분배기의 상측 저항(3)과 연결되고, 상기 저전압전극은 절연체(11)를 통하여 반응기의 고전압 전극(9)과 저항기(12)와 연결되어 접지되며, 상기 구동전극의 한쪽은 전압분배기 하측저항(4)과 다른 한쪽은 연소파 형성 모듈(16)과 연결되어 구성되고,The pulse generator (A) is composed of three electrode discharge device used as a driven rectifier, the low voltage electrode (8) is connected to the high voltage electrode (5) through a through insulator, driving the spark gap (6) The electrode 7 is grounded across the resistor, and the high voltage electrode is electrically connected to the charger 2 and the upper resistor 3 of the voltage divider, and the low voltage electrode is connected to the high voltage electrode of the reactor through the insulator 11. 9) is connected to the resistor 12 and grounded, one side of the driving electrode is configured to be connected to the voltage divider lower resistance (4) and the other side to the combustion wave forming module 16,

상기 와이어 폭발반응기(B)는 하측에 반응기 고전압전극(9)이 절연체(11)를 통해 펄스 발생장치(A)의 저전압전극(8)과 연결되고, 상측에 2개 또는 복수개의 와이어를 공급하는 와이어 공급장치(C)가 연결되며, 측면 상단에 작동가스가 들어오는 입구와 측면 하단에 금속분말과 작동가스가 배출되는 출구가 구비되고, 내부에 반응기에서 가스가 소비될 때 들어오는 작동가스의 방사흐름을 차축흐름으로 변형시키는 2개의 홀(31)을 구비하되, In the wire explosion reactor (B), the reactor high voltage electrode (9) is connected to the low voltage electrode (8) of the pulse generator (A) through the insulator (11) at the lower side, and supplies two or more wires to the upper side. The wire supply device (C) is connected, and the inlet of the working gas enters at the top of the side and the outlet of the metal powder and the working gas are discharged at the bottom of the side, and the radial flow of the working gas when the gas is consumed in the reactor inside. It is provided with two holes 31 for transforming the axle flow,

공급되는 2개 또는 복수개의 와이어간의 거리를 합금(복합 세라믹)나노분말제조를 위해서는 와이어(금속)간의 거리가 26 mm이하가 되도록 구성하고, 단일금속(세라믹)을 동시에 2배 생산하기 위해서는 78mm 이상이 되도록 구성하고, 합금(복합 세라믹)분말 및 단일금속(세라믹)을 혼재하여 생산하기 위해서는 그 거리를 26 mm보다 크고 78mm 보다 작게 구성하며,The distance between two or more wires to be supplied is composed so that the distance between wires (metals) is 26 mm or less for the production of alloy (composite ceramic) nanopowders, and 78 mm or more to produce twice the single metal (ceramic) at the same time. In order to produce a mixture of alloy (composite ceramic) powder and single metal (ceramic), the distance is larger than 26 mm and smaller than 78 mm,

상기 와이어 폭발반응기(B)는 와이어가 공급되는 상측 입구 둘레에 와이어 폭발반응시 고전압 접지(17)가 구비되도록 구성하고,The wire explosion reactor (B) is configured to be provided with a high voltage ground (17) during the wire explosion reaction around the upper inlet to which the wire is supplied,

상기 와이어 공급장치(C)는 2개 또는 복수개를 설치하되, 이웃하는 와이어 코일(21)간을 동일축으로 연동하여 회전토록 구성하고, 각 와이어 공급장치(C)는 와이어 코일(21)과 와이어 변형모듈(25) 사이에 측정롤러(22)를 위치시켜 구성하되, 측정롤러(22)는 폭발 와이어의 길이를 측정할 수 있는 몇 개의 구멍(24)이 있고, 상기 구멍으로 전기램프(27)의 빛이 광전 변환장치(28)에 입사되어 폭발 와이어의 길이를 측정하여 스파크 갭을 트리거 시키는 신호를 전송하도록 구성되며,The wire supply device (C) is provided with two or a plurality of, the neighboring wire coils 21 are configured to rotate in the same axis interlocking, each wire supply device (C) is a wire coil 21 and a wire The measuring roller 22 is positioned between the deformation modules 25, but the measuring roller 22 has several holes 24 for measuring the length of the explosion wire, and the electric lamp 27 is used as the holes. Of light is incident on the photoelectric converter 28 to measure the length of the explosion wire and transmit a signal to trigger the spark gap,

상기 가스공급장치(D)는 산소(52)와 아르곤가스(51)가 공급되는 앞단에 블러워(55)가 설치되어 작동가스가 공급되고, 상기 블러워와 가스공급장치 사이에 산소분압검출기(54)가 설치되어 분말포집장치(E)의 기계적필터(48)와 연결되어 구성되며,The gas supply device (D) is a blower 55 is installed at the front end of the oxygen 52 and the argon gas 51 is supplied with the working gas, the oxygen partial pressure detector (B) between the blower and the gas supply device ( 54) is installed and connected to the mechanical filter 48 of the powder collecting device (E),

상기 분말포집장치(E)는 합금(금속)을 생산하기 위해서는 와이어 폭발 반응기의 작동가스 출구(33)와 연결되어 트랩(41)과 버퍼 기능을 가진 싸이클론(42)으 로 연결된 후 기계적 필터(48)로 연결되고, 상기 기계적 연결필터는 가스공급장치의 산소분압검출기(54)로 연결되어 구성하고,In order to produce an alloy (metal), the powder collecting device E is connected to the working gas outlet 33 of the wire explosion reactor, connected to the trap 41 and the cyclone 42 having a buffer function, and then a mechanical filter ( 48), the mechanical connection filter is configured to be connected to the oxygen partial pressure detector 54 of the gas supply device,

(복합)세라믹을 생산하기 위해서는 버퍼 기능을 가진 싸이클론(42) 및 기계적 필터(48) 사이에 전기필터(46)를 구성한다.In order to produce a (composite) ceramic, an electric filter 46 is formed between the cyclone 42 having a buffer function and the mechanical filter 48.

이하 본 발명의 작동을 설명하면 다음과 같다.(금속 위주로)Hereinafter, the operation of the present invention will be described as follows.

고전압원(1)은 선택된 전압이 전압분배기(3,4)와 스파크 갭(6)의 고전압 전극(5)에 공급될 때까지 에너지 축전지(2)를 충전한다. The high voltage source 1 charges the energy storage battery 2 until the selected voltage is supplied to the voltage dividers 3 and 4 and the high voltage electrode 5 of the spark gap 6.

전압분배기의 하측 저항(4)으로부터 충전 전압 부분은 스파크 갭의 구동전극(7)에 공급되어 진다. 또한 스파크 갭의 낮은 전압 전극(8)은 절연체(11)를 통하여 반응기(10)의 높은 전압전극(9)에 연결되어 있다. 그리고 낮은 전압 전극은 저항기(12)와 접지되어 있다. The charge voltage portion from the lower resistor 4 of the voltage divider is supplied to the drive electrode 7 of the spark gap. The low voltage electrode 8 of the spark gap is also connected to the high voltage electrode 9 of the reactor 10 via the insulator 11. The low voltage electrode is grounded with resistor 12.

전극 5-7과 7-8 사이에 높인 스파크갭(6)에서 갭들은 전극간의 거리가 선택된 작동 전압의 1.5에서 2배 정도가 되는 거리를 초과하는 거리에 놓여있다. In the spark gap 6 raised between electrodes 5-7 and 7-8, the gaps lie at a distance beyond which the distance between the electrodes is about 1.5 to 2 times the selected operating voltage.

전압분배기의 저항이 축전기의 충전시간과 전극 7, 8 사이의 용량이 저항기 4에서의 매우 작은 것과 비교함으로서 전압분배기를 통해 축전기(2)의 과도한 방전 시간의 상태로부터 선택되어지기 때문에 실제로 축전기에서의 전압에 비례하여 변화된다. In practice, the resistance of the voltage divider is selected from the state of excessive discharge time of the capacitor 2 through the voltage divider by comparing the charge time of the capacitor and the capacitance between the electrodes 7, 8 to a very small value in resistor 4. Change in proportion to voltage.

와이어가 와이어 공급장치(C)에 의해 공급되고 전극(9)에 도달할 때(gap 이 1mm 정도에 도달할 때) 유도파 형성장치가 변환되고 스파크 갭(6)에 대한 제동파를 형성하는 연소파형성모듈(16)에 신호를 준다. 발생기는 돌아가고, 축전기(2)에 전압의 극성에 반대 극성을 지닌 연소파는 구동전극에 도달하고 스파크 갭이 시작된다. When the wire is supplied by the wire feeder C and reaches the electrode 9 (when the gap reaches about 1 mm), the guided wave former is converted to a lead that forms a braking wave for the spark gap 6. Signal to the sofa forming module (16). The generator rotates, and the combustion wave having a polarity opposite to the polarity of the voltage in the capacitor 2 reaches the drive electrode and the spark gap starts.

축전기는 와이어(13)에 방전되고, 와이어는 폭발한다. 고려된 장치에서 저항기(12)는 저항기를 통하여 축전기의 지속적인 방전으로 선택되어 진다. 1.5kΩ의 값을 갖는 대부분의 경우들에서는 제때에 두 개의 오더 차이를 제공한다.The capacitor is discharged to the wire 13 and the wire explodes. In the contemplated arrangement, the resistor 12 is selected for the continuous discharge of the capacitor through the resistor. In most cases with a value of 1.5 kΩ, two order differences are provided in time.

계 왜곡(field distortion)을 가진 배전반은 트리거(trigger) 배전반과 비교해볼 때 갭의 재배열 없이 보다 완만한 범위의 작동 전압을 갖는다. Switchboards with field distortion have a gentler range of operating voltages without rearrangement of the gaps compared to trigger switchboards.

트리거 스위치보드 작동은 단지 플라즈마가 주요한 갭에서 움직이고, 자외선 방사는 가스를 이온화하기 때문에 일어난다. 제안된 구동파의 배전반 진폭은 변환된 전압에 비례한다. 따라서 두 갭에서 계(field)의 증폭과 갑작스런 왜곡 증폭은 샤프 스파이크(sharp spike)를 가진(이 경우에 구동전극은 30mm 직경의 가운데 구멍을 가진 3mm 두께의 판이다.) 구동 전극에서 구동파의 공급 중에 발생한다. Trigger switchboard operation only occurs because the plasma moves in the major gap and ultraviolet radiation ionizes the gas. The switchboard amplitude of the proposed driving wave is proportional to the converted voltage. Thus, field amplification and sudden distortion amplification in both gaps are sharp spikes (in this case the drive electrode is a 3 mm thick plate with a 30 mm diameter center hole). Occurs during supply.

구동파의 양극에서 변환된 전압에 비교해 볼 때 반대이다. 40kv는 발전된 배전반에서의 작동전압이다. 이 전압은 전압 분배기에 의해 1:3(위 부분은 200MΩ, 아래부분은 100MΩ)으로 나뉘고, +13.3kV 전압은 구동과 접지된 전극 사이의 차이이다. 배전반 갭안의 계는 균일하고 에어 브레이크다운(air breakdown) 전압 응력은 30kv/cm 이다. 만일 낮은 갭 폭이 7mm(파괴에서보다 17배 이상에서)로 같게 되고 위의 갭 폭이 1.5cm(파괴보다 1.7배)로 같게 되면 또 그때 공급되는 구동파가 -40kV( 1 J 에너지)라면, 위, 아래 갭에서의 전압응력은 브레이크 전압응력보다 1.8 과 1.9배 이상이다. The opposite is true when compared to the voltage converted at the anode of the driving wave. 40kv is the working voltage in the advanced switchgear. This voltage is divided by a voltage divider by 1: 3 (200 MΩ on top, 100 MΩ on bottom), and the +13.3 kV voltage is the difference between the driven and grounded electrodes. The system in the switchgear gap is uniform and the air breakdown voltage stress is 30 kv / cm. If the lower gap width is equal to 7 mm (17 times more than at break) and the upper gap width is equal to 1.5 cm (1.7 times more than at break) and then the driving wave supplied is -40 kV (1 J energy), The voltage stresses in the upper and lower gaps are 1.8 and 1.9 times more than the brake voltage stresses.

동시에 계의 왜곡과 증폭은 구동 전극 안의 구멍 가장자리에서 일어난다. 이것은 아랫부분 갭의 빠른 파괴를 유도하고 그 다음 위 부분 갭의 파괴를 유도한다. 트리거 니들(trigger needle) 구동 전압과 비교할 때 계를 왜곡시키는 큰 사각형의 가장자리는 전극의 대체 없이 스위치 보드의 수명을 증가시키도록 한다. At the same time the distortion and amplification of the system takes place at the edge of the hole in the drive electrode. This leads to a quick break of the bottom gap and then to a break of the top gap. Large square edges that distort the system as compared to the trigger needle drive voltage allow to increase the life of the switchboard without replacing the electrodes.

추가 측정 롤러는 와이어 코일과 와이어 변형 모듈 사이의 와이어 공 기구 내에 있다. 측정 롤러는 자유 회전축에 단단히 묶여있고 측정 롤러는 공급된 와이어에 의해 회전된다. 측정 롤러는 폭발 와이어의 길이와 같거나, 또는 폭발 와이어 길이로 나뉘어지는 원주 길이를 가지고 있다. 또한 측정 롤러는 몇 개의 구멍이 있다. An additional measuring roller is in the wire tool between the wire coil and the wire deformation module. The measuring roller is tightly tied to the free axis of rotation and the measuring roller is rotated by the supplied wire. The measuring roller has a circumferential length equal to the length of the explosion wire or divided by the length of the explosion wire. The measuring roller also has several holes.

전기 램프로부터 빛은 구동파 모양의 장치로 변환시키는 광전변환장치로 떨어진다. 만일 기계적 스위치보드가 구동파 형성 장치에 사용된다면 그 때 로드(rod)는 축위에 놓여 있다. Light from the electric lamp falls into a photoelectric converter that converts it into a drive wave shaped device. If a mechanical switchboard is used in the drive wave forming device then the rod is on the shaft.

스위치보드는 선택된 각도에서 로드의 회전에 의해 작동된다. 만약 자석이 로드대신 사용된다면, 스위치 보드(자기적으로 작동하는 밀폐된 스위치)는 마그네틱 드라이버를 갖는다. 이 경우에 측정롤러는 고전압이 구동체계안으로 도달하지 못하도록 하기 위해서 절연체로 만들어 진다.The switchboard is activated by the rotation of the rod at the selected angle. If a magnet is used instead of a rod, the switchboard (magnetically actuated sealed switch) has a magnetic driver. In this case the measuring rollers are made of insulators to prevent high voltages from reaching the drive system.

측정롤러를 포함하여 자유 회전축에서는 폭발파의 공급과 함께 선택한 길이의 와이어의 공급이 동시에 일어나게 하였다. 측정 롤러는 와이어가 미끄러진다면 움직임이 감소되거나 정지된다. 이 경우에 폭발파의 공급은 요구되는 길이의 와이 어 공급이 되는 순간에 일어난다. t-bend 에 의해 연결된 인터셜 트랩과 버퍼탱크 은 분말 분류기 대신에 분말 포집 장치에 넣어져 있다.In the free rotating shaft including the measuring roller, the supply of the explosive wave and the supply of the wire of the selected length occurred simultaneously. The measuring roller is reduced in motion or stopped if the wire slips. In this case, the supply of explosive waves takes place at the moment of supply of the required length of wire. Intermediate traps and buffer tanks connected by t-bend are placed in the powder collection unit instead of the powder classifier.

트랩과 버퍼 기능을 가진 싸이클론 입구는 반응기로부터 작동가스 출구와 연결되어 있다. The cyclone inlet with trap and buffer functions is connected to the working gas outlet from the reactor.

트랩은 큰 입자(와이어 끝의 파괴의 경우 생기는)를 트래핑하는 경향이 있고, 버퍼 기능을 가진 싸이클론은 0.5-1㎛까지의 직경을 가진 입자를 트래핑하려는 경향이 있다. Trap tends to trap large particles (which occur in the case of wire end breaks), and cyclones with buffer functions tend to trap particles with diameters up to 0.5-1 μm.

이 장치의 작동원리는 관성의 법칙에 기초를 두고 있으며 티- 밴드를 통해 싸이클론 내부로 들어온 큰 입자와 작은 입자는 작동가스와 함께 방향을 바꿀만한 시간이 없고 빠르게 움직에게 되는데 큰 입자의 경우는 360도 회전되는 스트림으로부터 분리되어 바닥으로 떨어지고 작은 입자들은 스트림을 따라 작동가스와 함께 필터로 움직이게 됩니다. 전에는 복잡했던 장치들이 여기서 간단히 분리되어 바로 필터로 가게 된다. The principle of operation of the device is based on the law of inertia, and the large particles and small particles entering the cyclone through the T-band do not have time to change direction with the working gas and move quickly. Separated from the stream rotated 360 degrees and dropped to the bottom, small particles move along the stream along with the working gas to the filter. Previously complex devices simply separated here and went straight to the filter.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.The present invention is not limited to the above-described specific preferred embodiments, and various modifications can be made by those skilled in the art without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims. Of course, such changes will fall within the scope of the claims.

상기와 같이 구성된 본 발명은 전기 폭발법(Electrical explosion of wire method : EEW)을 이용해 2개의 와이어를 동시에 투입하고 , 와이어간의 거리를 제어함으로써, 나노합금분말 및 복합나노세라믹분말 및 2배의 생산량을 가지는 단일물질분말을 생산할수 있고, 또한 포집장치를 단순화하면서도 그 수율을 대폭 증가시키는 등의 장점을 가진 유용한 발명으로 산업상 그 이용이 크게 기대되는 발명이다.












In the present invention configured as described above, two wires are simultaneously introduced using an electrical explosion of wire method (EEW), and the distance between the wires is controlled, thereby producing nano alloy powders and composite nanoceramic powders and double the yield. Eggplant is a useful invention with the advantage of being able to produce a single material powder, and greatly increase the yield while simplifying the collecting device is an invention that is expected to be greatly used in the industry.












Claims (11)

삭제delete 와이어 공급장치에서 반응기 내부로 와이어를 공급하는 단계와, 상기 와이어 공급장치내의 측정롤러로 와이어 폭발길이를 측정하는 단계와, 상기 와이어 폭발길이 측정신호로 스파크갭의 구동신호를 발생하는 단계와, 상기 구동신호가 스파크 갭의 구동전극에 공급될때까지 축전지를 충전하는 단계와, 상기 스파크갭의 구동신호로 충전된 축전지의 고전압이 스파크 갭의 고전압전극과 저전압전극 사이의 절연체를 관통해 반응기의 고전압전극에 공급되는 단계와, 상기 고전압으로 반응기 내로 공급된 와이어가 폭발하여 나노분말을 얻는 단계와, 상기 나노분말을 정확한 산소압에서 포집하는 단계를 포함하여 나노 분말을 제조하는 방법에 있어서,Supplying a wire into a reactor in a wire supply device, measuring a wire explosion length with a measuring roller in the wire supply device, generating a spark gap driving signal using the wire explosion length measurement signal, and Charging the battery until the driving signal is supplied to the driving electrode of the spark gap, and the high voltage of the battery charged with the driving signal of the spark gap passes through the insulator between the high voltage electrode and the low voltage electrode of the spark gap, and then the high voltage electrode of the reactor. In the method of manufacturing a nanopowder comprising the step of supplying, the wire supplied into the reactor at a high voltage to explode to obtain a nanopowder, and collecting the nanopowder at the correct oxygen pressure, 상기 와이어를 공급하는 단계는 동일한 속도로 복수개의 금속 또는 세라믹와이어가 공급되도록 하고,The supplying of the wires allows a plurality of metal or ceramic wires to be supplied at the same speed. 상기 공급된 와이어가 폭발하여 나노분말을 얻는 단계는, 공급되는 2개 또는 복수개의 와이어 간의 거리를 합금(복합 세라믹)나노분말제조를 위해서는 와이어간의 거리가 26 mm이하가 되도록 제어하는 단계; 공급되는 2개 또는 복수개의 와이어 간의 거리를 단일금속(세라믹)을 동시에 2배 생산하기 위해서 78mm 이상이 되도록 제어하는 단계; 및 합금(복합 세라믹)분말 및 단일금속(세라믹)을 혼재하여 생산하기 위해서는 그 거리를 26 mm보다 크고 78mm 보다 작게 제어하는 단계; 중에서 선택된 어느 하나의 단계로 제어하여 공급되는 와이어간의 거리를 조절하여 원하는 합금(복합세라믹나노분말) 또는 단일나노분말을 얻도록 하고, The step of obtaining the nanopowder by exploding the supplied wire, the step of controlling the distance between the two or a plurality of wires to be supplied so that the distance between the wires to 26mm or less for the production of alloy (composite ceramic) nanopowder; Controlling the distance between the two or the plurality of wires supplied to be 78 mm or more in order to simultaneously produce a single metal (ceramic) twice; And controlling the distance to be larger than 26 mm and smaller than 78 mm in order to produce a mixture of an alloy (composite ceramic) powder and a single metal (ceramic). By controlling the distance between the wires supplied by controlling any one step selected from among the desired alloy (compound ceramic nano powder) or to obtain a single nano powder, 상기 포집단계는 버퍼 기능을 가진 싸이클론을 사용하여 내 외부 냉각을 통해 급냉시켜 응집을 방지하고 응집이 방지된 분말을 동시에 큰 싸이클론으로 분급시켜 복합적으로 포집하는 단계로 구성한 것을 특징으로 하는 복수개의 와이어를 동시 투입하는 전기폭발법에 의한 금속, 합금 또는 세라믹 나노분말 제조방법.The collecting step is characterized by comprising a plurality of complex collecting step by using a cyclone with a buffer function to quench through internal and external cooling to prevent agglomeration and to simultaneously classify the particles prevented from agglomeration into large cyclones. Method for producing metal, alloy or ceramic nanopowder by electroexplosion method which simultaneously inserts wires. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 높은 전압을 발생시켜 와이어 폭발반응기의 폭발을 일으키는 펄스 발생장치(A)와, 공급된 와이어가 폭발하여 나노분말로 형성되는 와이어 폭발반응기(B)와, 와이어 폭발반응기(B)에 와이어를 공급하는 와이어 공급장치(C)와, 와이어 폭발반응기에 가스를 제공하는 가스제공장치(D)와, 폭발반응기에서 배출되는 분말을 포집하는 분말포집장치(E)로 구성하여 나노분말을 제조하는 장치에 있어서,A pulse generator (A) that generates a high voltage to cause an explosion of the wire explosion reactor, a wire explosion reactor (B) in which the supplied wire is exploded to be formed into nanopowders, and a wire explosion reactor (B) In the apparatus for producing a nano-powder comprising a wire supply device (C), a gas providing device (D) for providing gas to the wire explosion reactor, and a powder collecting device (E) for collecting the powder discharged from the explosion reactor , 상기 와이어 폭발반응기(B)는 하측에 반응기 고전압전극(9)이 절연체(11)를 통해 펄스 발생장치(A)의 저전압전극(8)과 연결되고, 상측에 2개 또는 복수개의 와이어를 공급하는 와이어 공급장치(C)가 연결되며, 측면 상단에 작동가스가 들어오는 입구와 측면 하단에 금속분말과 작동가스가 배출되는 출구가 구비되고, 내부에 반응기에서 가스가 소비될 때 들어오는 작동가스의 방사흐름을 차축흐름으로 변형시키는 2개의 홀(31)을 구비하되, 공급되는 2개 또는 복수개의 와이어간의 거리를 조절하여 구성하여 합금(복합 세라믹)나노분말 또는 단일나노물질이 생산되도록 하고, 와이어가 공급되는 상측 입구 둘레에 와이어 폭발반응시 고전압 접지(17)가 구비되도록 구성하고,In the wire explosion reactor (B), the reactor high voltage electrode (9) is connected to the low voltage electrode (8) of the pulse generator (A) through the insulator (11) at the lower side, and supplies two or more wires to the upper side. The wire supply device (C) is connected, and the inlet of the working gas enters at the top of the side and the outlet of the metal powder and the working gas are discharged at the bottom of the side, and the radial flow of the working gas when the gas is consumed in the reactor therein. It is provided with two holes 31 to deform the axle flow, by adjusting the distance between the two or a plurality of wires to be supplied to produce an alloy (composite ceramic) nano powder or a single nano material, the wire is supplied It is configured to be provided with a high voltage ground (17) during the wire explosion reaction around the upper inlet, 상기 와이어 공급장치(C)는 2개 또는 복수개를 설치하되, 이웃하는 와이어 코일(21)간을 동일축으로 연동하여 회전토록 구성하고, 각 와이어 공급장치(C)는 와이어 코일(21)과 와이어 변형모듈(25) 사이에 측정롤러(22)를 위치시켜 구성하되, 측정롤러(22)는 폭발 와이어의 길이를 측정할 수 있는 몇 개의 구멍(24)이 있고, 상기 구멍으로 전기램프(27)의 빛이 광전 변환장치(28)에 입사되어 폭발 와이어의 길이를 측정하여 스파크 갭을 트리거 시키는 신호를 전송하도록 구성하고,The wire supply device (C) is provided with two or a plurality of, the neighboring wire coils 21 are configured to rotate in the same axis interlocking, each wire supply device (C) is a wire coil 21 and a wire The measuring roller 22 is positioned between the deformation modules 25, but the measuring roller 22 has several holes 24 for measuring the length of the explosion wire, and the electric lamp 27 is used as the holes. Of light is incident on the photoelectric converter 28 to measure the length of the explosion wire and transmit a signal to trigger the spark gap, 상기 와이어 폭발반응기(B) 다음에 장치되는 분말포집장치(E)는 합금(금속)을 생산하기 위한 와이어 폭발 반응기의 작동가스 출구(33)와 연결되어 트랩(41)과 버퍼 기능을 가진 싸이클론(42)으로 연결된 후 기계적 필터(48)로 연결되고, 상기 기계적 연결필터는 가스공급장치의 산소분압검출기(54)로 연결된 구성 또는 (복합)세라믹을 생산하기 위한 버퍼 기능을 가진 싸이클론(42) 및 기계적 필터(48) 사이에 전기필터(46)를 더 포함한 구성 중에서 선택된 어느 하나로 구성하되,The powder trapping device E installed after the wire explosion reactor B is connected to the working gas outlet 33 of the wire explosion reactor for producing an alloy (metal), and has a trap 41 and a cyclone having a buffer function. (42) and then to a mechanical filter (48), which is connected to an oxygen partial pressure detector (54) of the gas supply device or a cyclone (42) having a buffer function to produce (composite) ceramics. ) And any one selected from the configuration further including an electric filter 46 between the mechanical filter 48, 상기 와이어 폭발반응기(B)는 공급되는 2개 또는 복수개의 와이어 간의 거리를 합금(복합 세라믹)나노분말제조를 위해서는 와이어간의 거리가 26 mm이하가 되도록 장치 구성하고, 단일금속(세라믹)을 동시에 2배 생산하기 위해서는 78mm 이상이 되도록 장치 구성하고, 합금(복합 세라믹)분말 및 단일금속(세라믹)을 혼재하여 생산하기 위해서는 그 거리를 26 mm보다 크고 78mm 보다 작게 장치 구성한 것을 특징으로 하는 복수개의 와이어를 동시 투입하는 전기폭발법에 의한 금속, 합금 또는 세라믹 나노분말 제조장치.The wire explosion reactor (B) is composed of a device so that the distance between the two or a plurality of wires supplied to the alloy (composite ceramic) nanopowder so that the distance between the wires is less than 26 mm, and a single metal (ceramic) at the same time In order to produce a ship, the device is configured to be 78 mm or more, and in order to produce a mixture of alloy (composite ceramic) powder and a single metal (ceramic), a plurality of wires comprising a device having a distance larger than 26 mm and smaller than 78 mm are produced. Metal, alloy or ceramic nano-powder manufacturing apparatus by an electroexplosive method to simultaneously input. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 버퍼 기능을 가진 싸이클론(42)은 외부를 냉각하는 유로와 싸이클론의 내부를 냉각하는 이중의 유로로 구성한 것을 특징으로 하는 복수개의 와이어를 동시 투입하는 전기폭발법에 의한 금속, 합금 또는 세라믹 나노분말 제조장치.The cyclone 42 having the buffer function comprises a flow path for cooling the outside and a double flow path for cooling the inside of the cyclone. Nano powder production apparatus.
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