KR100555202B1 - 나노분말 합성용 플라즈마 아크 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 플라즈마 아크(Plasma Arc)를 이용하여 나노분말을 제조하는 나노분말 합성용 플라즈마 아크(Plasma Arc) 장치에 관한 것이다. 본 발명에 의한 나노분말 합성용 플라즈마 아크(Plasma Arc) 장치는 플라즈마 아크(Plasma Arc)를 발생시켜 분말을 제조하는 조업챔버(100)와, 상기 조업챔버(100)에서 제조된 분말을 포집하는 포집챔버(200)와, 상기 포집챔버(200)에서 포집된 분말을 저장하는 후처리챔버(300)와, 상기 조업챔버(100)에 연속적으로 가스를 주입하는 가스순환부(400)를 포함하여 구성되고, 상기 조업챔버(100)에는 음극(-)인 전극봉(122)과 양극(+)인 원료봉(124)으로 구성된 아크발생부(120)와, 상기 아크발생부(120)로 원료봉(124)을 연속적으로 공급하기 위한 원료봉공급부(160)가 형성되며, 상기 포집챔버(200)에는 분말이 응착되도록 회전하는 포집판(220)과, 상기 포집판(220)에 응착된 분말을 분리하는 스크래퍼(Scrapper,240)가 형성됨을 특징으로 한다. 그리고, 상기 후처리챔버(300)에는 상기 포집챔버(200)에서 포집된 분말을 저장하는 분말저장용기(320)가 형성됨을 특징으로 한다. 이와 같은 본 발명에 의하면, 고순도의 무응집된 나노분말을 경제적으로 대량생산할 수 있는 이점이 있다.
플라즈마 아크, 전극봉, 구리전극판, 원료봉공급부, 포집챔버, 가스순환부

Description

나노분말 합성용 플라즈마 아크 장치{A equipment of Plasma arc for Nano powder materials}
도 1 은 본 발명의 바람직한 실시예가 채용된 나노분말 합성용 플라즈마 아크(Plasma Arc) 장치의 개략적인 공정개념도.
도 2 는 본 발명의 바람직한 실시예가 채용된 나노분말 합성용 플라즈마 아크(Plasma Arc) 장치의 개략적인 구성도.
도 3 은 본 발명의 바람직한 실시예가 채용된 나노분말 합성용 플라즈마 아크(Plasma Arc) 장치의 사시도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100. ..... 조업챔버 120. ..... 아크발생부
122. ..... 전극봉 124. ..... 원료봉
124a. ..... 용융된 원료봉 126. ..... 구리(Cu)전극판
140. ..... 제 1 가스주입부 150. ..... 제 2 가스주입부
160. ..... 원료봉공급부 170. ..... 조업챔버냉각수공급관
180,280,360. ..... 뷰파인더창 190. ..... 조정레버
200. ..... 포집챔버 220. ..... 포집판
240. ..... 스크래퍼 250. ..... 가스주입구
252. ..... 수소(H2)가스주입구 254. ..... 아르곤(Ar)가스주입구
260. ..... 포집챔버글로브 270. ..... 포집챔버냉각수공급관
300. ..... 후처리챔버 320. ..... 분말저장용기
340. ..... 후처리챔버글로브 400. ..... 가스순환부
420. ..... 순환팬 500. ..... 부스터펌프
600. ..... 로터리펌프 700. ..... 전원부
800. ..... 냉각수공급기
본 발명은 플라즈마 아크(Plasma Arc) 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 플라즈마 아크(Plasma Arc)를 이용하여 나노분말을 제조하는 나노분말 합성용 플라즈마 아크(Plasma Arc) 장치에 관한 것이다.
입자크기 10 ~ 100nm 의 범위를 가지는 나노입자는 입자 미세화에 의해 유발되는 표면효과 혹은 체적효과에 의해 미크론 범위의 입자크기를 가지는 일반적인 입자에서는 관찰되어지지 않는 특이 물성을 나타내어, 자기기록매체, 촉매, 도전페이스트, 자성유체, 연마제 등의 기능성 소재로서의 응용이 기대되어 현재 다양한 재료들이 개발되고 있는 추세이다.
금속계 나노분말을 제조하는 기존의 기상합성 기술로는 불활성기체응축(Inert Gas Condensation, IGC), 화학기상응축(Chemical Vapor Condensation, CVC), 금속염 분무건조(Metal salt spray-drying) 등이 있다.
이 중 불활성기체응축(IGC) 공정은 고순도의 극미세한 나노금속분말 제조가 가능하나 큰 에너지를 필요로 하고, 생산속도가 매우 낮아 공업적 응용에 한계가 있으며, 화학기상응축(CVC) 공정은 불활성기체응축(IGC) 공정에 비해 에너지 면이나 생산속도 면에서 다소 개선된 공정이나, 원료물질인 전구체 가격이 매우 비싸 경제적인 측면에서 불리하다.
그리고, 금속염 분무건조 공정은 값싼 염을 원료로 사용하므로 경제적이지만 건조단계에서의 오염과 분말의 응집을 피할 수 없고, 유독성 부산물이 발생하므로 환경적인 측면에서 불리하다.
그러나, 현재 공업적으로는 나노복합분말을 일반적인 분말합성공정인 염용액 환원과 같은 액상법이나 분위기 제어 밀링공정 등이 이용되고 있으나, 이러한 방법들은 공정이 복잡하고 불순물 제어가 용이하지 않으며, 순도 등에 문제점이 있다.
뿐만 아니라, 상기한 방법으로 나노크기 분말의 제조와 응집 방지 등에 한계가 있어, 다양한 상의 생성, 복합화 및 입도 제어가 불가능한 문제점도 있다.
따라서, 다양한 합금상의 생성과 복합화, 그리고 응집 및 입도 제어가 가능하며, 우수한 분말 특성을 갖는 나노분말을 경제적으로 대량합성할 수 있는 환경친화적 공정이 필요하다.
상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 플라즈마 아크(Plasma Arc)를 이용하여 나노분말을 제조하는 나노분말 합성용 플라즈마 아크(Plasma Arc) 장치를 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 나노분말 합성용 플라즈마 아크(Plasma Arc) 장치는, 플라즈마 아크(Plasma Arc)를 발생시켜 분말을 제조하는 조업챔버와, 상기 조업챔버에서 제조된 분말을 포집하는 포집챔버와, 상기 포집챔버에서 포집된 분말을 저장하는 후처리챔버와, 상기 조업챔버에 연속적으로 가스를 주입하는 가스순환부를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
상기 조업챔버에는 음극(-)인 전극봉과 양극(+)인 원료봉으로 구성된 아크발생부와, 상기 아크발생부로 일정한 속도의 가스가 주입되는 제 1 가스주입부와, 상기 조업챔버내의 가스대류를 위해 가스가 주입되는 제 2 가스주입부와, 상기 아크발생부로 원료봉을 연속적으로 공급하기 위한 원료봉공급부가 형성됨을 특징으로 한다.
상기 포집챔버에는 분말이 응착되도록 회전하는 포집판과, 상기 포집판에 응착된 분말을 분리하는 스크래퍼(Scrapper)와, 상기 조업챔버에 공급되는 가스의 충진을 위한 가스주입구와, 상기 포집판에 응착되지 않은 분말을 포집하기 위한 포집챔버글로버(Glove)가 형성됨을 특징으로 한다.
상기 후처리챔버에는 상기 포집챔버에서 포집된 분말을 저장하는 분말저장용기와, 상기 분말저장용기를 불활성기체 분위기 상태에서 분리하기 위한 후처리챔버글로버(Glove)가 구비됨을 특징으로 한다.
그리고, 상기 조업챔버에는 상기 아크발생부의 플라즈마에 의해 챔버가 가열되지 않도록 냉각하는 조업챔버냉각수공급관과, 상기 아크발생부의 음극(-)의 조절과 아크(Arc) 발생을 관찰하기 위한 뷰파인더(View finder)창과, 상기 아크발생부의 음극(-) 조절을 위한 조정레버가 더 형성됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 포집챔버에는 상기 조업챔버에서 가열된 가스의 이송에 의해 챔버가 가열되지 않도록 냉각하는 포집챔버냉각수공급관과, 상기 포집판의 분말포집상태를 관찰하기 위한 뷰파인더(View finder)창이 더 형성됨을 특징으로 한다.
이와 같은 구성을 가지는 본 발명의 나노분말 합성용 플라즈마 아크(Plasma Arc) 장치에 의하면, 고순도의 무응집된 나노분말을 경제적으로 대량생산할 수 있는 이점이 있다.
나노분말을 제조하는 방법에는 증발-응축법, 열분해법, 습식화학법, 기계적 밀링법 등 여러 가지의 공정이 개발되고 있으며, 현재 일부는 상용화되고 있다. 그 중 증발-응축과 같은 기상법에 의한 나노입자의 제조는 나노분말의 응집을 최소화하면서 고순도를 갖는 극미세한 나노분말의 제조가 가능하여 최근 연구개발 및 응용범위가 급속히 확대되고 있다.
나노분말의 기상합성법 중 플라즈마 아크방전 (Plasma Arc Discharge, PAD) 공정은 텅스텐 음극(-)과 양극(+)인 금속원료봉 사이에 플라즈마(Plasma)를 발생시켜 금속을 용융시킨 후, 용해된 금속으로부터 증발된 금속증기를 응축시켜 나노분말로 제조하는 공정이다.
이러한 플라즈마 아크방전(PAD) 공정은 세라믹과 같은 안정한 나노분말 외에 도 금속계 나노분말의 제조가 용이하며, 공정중이나 후처리 과정을 통해 이종물질이 코팅된 복합상 나노분말의 제조도 가능하다.
특히, 플라즈마 아크방전(PAD) 공정은 원료봉의 합금설계가 용이하여 화학적으로 균질한 합금/복합계 나노분말 제조에 유리하며, 다른 기상합성법에 비해 생산속도가 높아 공업적으로 대량생산이 가능한 유일한 기상합성법이다. 또한 무응집된 고순도의 나노분말 제조가 용이하고, 유독성 공정 부산물이 발생하지 않아 환경친화적인 공정이다.
그리고, 플라즈마 아크방전(PAD) 공정은 철(Fe), 코발트(Co), 니켈(Ni) 등과 같은 단일상 나노분말 외에도 철(Fe)-니켈(Ni), 철(Fe)-백금(Pt) 등과 같은 합금상 나노분말의 제조가 가능하고, 실리카나 알루미나와 같은 세라믹 이종물질이 코팅된 다심 나노분말의 제조도 가능하다.
또한, 텅스텐(W), 티탄(Ti), 몰리브덴(Mo) 등과 같은 고온내열재료의 나노분말화에도 응용될 수 있어 공업적으로 적용가능한 대부분 재료를 나노분말로 제조할 수 있는 장점이 있다.
한편, 플라즈마 아크방전(PAD)으로 제조된 자성 나노분말은 단자구 크기보다도 작은 분말의 제조가 가능하여 기존 자성재료의 특성 향상은 물론, 진공(10-8 torr)씰, 자기잉크, 자기공명영상(MRI)용 조영제, 센서, 광스위치, 댐퍼, 열전자소자 등 전자기/기계 소재 등의 원재료나 합금원료 등에 응용될 수 있는 새로운 소재의 개발이 가능하다.
이하에서는 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 나노분말 합성용 플라즈마 아크(Plasma Arc) 장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다.
도 1 에는 본 발명의 바람직한 실시예가 채용된 나노분말 합성용 플라즈마 아크(Plasma Arc) 장치의 개략적인 공정개념도가 도시되어 있으며, 도 2 에는 본 발명의 바람직한 실시예가 채용된 나노분말 합성용 플라즈마 아크(Plasma Arc) 장치의 개략적인 구성도가 도시되어 있고, 도 3 에는 본 발명의 바람직한 실시예가 채용된 나노분말 합성용 플라즈마 아크(Plasma Arc) 장치의 사시도가 도시되어 있다.
이들 도면에 도시된 바와 같이 나노분말 합성용 플라즈마 아크(Plasma Arc) 장치는 크게 플라즈마 아크(Plasma Arc)를 발생시켜 분말을 제조하는 조업챔버(100)와, 상기 조업챔버(100)에서 제조된 분말을 포집하는 포집챔버(200)와, 상기 포집챔버(200)에서 포집된 분말을 저장하는 후처리챔버(300)와, 상기 조업챔버(100)에 연속적으로 가스를 주입하는 가스순환부(400)를 포함하여 구성된다.
상기 조업챔버(100)는 대략 원통형으로 형성되며, 상기 조업챔버(100) 내부에는 음극(-)인 텅스텐(W)의 전극봉(122)과 양극(+)인 금속의 원료봉(124)을 지지하는 구리(Cu)전극판(126)으로 구성된 아크발생부(120)가 형성된다.
상기 아크발생부(120)를 구성하는 상기 전극봉(122)과 원료봉(124)의 양 전극은 플라즈마(Plasma)의 고온을 극복할 수 있도록 냉각수를 이용하여 냉각시키게 되고, 양 전극 사이의 간격과 방향을 아래에서 설명할 조정레버(190)로 상기 조업 챔버(100) 외부에서 인위적으로 조절할 수 있도록 한다.
상기 구리(Cu)전극판(126)은 상기 아크발생부(120)에서 용융된 원료봉(124a)을 담을 수 있도록 하고, 상기 원료봉(124)과 밀착시켜 열이 잘 전도될 수 있도록 하며, 상기 조업챔버(100) 내의 진공상태를 형성할 때 상기 조업챔버(100)와 리크(Leak)가 발생하지 않도록 씰링(Sealing)을 하여 고정되게 한다.
그리고, 상기 조업챔버(100) 외부 일측에는 상기 가스순환부(400)를 통해 일정한 속도의 가스(Ar과 H2)가 상기 아크발생부(120)로 주입되도록 하는 제 1 가스주입부(140)가 형성되며, 상기 조업챔버(100) 하측에는 조업챔버(100) 내의 가스대류를 위해 가스(Ar과 H2)가 주입되는 제 2 가스주입부(150)가 형성된다.
상기 구리(Cu)전극판(126)의 하부에는 상기 아크발생부(120)로 원료봉(124)을 연속적으로 공급하기 위한 원료봉공급부(160)가 형성된다. 상기 원료봉공급부(160)는 상기 아크발생부(120)로 원료봉(124)을 일정한 속도로 공급할 수 있도록 하고, 경우에 따라 고속 또는 저속으로 공급할 수 있도록 한다.
또한, 상기 조업챔버(100)에는 플라즈마(Plasma)에 의해 가열되지 않도록 전체를 냉각시킬 수 있게 냉각수가 순환되는 조업챔버냉각수공급관(170)이 구비되어 상기 조업챔버(100)의 온도를 약 20℃로 유지할 수 있도록 하고, 상기 아크발생부(120)의 음극(-)의 조절과 아크(Arc) 발생을 관찰하기 위한 뷰파인더(View finder)창(180)이 상기 조업챔버(100)의 전방과 좌우에 형성되며, 상기 아크발생부(120)의 음극(-)을 상하, 전후, 좌우로 조절하기 위한 조절레버(190)가 더 형성된다.
한편, 상기 조업챔버(100)의 측방에는 튜브로 연결된 포집챔버(200)가 설치된다. 상기 포집챔버(200)는 대략 원통형으로 형성되며, 내부에는 상기 조업챔버(100)에서 생성된 분말이 응착되는 포집판(220)이 형성된다.
상기 포집판(220)은 대략 원통형으로 회전 가능하도록 형성되며, 겉면에 망이 씌워져 분말이 용이하게 걸러지도록 한다. 상기 포집판(220)의 하단에는 상기 포집판(220)이 회전하면서 포집판(220)에 응착된 분말을 아래에서 설명할 후처리챔버(300)로 분리하기 위한 스크래퍼(Scrapper,240)가 설치된다.
그리고, 상기 포집챔버(200)의 내부 일측에는 상기 포집판(220)에 응착되지 않은 분말을 포집하기 위한 포집챔버글로브(Glove)(260)가 형성되며, 상기 조업챔버(100)에서 가열된 가스(Ar과 H2)의 이송에 의한 포집챔버(200)의 온도상승을 방지하기 위해 상기 포집챔버(200) 전체를 냉각시켜 약 18℃로 유지하도록 하는 포집챔버냉각수공급관(270)이 설치된다.
상기 포집챔버(200)의 일측면에는 상기 포집판(220)의 분말포집상태를 관찰하기 위한 뷰파인더(View finder)창(260)이 형성되며, 상기 조업챔버(100)에 공급되는 가스(Ar과 H2)의 충진을 위한 가스주입구(250)가 형성된다. 상기 가스주입구(250)는 분지된 아르곤(Ar)가스주입구(254)와 수소(H2)가스주입구가 합체되어 형성된다.
상기 포집챔버(200)의 하부에는 튜브로 연결되어 상기 포집챔버(200)에서 포집된 분말을 저장하는 후처리챔버(300)가 형성된다. 상기 후처리챔버(300)에는 상 기 포집챔버(200)에서 포집된 분말을 저장하는 분말저장용기(320)와 상기 분말저장용기(320)를 불활성기체 분위기 상태에서 분리작업하기 위한 후처리챔버글로브(Glove)(340)가 형성된다.
상기 분말저장용기(320)는 상기 포집챔버(200)와 연결된 튜브에 직접 장/탈착이 가능하도록 형성되며, 금속 성분의 분말이 반응하지 않도록 항상 불활성가스로 충진되도록 한다.
한편, 상기 조업챔버(100)와 포집챔버(200)가 연결되어 상기 조업챔버(100)로 연속적으로 가스(Ar과 H2)를 주입하도록 형성된 상기 가스순환부(400)의 일측에는 가스(Ar과 H2)를 강제 순환시키는 순환팬(420)이 구비되며, 상기 포집챔버(200)의 일측에는 상기 조업챔버(100)와 포집챔버(200) 등의 진공상태를 만들기 위한 부스터펌프(500) 및 로타리펌프(600)가 구비된다.
그리고, 상기 조업챔버(100)의 일측에는 상기 아크발생부(120)의 전극에 전원을 공급하는 전원부(700)가 설치되며, 상기 조업챔버(100) 및 포집챔버(200)를 냉각시키도록 순환되는 냉각수를 공급하는 냉각수공급기(800)가 더 설치된다.
이러한 냉각수공급기(800)는 상기 조업챔버(100) 및 포집챔버(200) 외에도 음극(-)의 전극봉(122)과 양극(+)의 원료봉(124)을 냉각시키도록 공급관(도시되지 않음)으로 연결되어 냉각수가 공급되며, 상기 순환팬(420)과 부스터펌프(500) 및 로터리펌프(600)에도 상기 공급관이 연결되어 냉각수가 공급된다.
이하 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 나노분말 합성용 플라 즈마 아크(Plasma Arc) 장치의 작용에 대해서 설명한다.
먼저, 상기 아크발생부(120)에 원료봉(124)을 장입한 후 상기 조업챔버(100), 포집챔버(200) 및 후처리챔버(300)를 밀봉하여 상기 챔버들의 내부를 상기 부스터펌프(500)와 로터리펌프(600)를 작동시켜 10-3Torr의 진공상태로 형성되게 한다.
그런 다음, 상기 가스주입구(250)의 아르곤(Ar)가스주입구(254)로 상기 아크발생부(120)의 아크(Arc) 발생을 위해 불활성기체인 아르곤(Ar)을 주입한 다음, 상기 순환팬(420)을 회전시켜 상기 조업챔버(100), 포집챔버(200) 및 후처리챔버(300) 내로 상기 아르곤(Ar)가스를 순환시키도록 한다.
상기 조업챔버(100)에 아르곤(Ar)가스가 채워지게 되면, 상기 전원부(700)로부터 상기 아크발생부(120)에 연결된 음극(-)과 양극(+)으로 전원을 공급하여 상기 아크발생부(120)에서 플라즈마 아크(Plasma Arc)를 발생하도록 한다.
그리고, 금속으로 구성된 상기 원료봉(124)의 산화를 방지하고 환원성 분위기를 형성하여 상기 원료봉(124)의 증발속도를 높이기 위해, 상기 가스주입구(250)의 수소(H2)가스주입구(252)로 수소(H2)가스를 주입한다. 이렇게 주입된 수소(H2 )가스는 상기 아르곤(Ar)가스와 함께 상기 순환팬(420)에 의해 챔버들을 순환함과 동시에 상기 조업챔버(100)에서 생성된 분말을 상기 포집챔버(200)로 운송하는 역할을 하게 된다.
또한, 상기 아크발생부(120)의 음극(-)을 상기 조정레버(190)로 조절하여 상 기 원료봉(124)을 골고루 용융되도록 한다. 이렇게 용융된 원료봉(124a)은 상기 제 1 가스주입부(140) 및 제 2 가스주입부(150)로 주입된 가스(Ar과 H2)와 결합하여 금속증기로 증발되어 응축되면서 금속분말을 생성하게 된다.
상기 아크발생부(120)의 플라즈마 아크(Plasma Arc)에서 생성된 분말은 상기 운송기체(Ar과 H2)와 증발·응축되어 상기 포집챔버(200)로 이송되고, 이렇게 이송된 분말은 상기 포집챔버(200) 내의 포집판(220)의 망에 걸러지면서 포집되며, 상기 스크래퍼(Scrapper)의 왕복작동에 의해 분말들이 상기 후처리챔버(300)로 직접 연결된 튜브를 통해 상기 후처리챔버(300) 내의 분말저장용기(320)에 저장된다.
상기와 같이 분말저장용기(320)에 저장된 분말은 상기 후처리챔버글로브(Glove)(340)로 상기 후처리챔버(300) 내의 불활성기체 분위기 상태에서 상기 분말저장용기(320)를 분리하여 외부로 운송하게 된다.
그리고, 상기 포집챔버(200)에 분말들과 함께 운송된 상기 운송기체(Ar과 H2)는 포집판(220)을 거쳐 상기 순환팬(420)의 회전력에 의해 가스순환부(400)를 순환하여 다시 상기 조업챔버(100)로 주입됨으로써 가스(Ar과 H2)가 연속적으로 공급되어 나노분말을 대량생산할 수 있게 된다.
이러한 본 발명의 범위는 상기에서 예시한 실시예에 한정하지 않고, 상기와 같은 기술범위 안에서 당업자의 통상의 기술자에게 있어서는 본 발명을 기초로 하는 다른 많은 변형이 가능할 것이다.
예를 들어, 상기 원료봉(124)의 금속 단일성분 외에도 기합금화(Pre- alloyed)된 재료를 원료봉으로 사용하여 나노분말을 합성할 수 있음은 물론, 금속계 나노분말의 안정성을 위해 상기에서 사용한 수소(H2)가스 대신 산소(O2), 질소(N2), 또는 폴리머 기체를 이용하여 산화물, 질화물, 또는 폴리머로 코팅된 나노분말을 생산할 수 있을 것이다.
그리고, 나노분말의 대량생산과 복합화를 위해 다중 전극을 사용하는 것도 가능할 것이다.
위에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 나노분말 합성용 플라즈마 아크(Plasma Arc) 장치에서는, 플라즈마 아크(Plasma Arc)를 이용하여 원료물질인 원료봉을 아르곤(Ar)기체와 수소(H2)기체를 연속적으로 주입하여 용융·증발시킨 후 저온에서 응축하여 나노분말을 제조하도록 구성하였다.
따라서, 공정제어를 통한 다심구조의 나노복합분말의 제조가 가능한 이점이 있으며, 기존 기상법에 비해 높은 생산속도와 연속·대량생산이 가능하게 되는 효과가 기대된다.
그리고, 공정변수 제어를 통한 나노분말의 요구물성을 극대화할 수 있으며, 재료설계를 최적화할 수 있는 효과가 기대된다.
또한, 원료봉의 금속 단일성분 외에도 기합금화(Pre-alloyed)된 재료를 원료봉으로 사용하여 나노분말을 합성할 수 있는 이점이 있으며, 금속계 나노분말의 안정성을 위해 수소(H2)가스 대신 산소(O2), 질소(N2), 또는 폴리머 기체를 이용하여 산화물, 질화물, 또는 폴리머로 코팅된 나노분말을 생산할 수 있는 효과가 기대된다.

Claims (6)

  1. 플라즈마 아크(Plasma Arc)를 발생시켜 분말을 제조하는 조업챔버와,
    상기 조업챔버에서 제조된 분말을 포집하는 포집챔버와,
    상기 포집챔버에서 포집된 분말을 저장하는 후처리챔버와,
    상기 조업챔버에 연속적으로 가스를 주입하는 가스순환부를 포함하여 구성되며,
    상기 조업챔버에는,
    음극(-)인 텅스텐 전극봉과 양극(+)인 금속 원료봉과 상기 금속 원료봉을 지지하는 구리 전극판으로 구성된 아크발생부와,
    상기 아크발생부로 Ar 및 H2가스를 주입하는 제 1 가스주입부와,
    상기 조업챔버내의 상기 Ar 및 H2의 대류를 위해 또 다른 Ar 및 H2가스를 주입하는 제 2 가스주입부와,
    상기 아크발생부로 상기 금속 원료봉을 연속적으로 공급하기 위한 원료봉공급부가 형성됨을 특징으로 하는 나노분말 합성용 플라즈마 아크(Plasma Arc) 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 포집챔버에는,
    분말이 응착되도록 회전하는 포집판과,
    상기 포집판에 응착된 분말을 분리하는 스크래퍼(Scrapper)와,
    상기 조업챔버에 공급되는 가스의 충진을 위한 가스주입구와,
    상기 포집판에 응착되지 않은 분말을 포집하기 위한 포집챔버글로브(Glove) 가 형성됨을 특징으로 하는 나노분말 합성용 플라즈마 아크(Plasma Arc) 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 후처리챔버에는
    상기 포집챔버에서 포집된 분말을 저장하는 분말저장용기와,
    상기 분말저장용기를 불활성기체 분위기 상태에서 분리하기 위한 후처리챔버글로버(Glove)가 구비됨을 특징으로 하는 나노분말 합성용 플라즈마 아크(Plasma Arc) 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 조업챔버에는,
    상기 아크발생부의 플라즈마에 의해 챔버가 가열되지 않도록 냉각하는 조업챔버냉각수공급관과,
    상기 아크발생부의 음극(-)의 조절과 아크(Arc) 발생을 관찰하기 위한 뷰파인더(View finder)창과,
    상기 아크발생부의 음극(-) 조절을 위한 조정레버가 더 형성됨을 특징으로 하는 나노분말 합성용 플라즈마 아크(Plasma Arc) 장치.
  6. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 포집챔버에는,
    상기 조업챔버에서 가열된 가스의 이송에 의해 챔버가 가열되지 않도록 냉각하는 포집챔버냉각수공급관과,
    상기 포집판의 분말포집상태를 관찰하기 위한 뷰파인더(View finder)창이 더 형성됨을 특징으로 하는 나노분말 합성용 플라즈마 아크(Plasma Arc) 장치.
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