KR101301967B1

KR101301967B1 - 플라즈마 나노 분말 합성 및 코팅 장치 와 그 방법

Info

Publication number: KR101301967B1
Application number: KR1020110048161A
Authority: KR
Inventors: 김종휘; 이형재; 김용일
Original assignee: 한국에너지기술연구원
Priority date: 2011-05-20
Filing date: 2011-05-20
Publication date: 2013-08-30
Also published as: US20120295033A1; EP2525631A2; EP2525631A3; KR20120130039A

Abstract

본 발명은 플라즈마 나노분말 합성 및 코팅 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 플라즈마 나노분말 합성 및 코팅 장치는, 밀폐된 공간을 형성하며, 일측에 마련된 반응부와 타측에 마련된 공정부를 구비한 챔버를 포함하며, 상기 챔버에서 유동되는 기체의 상류측에 마련된 상기 반응부에서는 공급되는 전류에 의해 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 토치에 의해 형성된 고온의 플라즈마 영역이 구비되고, 혼합가스를 상기 반응부로 공급하는 혼합가스 공급부와, 상기 반응부로 분말을 공급하는 분말 공급부가 구비되며, 상기 챔버에서 유동되는 기체의 하류측에 마련된 상기 공정부에는, 소재를 지지하는 지지부를 구비하며, 상기 챔버 내부를 진공으로 형성시키는 진공형성부;를 포함하고, 상기 반응부로 공급된 분말은 상기 반응부의 상기 플라즈마 영역에서 반응되며, 상기 반응된 분말이 상기 반응부, 상기 공정부 및 상기 지지부 표면에서 합성되며, 상기 지지부의 소재 표면에 코팅되어 코팅층을 형성하며, 상기 플라즈마 토치는 상기 반응부의 상부 중심에서 이격되어 복수로 마련되어 등간격으로 상기 반응기 상부에 배치되어 상기 플라즈마 토치는 상기 반응부의 중앙 영역에서 상기 플라즈마 영역을 합성하여 형성하고, 상기 분말 공급부는 분말을 상기 반응부의 중앙 영역에 형성된 상기 플라즈마 영역으로 공급 가능하게 상기 반응부의 중심에 배치된 것을 특징으로 한다.
이에, 이종 분말을 반응, 합성 및 코팅을 동시에 할 수 있으며, 다양한 반응 조건을 간단하고 편리하게 조절할 수 있다.

Description

플라즈마 나노 분말 합성 및 코팅 장치 와 그 방법 {Plasma Nano-powder Synthesizing and Coating Device and Method of the same}

본 발명은 플라즈마 나노분말 합성 및 코팅 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 공급되는 나노분말을 기화, 용융 등의 상변화가 발생될 수 있는 다양한 조건을 형성할 수 있으며, 다양한 조건 하에서 이종 내지 다종의 금속 내지 금속-카본, 세라믹 등을 생성 내지 합성시킬 수 있고, 합성된 분말을 원하는 소재에 코팅 내지 회수시킬 수 있는 플라즈마 나노분말 합성 및 코팅 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

다양한 화학적 성분과 결정구조를 갖는 소재를 기화상태에서 합성과 동시에 박막 성장 시키거나 코팅하는 방법은 크게 화학적 기상증착(Chemical Vapour Deposition), 물리적 기상증착(Physical Vapor Deposition)으로 구별할 수 있다.

화학기상증착은 반응 챔버 내로 공급된 반응 가스가 가열된 웨이퍼와 같은 소재의 상부 표면에서 화학 반응을 통해 박막을 성장시킨다. 이러한 화학기상증착에 의한 박막 성장법은 액상 성장법에 비해서 성장시킨 결정의 품질이 뛰어나지만, 결정의 성장 속도가 상대적으로 느린 단점이 있다. 이것을 극복하기 위해 한 번의 성장 사이클에서 여러 장의 기판을 동시에 성장시키는 방법이 널리 채택되고 있다. 그리고, 종래 기술은 재질이 다른 금속을 성장시키는 경우 1차 박막을 형성시킨 후 2차 박막을 성장시켜야 하는 순차적인 공정이 이루어져야 하고, 박막의 조직이 매우 치밀하다는 특징을 갖는다.

물리적 기상증착은 박막의 구성 원소를 포함하는 고체의 타겟을 물리적인 작용에 의해 기체의 원자 또는 이온 또는 이들의 클러스터 상태로 만들어서 타켓과 기판 사이에 형성된 전기장의 기전력에 의하여 이동하여 기판 위 또는 일정 두께의 깊이에서 박막을 형성하는 기술이다. 간단한 방법으로 증착되지만, 기판에 증착되는 원자는 소스로부터 전기장을 따라 직선으로 날아오기 때문에 오염을 줄이기 위해 고진공을 이용해야하거나 기판의 표면에 기복이 존재하는 경우에는 균일한 두께의 증착이 되지 않는 부분이 있다.

한편, 기체 상태에서 박막 코팅하는 기술의 하나로써 아크 플라즈마 스프레이 코팅(Arc-plasma spray coating) 방법이 있다. 그 원리는 전기 아크, 즉 흐르는 기체 사이의 강한 전류의 방전에 의해 고온의 플라즈마를 생성하고 생성된 플라즈마에 의해 금속이나 세라믹 물질을 용융시키고, 플라즈마 분사 흐름을 이용하여 이를 기판 상에 분무하여 기판의 표면에 코팅막을 형성시켜는 기술이다.

그러나, 이러한 플라즈마 스프레이 코팅 방법에 의하여 형성된 코팅층은 한 종류의 금속을 용융시킨 후 고속의 분사류를 사용하므로 모체의 표면 위에 코팅된 금속입자의 구조는 한 종류로 이루어진 매우 치밀한 구성을 갖게 된다.

따라서, 플라즈마 스프레이 코팅 방법에 있어서, 금속뿐만 아니라 탄소 세라믹 등과 같은 보다 다양한 종류의 입자와 서로 합성이 가능하고 기판 등의 소재 표면에 그 합성된 입자를 적절한 치밀도로 코팅할 수 있는 방법이 요구된다. 또한, 이러한 과정에서 합성된 분말의 크기 및 상변화를 다양하게 조절하고, 합성분말이 코팅된 층의 경우에도 그 치밀도를 제어할 수 있는 조건을 형성할 수 있다면 더욱 바람직하다. 그리고, 분말의 기화, 용융 등의 상태로 상변화 된 분말을 간단하고 편리하게 회수할 수 있는 것이 역시 바람직하다.

본 발명의 목적은, 분말의 종류, 분말의 다양한 합성 조건에 대응하여 플라즈마의 고온 영역을 다양하고 간단하고 편리하게 조절할 수 있는 플라즈마 나노분말 합성 및 코팅 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 플라즈마 영역에서 이종 분말을 간단하고 편리하게 합성할 수 있는 플라즈마 나노분말 합성 및 코팅 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 이종 분말의 합성 및 코팅이 동시에 이루어질 수 있는 플라즈마 나노분말 합성 및 코팅 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 코팅되는 금속의 크기와 치밀도를 조절할 수 있는 플라즈마 나노분말 합성 및 코팅 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 고순도의 분말을 얻을 수 있는 플라즈마 나노분말 합성 및 코팅 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.

또한, 공급되거나 반응된 분말을 간단하고 편리하게 회수할 수 있는 플라즈마 나노 분말 합성 및 코팅 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.

또한, 막 형상의 소재를 연속적으로 코팅할 수 있는 플라즈마 나노 분말 합성 및 코팅 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은, 밀폐된 공간을 형성하며, 일측에 마련된 반응부와 타측에 마련된 공정부를 구비한 챔버를 포함하며, 상기 챔버에서 유동되는 기체의 상류측에 마련된 상기 반응부에서는 공급되는 전류에 의해 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 토치에 의해 형성된 고온의 플라즈마 영역이 구비되고, 혼합가스를 상기 반응부로 공급하는 혼합가스 공급부와, 상기 반응부로 분말을 공급하는 분말 공급부가 구비되며, 상기 챔버에서 유동되는 기체의 하류측에 마련된 상기 공정부에는, 소재를 지지하는 지지부를 구비하며, 상기 챔버 내부를 진공으로 형성시키는 진공형성부;를 포함하고, 상기 반응부로 공급된 분말은 상기 반응부의 상기 플라즈마 영역에서 반응되며, 상기 반응된 분말이 상기 반응부, 상기 공정부 및 상기 지지부 표면에서 합성되며, 상기 지지부의 소재 표면에 코팅되어 코팅층을 형성하며, 상기 플라즈마 토치는 상기 반응부의 상부 중심에서 이격되어 복수로 마련되어 등간격으로 상기 반응기 상부에 배치되어 상기 플라즈마 토치는 상기 반응부의 중앙 영역에서 상기 플라즈마 영역을 합성하여 형성하고, 상기 분말 공급부는 분말을 상기 반응부의 중앙 영역에 형성된 상기 플라즈마 영역으로 공급 가능하게 상기 반응부의 중심에 배치된 것을 특징으로 하는 플라즈마 나노분말 합성 및 코팅 장치에 의해 달성된다.

또한, 상기 분말 공급부에서 공급되는 분말은 복수의 분말이며, 공급되는 분말의 종류는 금속 분말, 카본, 세라믹 및 무기물 분말 중에서 상이한 종류가 공급되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 반응부와 상기 공정부 사이에 마련되어 유로의 폭과 길이를 조절할 수 있도록 상기 챔버에 착탈 가능한 노즐부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 노즐부와 상기 반응부의 내벽 사이로 유동되는 분말을 회수 가능하게 분말에 열전달 가능한 냉각부재를 구비하여 상기 노즐부와 상기 반응부 사이에 마련된 반응영역 회수부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 공정부에 마련되어 상기 반응부에서 비산되는 분말을 포집 가능하게 상기 지지부와 근접 배치된 공정영역 분말회수부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 챔버와 상기 진공형성부 사이에 개재되어 상기 챔버 외측으로 비산되는 상기 분말을 포집 가능하게 마련된 보조 분말회수부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

삭제

또한, 상기 지지부에 지지되는 소재는 막 형상을 포함하고, 상기 소재는 일측은 풀리고 타측은 감기도록 마련되어 상기 소재가 이동하는 과정에서 상기 소재 표면에 코팅이 되는 것이 바람직하다.

삭제

한편, 본 발명의 목적은, 밀폐된 공간을 가지며 일측에 반응부와 타측에 공정부를 구비한 챔버를 형성하여 상기 반응부에 공급되는 전류에 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 토치에 의해 고온의 플라즈마 영역을 형성하는 단계와; 상기 반응부에 혼합가스를 공급하는 단계와; 상기 챔버 내부를 진공으로 형성하는 단계와; 상기 반응기에 분말을 공급하는 단계와; 상기 분말을 상기 플라즈마 영역에서 반응시키는 단계와; 상기 공정부에 마련되어 소재를 지지하는 지지부에 마련된 소재의 표면에 상기 반응된 분말을 코팅 또는 합성하는 단계와; 상기 공정부의 상기 지지부와 근접 배치되어 상기 반응부에서 비산되는 분말을 포집하여 회수하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 나노분말 합성 및 코팅 방법.에 의해서도 달성된다.

또한, 상기 분말 반응 단계에서는 금속 분말, 카본, 세라믹 및 무기물 분말 중에서 상이한 것을 포함하는 것이 바람직하다.

삭제

또한, 상기 진공형성부에 의해 형성되는 상기 챔버 내부의 진공도, 상기 플라즈마 토치에 공급되는 전류 및 상기 혼합가스 공급부에서 공급되는 혼합가스량 중 적어도 하나를 제어하여 상기 지지부에 지지된 소재의 표면에 코팅되는 코팅층을 제어하는 단계;를 더 포함하는 것이 바람직하다.

삭제

또한, 상기 챔버와 상기 진공형성부 사이에 개재되어 상기 챔버 외측으로 비산되는 상기 분말을 포집하여 회수하는 단계;를 더 포함하는 것이 바람직하다.

삭제

또한, 상기 노즐부와 상기 반응부의 내벽 사이로 유동되는 분말을 회수 가능하게 분말에 열전달 가능한 냉각부재를 구비하여 상기 노즐부와 상기 반응부 사이에 마련된 반응영역 회수부를 구비하는 단계;를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 지지부에 지지되는 소재는 막 형상을 포함하고, 상기 소재는 일측은 풀리고 타측은 감기도록 마련되어 상기 소재가 이동하는 과정에서 상기 소재 표면에 코팅이 되는 단계;를 더 포함하는 것이 바람직하다.

삭제

본 발명에 따르면, 분말의 종류, 분말의 다양한 합성 조건에 대응하여 플라즈마의 고온 영역을 다양하고, 간단하고 편리하게 조절할 수 있다.

또한, 플라즈마 영역에서 이종 분말을 간단하고 편리하게 합성할 수 있다.

또한, 이종 분말의 합성 및 코팅이 동시에 이루어질 수 있다.

또한, 코팅되는 금속의 크기와 치밀도를 조절할 수 있어 조밀하지 않은 공극을 갖는 코팅층을 형성할 수 있다.

또한, 고순도의 분말을 얻을 수 있다.

또한, 공급되거나 반응된 분말을 간단하고 편리하게 회수할 수 있다.

또한, 막 형상의 소재를 간단하고 편리하게 연속적으로 코팅할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 개략적인 흐름도,
도 2(a)는 도 1의 부분 확대도,
도 2(b)는 노즐부를 설명하기 위한 개략도,
도 2(c)는 다른 실시예를 나타내는 부분 확대도,
도 2(d)는 다른 실시예를 나타낸 부분 사시도,
도 3(a), 도 3(b) 및 도 3(c)는 챔버 내의 조건을 변화시킴에 따라 챔버 내부의 각 위치에서 촬상한 플라즈마 화염을 포함한 사진,
도 4(a) 내지 도 4(d)는 챔버 내부의 조건 변화에 따른 온도 변화를 나타낸 그래프,
도 5(a) 및 도 5(b)는 본 발명의 일실시예에 따른 알루미늄 분말의 반응전후의 입자를 나타낸 사진,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 나노분말 혼합 및 코팅 방법의 흐름도이다.

본 발명에 따른 플라즈마 나노분말 합성 및 코팅 장치 및 플라즈마 나노분말 합성 및 코팅 방법에 대하여 이하에서 도 1 내지 도 6을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 개략적인 흐름도이고, 도 2(a)는 도 1의 부분 확대도이며, 도 2(b)는 노즐부를 설명하기 위한 개략도이고, 도 2(c)는 다른 실시예를 나타내는 부분 확대도이고, 도 2(d)는 다른 실시예를 나타낸 부분 사시도이며, 도 3(a), 도 3(b) 및 도 3(c)는 챔버 내의 조건을 변화시킴에 따라 챔버 내부의 각 위치에서 촬상한 플라즈마 화염을 포함한 사진이며, 도 4(a) 내지 도 4(d)는 챔버 내부의 조건 변화에 따른 온도 변화를 나타낸 그래프이고, 도 5(a) 및 도 5(b)는 본 발명의 일실시예에 따른 알루미늄 분말의 반응전후의 입자를 나타낸 사진이며, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 나노분말 혼합 및 코팅 방법의 흐름도이다.

본 발명에 따른 플라즈마 나노분말 합성 및 코팅 장치(100, 이하에서 ‘합성 및 코팅 장치’라 함)는 반응부(200)와 공정부(300)를 구비한 챔버(110)를 포함한다. 합성 및 코팅 장치(100)는 구성을 이루는 부품을 제어하는 제어부(500)를 구비한다.

합성 및 코팅 장치(100)의 반응부(200)는 기체의 흐름의 상류를 차지하도록 챔버(110)의 상부에 마련되고, 반응부(200)는 플라즈마 가스 공급부(230)에서 공급되는 플라즈마 가스 분위기 내에서 공급되는 전류에 의해 아크를 발생시켜 고온의 플라즈마 영역(250)을 형성하는 플라즈마 토치(210)와, 혼합가스 공급부(270)와, 분말 공급부(290)를 포함한다.

플라즈마를 발생시키는 구조 내지 플라즈마 토치(210)는 통상의 플라즈마 발생장치와 동일하므로 상세한 설명을 생략한다. 플라즈마 토치(210)는 필요에 따라 복수로 구비될 수도 있다.

플라즈마 토치(210a, 210b, 210c)는 도 2d에 도시된 바와 같이, 반응부(200) 상부의 중심에 위치하지 않고 중심으로 등분되어 복수로 배치되어 반응부(210)의 내측 중앙 영역에 플라즈마 영역(250)이 형성되게 할 수 있다. 도 2d는 플라즈마 토치(210a, 210b, 210c)가 세 개 있는 것으로 도시되었으나, 플라즈마 토치(210)는 두 개, 네 개 이상으로도 구비될 수 있다. 이렇게 플라즈마 토치(210)가 반응부(200) 상부의 중심에서 이격되어 등간격으로 배치된 경우에는 반응부(200)의 상부 중심으로 분말공급부(290)가 형성된 것이 바람직하다. 이에, 분말공급부(290)를 통해 공급되는 분말은 반응부(200) 중앙 영역의 플라즈마 영역(250)으로 공급되며, 공급된 분말은 공급되는 즉시 플라즈마 영역(250)의 중심으로 진입할 수 있어 반응, 합성 등의 측면에서 더욱 유리하다는 장점을 갖는다.

혼합가스 공급부(270)는 챔버(110)의 반응부(200) 또는 공정부(300)의 분위기를 원하는 상태로 유지하기 위하여 다양한 종류의 가스를 공급한다. 예를 들면, 환원 가스의 일종으로 수소 가스, 탄화수소 계열 가스로 C₂H₂ 등을, 불활성 가스로 Ar 등을 필요에 따라 단독 또는 혼합하여 공급할 수 있다.

여기서, 플라즈마 가스 공급부(230)와, 혼합가스 공급부(270)에서 공급되는 공급량은 제어 밸브(도 1의 ‘MFC1, MFC3’ 참조)에서 조절되도록 제어부(500)에서 제어할 수 있다.

분말 공급부(290)는 반응부(200)에 분말을 공급한다. 분말 공급부(290)에서 반응부(200)로 분말을 공급하는 방법은 여러 가지가 있지만, 일예로, 분말을 정량으로 공급하는 정량 공급기(도 1의 ‘Powder feeder’참조)에서 분말을 Ar 등과 같은 빠른 속도를 갖는 기체가 이송되는 관 내부로 공급하면 기체와 함께 반응부(200) 내부로 분말이 공급되어 플라즈마 영역(250)에 분말이 도달할 수 있다. 이 때 공급되는 기체의 공급량은 제어 밸브(도 1의 ‘MFC2’ 참조)에서 조절되도록 제어부(500)에서 제어할 수 있다.

여기서, 분말 공급부(290)는 다른 금속이 각각 기체 공급관에서 혼합되기도 하고 정량 공급기에서 혼합된 상태에서 기체 공급관을 통해 공급될 수도 있다. 다른 한편, 각각 다른 분말 공급부(290)를 통해 각 분말이 반응부(200)의 플라즈마 영역(250)으로 공급될 수도 있다. 또한, 분말 공급부(290)는 만약 플라즈마 토치(210)가 복수로 마련된 경우라면, 플라즈마 토치(210)의 중앙부에 위치될 수 있다. 즉, 플라즈마 영역(250)의 중앙 위치로 분말이 공급되어 분말이 용융, 기화 등이 균일하면서 플라즈마 영역(250) 내에서 장시간에 걸쳐 분말이 반응할 수 있도록 분말 공급부(290)가 마련되는 것이 바람직하다.

분말 공급부(290)에서 공급되는 분말은 복수의 분말이 공급되는 것이 바람직하다. 이는 복수의 분말이 융합될 수 있기 때문이다. 또한, 공급되는 분말의 종류는 금속분말, 카본, 세라믹 및 무기물 분말 중에서 상이한 종류가 공급되어 이종 금속, 카본, 세라믹 또는 무기물이 반응부(200)에서 상호 반응을 하거나 공정부(300)에서 상호 반응할 수도 있다. 따라서, 상이한 종류의 분말이 분말 공급부(290)에서 공급되는 것이 더욱 바람직하다.

반응부(200)의 출구측에는 단면이 좁아지면서, 유로의 단면을 조절하여 유로의 면적을 조절하여 유체, 분말의 속도 등을 조절 할 수 있고, 플라즈마 영역(250)의 길이, 폭에 대응한 규격을 갖는 노즐부(260)가 결합될 수 있다. 이에, 반응부(200) 내부에는 공정부(300)에 있는 기체가 역류하지 않아 보다 안정적으로 플라즈마 영역(250)을 유지할 수 있고 플라즈마 영역(250)에서 형성된 온도를 반응부(200)의 출구까지 효과적이면서 안정적으로 유지할 수 있어 분말의 반응성을 향상시킬 수 있다.

노즐부(260)는 도 2(a) 및 도 2(b)에 도시된 바와 같이, 반응부(200)와 공정부(300) 사이에 배치되어 유로의 폭(“D1”, “D2”참조)과 길이 내지 높이(“H1”, “H2”참조)를 조절할 수 있도록 챔버(110)에 다양한 종류가 착탈 될 수 있는 구조를 갖는다. 노즐부(260)는 챔버(110)에 볼트, 너트, 클램프 등의 결합수단(285)을 이용하여 결합할 수 있다.

즉, 노즐부(260)는 도 2(b)에 도시된 바와 같이 실선으로 표시된 “D1”직경과 “H1”길이 내지 높이를 가진 노즐부(260a)가 결합되었다가, 필요에 따라 점선으로 표시된 “D2”직경과 “H2”길이 내지 높이를 가진 노즐부(260b)가 결합될 수도 있다. 이 경우에 후술하는 반응영역 회수부(287)의 크기도 점선과 실선의 예로 든 노즐부(260a, 260b)의 크기에 따라 상이할 수 있다. 노즐부(260)의 형상 및 크기는 두 가지를 예로 들었지만 다양한 형상, 직경 및 길이 내지 높이를 가질 수 있음은 물론이다.

또한, 반응영역 회수부(287)는 노즐부(260)와 반응부(200)의 내벽 사이로 유동되는 분말을 회수 가능하게 분말에 열전달 가능한 냉각부재(280)를 구비하여 노즐부(260)와 반응부(200) 사이에 배치되어 있다. 여기서, 냉각부재(280)로 냉각수를 공급해주는 배관라인은 참조번호 “283”이다. 반응영역 회수부(287)의 표면(287s)에 부착되어 냉각부재(280)에 의해 냉각된 분말이 회수될 수 있다.

이에, 반응영역 회수부(287)에서는 챔버(110)를 형성하는 내벽과 노즐부(260) 사이의 공간(도 2(b)의 “GAP”참조)의 난류에 의해 유동되어 노즐부(260)를 통해 공정부(300)로 통과하지 못한 분말이 회수 될 수 있다. 이 때, 필요에 따라 ‘GAP’이 발생하지 않도록 노즐부(260)의 형상을 마련할 수도 있음을 물론이다.

반응부(200)에서는 플라즈마 영역(250)의 고온에 의해 분말이 기화, 용융, 또는 표면만 용융된 상태로 되고, 이러한 기화 내지 용융된 상태의 다른 금속들이 상호 합성이 되기도 한다. 이에, 다른 종류의 분말을 간단하고 편리하게 합성시킬 수 있으며, 분말을 기화시킬 수도 있다.

또한, 공정부(300)에는 도 2에 도시된 바와 같이, 공정부(300)의 온도를 감지하기 위한 온도 센서(130)가 부착되어 있고, 플라즈마 영역(250)의 상태를 확인하기 위한 투시창(150)이 구비되어 있다. 도 3(a) 및 도 3(b)는 투시창(150)을 통해 관찰된 플라즈마 영역(250)의 화염 상태를 촬상한 사진이다. 도 3(a)는 200torr에서 낮은 전류를 인가한 경우의 플라즈마 영역(250)의 화염 상태이고, 도 3(b)는 50torr에서 높은 전류를 인가한 경우의 플라즈마 영역(250)의 화염 상태이다. 도 3(a) 및 도 3(b)에서 제일 위쪽의 첫번째 사진은 플라즈마 토치(210) 하단에서 약 10cm 위치, 두 번째 사진은 플라즈마 토치(210) 하단에서 약 25cm 위치, 세 번째 사진은 플라즈마 토치(210) 하단에서 약 45cm 위치로 반응부(200)와 공정부(300)의 경계 영역인 노즐부(260) 중간 부분, 네 번째 사진은 플라즈마 토치(210) 하단에서 약 75cm 위치로 소재(330) 위쪽을 각각 촬상한 것이다. 그리고, 도 3(c)는 수소를 첨가한 경우의 사진을 나타낸다.

도 3(b)의 각 위치에서의 화염은 도 3(a)의 각 위치에서의 화염보다 더욱 강렬함을 알 수 있어 도 3(b)의 플라즈마 영역(250)에서의 온도가 도 3(a)의 플라즈마 영역(250)에서의 온도보다 높음을 알 수 있다. 즉, 진공도가 낮으면 플라즈마 영역(250)의 길이가 길어지고 온도도 상승함을 사진으로도 알 수 있다. 도 3(a)와 도 3(c)를 비교하면 수소를 첨가한 경우에 플라즈마 영역(250)의 화염이 더욱 강렬함을 알 수 있다.

공정부(300)는 기체가 흐르는 하류측에 배치되고, 챔버(110)의 하부에 위치한다.

공정부(300)는 소재(330)를 지지하는 지지부(310)와, 반응부(200)에서 비산되는 분말을 포집할 수 있는 공정영역 분말회수부(350)를 포함한다.

지지부(310)는 미도시된 소재(330)를 냉각하는 냉각 수단과 소재(330)를 가열하는 가열 수단을 포함한다. 소재(330)는 예를 들면, 웨이퍼가 될 수도 있고 코팅을 하고자 하는 원재료이다. 소재(330)의 표면에는 분말이 코팅되는 코팅층(355)이 형성된다. 이 때, 코팅층(355)의 입자 크기, 치밀도 등은 후술하는 바와 같이 제어부(500)를 통해 조절할 수 있어 공극을 갖는 코팅층(355)을 형성할 수 있다.

이 과정에서 분말의 합성, 특히, 복수의 분말의 합성은 반응부(200), 공정부(300) 및 지지부(310) 표면에 일어날 수 있다. 이러한 분말의 합성은 어느 한 영영에서 일어나기도 하고, 여러 영역에 거쳐 순차적으로 또는 동시에 일어날 수 있다.

또한, 도 2(c)에 도시된 바와 같이, 지지부(310)에 통상의 소재가 아니라 막 형상의 소재(예를 들면, 멘브레인 막과 같이 기공을 형성한 막 등)가 이동하면서 코팅층(355)을 형성할 수 있다. 즉, 두루마리처럼 말려진 막 형상의 소재를 일측에서는 풀어주는 언코일러(333)와, 타측에서는 이를 감아주는 코일러(335)를 구비하여 막 형상을 포함하는 소재(330)를 일정한 속도로 이동시킬 수 있다. 이렇게 지지부(310)의 소재가 이동하는 과정에 소재의 표면에 코팅층(355)을 형성할 수 있다. 넓은 면적의 막 형상의 소재에 연속적으로 코팅층(355)을 간단하고 편리하게 형성할 수 있다는 장점을 갖는다.

공정영역 분말회수부(350)는 지지부(310)의 주위를 둘러싸는 상부가 넓고 하부가 좁은 깔대기 형상으로 구성되어 비산되는 분말이 접촉되는 면적을 넓히고, 하단부에는 포집된 분말을 수용하는 수용 수단이 포함된다. 공정영역 분말회수부(350)는 깔대기 형상 및 수용 수단에 고온의 분말이 접촉되어 고형화 될 수 있도록 깔대기 형상 및 수용 수단을 냉각시키는 미도시된 냉각 수단을 포함한다. 이에, 보다 효율적이며 간단하고 편리하게 기화, 용융된 분말 내지 미세한 분말을 회수할 수 있어 경제성을 향상시킬 수 있다.

진공 형성부(410)는 챔버(110) 내부를 진공을 형성한다. 진공 형성부(410)는 진공 펌프로 챔버(110) 내부의 기체를 배출시킨다.

유량제어 수단(420)은 도 1에 도시된 바와 같이, 챔버(110)와 진공형성부(410) 사이의 배관에 설치되어 챔버(110) 내의 진공도 조절 및 반응부(200)에서의 플라즈마 상태를 조절할 수 있도록 배관의 개폐 정도를 제어한다. 이에, 챔버(110) 내의 진공도 및 플라즈마 상태를 용이하게 조절할 수 있다.

보조 분말 회수부(430)는 챔버(110)와 진공 형성부(410) 사이에 개재되어 챔버(110) 외측으로 비산되는 분말을 포집한다. 보조 분말 회수부(430)는 공정영역 분말회수부(350)에서 포집하지 못한 분말을 2차적으로 회수하는 기능을 한다.

하부 케이싱(400)은 챔버(110)의 최하단부를 형성하여 반응부(200)와 공정부(300)를 지지하고 외관을 미려하게 한다. 하부 케이싱(400) 내부에는 진공 형성부(410)와 보조 분말 회수부(430)가 수용되어 있다.

이러한 구성을 갖는 합성 및 코팅 장치(100)의 작동 과정을 도 1 내지 도 6을 참조하여 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

전원이 공급되면 공급되는 전류에 의해 아크가 발생하고 플라즈마 가스 공급부(230)에서 공급되는 가스에 의해 플라즈마 토치(210)에서 플라즈마 상태가 되고 플라즈마 영역(250)이 반응부(200)의 중앙 영역에 형성된다(S510). 플라즈마 영역(250)에서는 수 천도의 온도가 된다.

혼합 가스 공급 단계(S520)는 혼합 가스를 반응부(200)에 공급한다. 혼합 가스는 전술한 바와 같이 다양한 종류의 가스가 선택적으로 사용될 수 있다.

일예로 혼합 가스에 수소를 사용하는 경우, 도 4d에서 보는 바와 같이 50torr 및 200torr의 진공 상태인 조건에서 수소 체적 비율을 조절하여 혼합가스 공급부(270)에서 수소 가스를 공급하면, 혼합 가스가 공급되지 않는 경우보다 온도 센서(130)에서 측정되는 온도는 상승됨을 알 수 있다. 따라서, 혼합 가스에 수소가스 공급량을 제어부(500)에서 제어하여 반응부(200)의 온도를 제어할 수 있다. 여기서, 온도 센서(130)에서 측정된 온도는 플라즈마 영역(250)의 중심부의 온도가 아니고 플라즈마 영역(250)과 챔버(110) 벽면 사이의 반응부(200)에서의 온도이다. 플라즈마 영역(250) 중심의 온도는 매우 높기 때문에 센서로 측정하기에 어려움이 있기 때문이다.

챔버(110) 내부에 진공을 형성하는 단계(S530)에서는 진공 펌프 등을 이용하여 챔버(110) 내부의 기체를 챔버(110) 외부로 배출시킨다(S530). 챔버(110) 내부에 진공을 형성하여 반응 또는 코팅이 형성되는 영역에서 유입된 가스 이외의 불필요한 공기 등과 같은 불순물을 제거하여 고순도의 합성물을 만들거나 코팅층(355)을 형성시킬 수 있다. 또한, 진공이 형성된 경우 분말기 기화되거나 용융되는 온도를 낮추며, 결합력을 향상시키기도 한다.

다른 한편, 진공도가 높아지면, 플라즈마 영역(250)에서 플라즈마 영역(250)의 길이가 길어져 온도가 상승된다. 도 4b에 도시된 바와 같이 약 200torr인 저진공에서 약 50torr까지 진공도를 높이면 온도 센서(130)에서의 온도가 상승됨을 알 수 있다.

이 과정에서 유량제어 수단(420)은 배출되는 유체의 량을 조절하여 챔버(110) 내부의 진공도와 반응부(200)에서의 플라즈마 상태를 조절할 수 있다.

분말 공급 단계(S540)에서는 나노분말을 분말 공급부(290)를 통해 반응부(200)의 플라즈마 영역(250)으로 공급된다.

이에, 반응부(200) 내지 공정부(300)에서 분말이 기화, 용융 또는 일부 표면만 용융된 상태 등으로 변하고 분말 상호 합성도 되는 반응을 일으킬 수 있다(S550). 이에, 공급되는 금속의 종류, 입자의 크기 등에 따라 반응부(200)의 조건을 변화시켜 간단하고 편리하게 이종의 금속 분말 등을 반응시킬 수 있다.

반응된 분말은 기류와 압력에 의해 소재(330)에 코팅되어 코팅층(355)을 형성한다(S560). 이 과정에서도 분말이 합성되기도 한다. 즉, 기화되거나 용융된 상태의 이종 금속이 상호 결합되어 입자로 되어 코팅층(355)을 형성할 수 있다. 그리고, 압력을 높이거나 유속을 빠르게 하여 코팅층(355)을 형성하는 입자가 충돌하여 둥근 형상이 아니라 입자의 충돌 방향의 가로 방향으로 길게 찌그러진 입자를 형성시킬 수도 있다. 즉, 본 발명에 따르면, 이종의 분말이 반응부(200) 또는 공정부(300)에서 합성되어 코팅층(355)을 형성할 수 있다는 장점을 갖는다.

이러한 코팅층(355)을 형성하는 과정에서 본 발명에 따른 나노분말 합성 및 코팅 장치(100)의 챔버(110) 내부 운전 조건을 조절할 수 있어 다양한 코팅층(355)을 형성할 수 있다는 장점을 갖는다. 도 4(a) 내지 도 4(d)를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 4(a)에 도시된 바와 같이, 진공도 및 인가되는 전류를 일정하게 유지시키고 챔버(110) 내부로 유입되는 Ar의 유량이 적어지면 플라즈마 영역(250)의 온도가 높아지고 유량이 많아지면 플라즈마 영역(250)의 온도가 낮아지는 것을 알 수 있다. 따라서, 챔버(110)로 공급되는 Ar 량을 적게 하면 플라즈마 영역(250)의 온도를 높일 수 있고 체류 시간이 증가함과 동시에 화염의 길이가 길어진다는 것을 알 수 있다. 즉, Ar의 공급량을 조절함으로써 분말의 체류 시간도 조절할 수 있다. 이에, 분말의 크기, 종류 등을 고려하여 체류 시간 내지 온도를 조절하여 챔버(110) 내부에서 용융 내지 기화될 수 있는 적절한 범위를 선택할 수 있다.

도 4(b)에 도시된 바와 같이, 인가되는 전류 및 Ar의 유량을 일정하게 유지시키고 챔버(110) 내부의 진공도를 낮추면 플라즈마 영역(250)의 온도가 높아지는 결과를 얻을 수 있었다. 이에, 공급되는 분말의 크기, 종류에 따라 진공도를 조절함으로써 분말의 합성 내지 코팅 상태를 적절하게 조절할 수 있다.

도 4(c)에 도시된 바와 같이, 진공도 및 Ar의 유량을 일정하게 유지시키면, 인가되는 전류에 거의 비례적으로 플라즈마 영역(250)의 온도가 변함을 알 수 있다. 이에, 사용자는 필요로 하는 온도에 따라 인가되는 전류를 선택할 수 있다.

도 4(d)는 Ar의 유량 및 인가되는 전류를 일정하게 유지시키고 혼합가스의 일예로 첨가되는 수소량을 Ar 대비 체적비율로 변화시켜 플라즈마 영역(250)의 온도변화를 나타낸 그래프이다. 첨가되는 수소량에 따라 온도가 상승하다가 일정량 이상 수소량이 첨가되면 더 이상 플라즈마 영역(250)의 온도가 상승하지 않음을 알 수 있어 첨가되는 수소의 최적량을 선택할 수 있다.

이렇게 형성된 코팅층(355)은 종래 기술의 화학기상증착법 또는 플라즈마 스프레이 코팅에 의한 방법보다 입자가 비교적 커서 코팅층(355)에 미세한 기공이 형성될 수 있다. 동시에, 코팅층(355)은 하나의 금속이 아니라 이종의 금속, 금속과 세라믹, 금속과 무기질 분말 등을 포함하여 다양하게 형성될 수 있다. 그리고, 코팅층(355)으로 이동되는 유속도 느리게 조절할 수 있어 코팅층(355)을 이루는 구조가 치밀하지 않도록 형성시킬 수 있다. 이렇게 형성된 코팅층(355)은 종래기술의 화학기상증착법 또는 플라즈마 스프레이 코팅에 의한 방법보다 치밀하지 않고 공극을 갖는 구조를 가질 수 있어 종래기술에서 적용되지 못하던 다양한 분야에 적용될 수 있고 예를 들면, 맨브레인 기능 등을 할 수 도 있다는 장점을 갖는다.

반응부(200)에서 반응되거나 미반응된 분말은 기류를 따라 공정부(300)로 이동하여 코팅층(355)을 형성하기도 하고 지지부(310) 외측에서 포집된다(S570). 분말을 포집하는 영역은 전술한 바와 같이 공정부(300)의 지지부(310) 주위에 형성된 공정영역 분말회수부(350)와 챔버(110)와 진공 형성부(410) 사이의 보조 분말 회수부(430)로 구분된다. 이에, 비교적 고가인 분말을 효율적이면서 간단하고 편리하게 회수할 수 있다. 그리고, 난류를 따라 반응부(200)에서 유동되는 분말의 일부는 반응영역 회수부(287)에서 회수될 수도 있다.

그리고, 다른 예로 아주 고순도의 분말을 얻고자 하는 경우 분말이 기화되는 온도 이상으로 플라즈마 영역(250)을 형성시키고 기화된 분말을 모두 회수시킬 수도 있다. 즉, 공정부(300)에서 지지부(310)를 없애거나, 지지부(310)에 소재(330)를 놓지 않고 원뿔 형상의 부재를 지지부(310)의 상측에 씌워 반응된 분말 전부가 분말 회수부(350, 430)로 유도될 수 있도록 할 수도 있다. 이러한 분말 회수부(350, 430)에는 열교환을 통해 온도를 낮출 수 있는 냉각 수단을 구비하여 보다 효과적으로 분말을 회수할 수 있다.

챔버(110) 내부의 진공도, 플라즈마 토치(210)에 공급되는 전류 및 혼합가스 공급부(270)에서 공급되는 혼합가스량 중 적어도 하나를 제어하여 반응부(200)에서 반응하는 분말의 상태를 제어부(500)에서 제어한다. 여러 가지의 실험 데이터를 분석하여 공급되는 가스량, 전류 등의 변화에 따라 온도를 제어부(500)에서 미리 입력된 상태에서 제어할 수도 있다. 또한, 제어부(500)는 유량제어 수단(420)을 제어하여 챔버(110) 내부의 진공도 또는 플라즈마 상태를 제어할 수도 있다.

도 4(c)에 도시된 바와 같이, 전류를 증가시키면 대체로 비례적으로 온도가 상승하므로 제어부(500)에 이러한 내용을 미리 입력하여 제어를 할 수 있다.

마찬 가지로 챔버(110) 내부의 진공도, 플라즈마 토치(210)에 공급되는 전류 및 혼합가스 공급부(270)에서 공급되는 혼합 가스량 중 적어도 하나를 제어하여 지지부(310)에 지지된 소재(330)의 표면에 코팅되는 코팅층(355)을 제어부(500)에서 제어할 수 있다.

본 발명에서 원료가 되는 다양한 물질의 분말을 정량 공급기를 통해 반응부(200)로 이송시키면, 플라즈마 영역(250)에서 분말이 기화 또는 용해 또는 합성 등의 반응을 일으킬 수 있다. 반응된 분말은 공정부(300)의 소재(330)에 코팅되어 코팅층(355)을 형성하고, 지지부(310) 주변 등에 설치된 분말 회수장치(350, 430)에 포집된다. 본 발명에 따른 합성 및 코팅 장치는 플라즈마 스프레이 코팅 방식과 진공 증착방식이 결합되어 진공조건(수백 ~ 수십 Torr의 진공 분위기)에 따라 플라즈마 영역(250)의 길이와 온도를 제어부(500)에서 제어할 수가 있어 다양한 분말의 종류 및 다양한 반응 조건에 대응할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 다른 종류의 분말이 합성되면서 코팅이 이루어질 수 있다.

도 5(b)는 본 발명에 따른 나노분말 합성 및 코팅 장치(100)에 의해 코팅된 코팅층(355)을 확대한 사진이다. 여기서, 사용된 분말은 알루미늄 분말이며, 도 5(b)의 코팅층(355)은 상업용 알루미늄 분말(도 5(a))에 비하여 증가된 공극을 가지고 있으며, 입자의 크기 내지 형태도 찌그러짐이 없이 더 균일함을 알 수 있다.

즉, 본 발명에 따르면, 분말의 종류, 분말의 다양한 합성 조건에 대응하여 플라즈마의 고온 영역을 다양하고, 간단하고 편리하게 조절할 수 있다. 또한, 플라즈마 영역에서 이종 분말을 간단하고 편리하게 합성할 수 있다. 또한, 이종 분말의 합성 및 코팅이 동시에 이루어질 수 있다. 또한, 코팅되는 금속의 크기, 형상 및 치밀도 등을 조절할 수 있으며, 조밀하지 않은 공극을 갖는 코팅층도 형성할 수 있다. 또한, 고순도의 분말을 얻을 수 있다. 또한, 공급되거나 반응된 분말을 간단하고 편리하게 회수할 수 있다.

여기서, 본 발명의 여러 실시예를 도시하여 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.

100 : 합성 및 코팅 장치 110 : 챔버
130 : 온도센서 150 : 투시창
200 : 반응부 210 : 플라즈마 토치
230 : 플라즈마 가스 공급부 250 : 플라즈마 영역
260 : 노즐부 270 : 혼합가스 공급부
280 : 냉각부재 283 : 냉각수 공급배관
285 : 결합수단 287 : 반응영역 회수부
290 : 분말 공급부 300 : 공정부
310 : 지지부 330 : 소재
335 : 코팅층 350 : 공정영역 분말회수부
400 : 하부 케이싱 410 : 진공 형성부
420 : 유량제어 수단 430 : 보조 분말 회수부
500 : 제어부

Claims

밀폐된 공간을 형성하며, 일측에 마련된 반응부와 타측에 마련된 공정부를 구비한 챔버를 포함하며,
상기 챔버에서 유동되는 기체의 상류측에 마련된 상기 반응부에서는 공급되는 전류에 의해 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 토치에 의해 형성된 고온의 플라즈마 영역이 구비되고, 혼합가스를 상기 반응부로 공급하는 혼합가스 공급부와, 상기 반응부로 분말을 공급하는 분말 공급부가 구비되며,
상기 챔버에서 유동되는 기체의 하류측에 마련된 상기 공정부에는, 소재를 지지하는 지지부를 구비하며,
상기 챔버 내부를 진공으로 형성시키는 진공형성부;를 포함하고,
상기 반응부로 공급된 분말은 상기 반응부의 상기 플라즈마 영역에서 반응되며, 상기 반응된 분말이 상기 반응부, 상기 공정부 및 상기 지지부 표면에서 합성되며, 상기 지지부의 소재 표면에 코팅되어 코팅층을 형성하며,
상기 플라즈마 토치는 상기 반응부의 상부 중심에서 이격되어 복수로 마련되어 등간격으로 상기 반응기 상부에 배치되어 상기 플라즈마 토치는 상기 반응부의 중앙 영역에서 상기 플라즈마 영역을 합성하여 형성하고,
상기 분말 공급부는 분말을 상기 반응부의 중앙 영역에 형성된 상기 플라즈마 영역으로 공급 가능하게 상기 반응부의 중심에 배치된 것을 특징으로 하는 플라즈마 나노분말 합성 및 코팅 장치.
제1항에 있어서,
상기 분말 공급부에서 공급되는 분말은 복수의 분말이며,
공급되는 분말의 종류는 금속 분말, 카본, 세라믹 및 무기물 분말 중에서 상이한 종류가 공급되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 나노분말 합성 및 코팅 장치.
제1항에 있어서,
상기 반응부와 상기 공정부 사이에 마련되어 유로의 폭과 길이를 조절할 수 있도록 상기 챔버에 착탈 가능한 노즐부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 나노분말 합성 및 코팅 장치.
제3항에 있어서,
상기 노즐부와 상기 반응부의 내벽 사이로 유동되는 분말을 회수 가능하게 분말에 열전달 가능한 냉각부재를 구비하여 상기 노즐부와 상기 반응부 사이에 마련된 반응영역 회수부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 나노분말 합성 및 코팅 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 공정부에 마련되어 상기 반응부에서 비산되는 분말을 포집 가능하게 상기 지지부와 근접 배치된 공정영역 분말회수부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 나노분말 합성 및 코팅 장치.
제5항에 있어서,
상기 챔버와 상기 진공형성부 사이에 개재되어 상기 챔버 외측으로 비산되는 상기 분말을 포집 가능하게 마련된 보조 분말회수부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 나노분말 합성 및 코팅 장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 지지부에 지지되는 소재는 막 형상을 포함하고,
상기 소재는 일측은 풀리고 타측은 감기도록 마련되어 상기 소재가 이동하는 과정에서 상기 소재 표면에 코팅이 되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 나노분말 합성 및 코팅 장치.
삭제
밀폐된 공간을 가지며 일측에 반응부와 타측에 공정부를 구비한 챔버를 형성하여 상기 반응부에 공급되는 전류에 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 토치에 의해 고온의 플라즈마 영역을 형성하는 단계와;
상기 반응부에 혼합가스를 공급하는 단계와;
상기 챔버 내부를 진공으로 형성하는 단계와;
상기 반응기에 분말을 공급하는 단계와;
상기 분말을 상기 플라즈마 영역에서 반응시키는 단계와;
상기 공정부에 마련되어 소재를 지지하는 지지부에 마련된 소재의 표면에 상기 반응된 분말을 코팅 또는 합성하는 단계와;
상기 공정부의 상기 지지부와 근접 배치되어 상기 반응부에서 비산되는 분말을 포집하여 회수하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 나노분말 합성 및 코팅 방법.
제10항에 있어서,
상기 분말 반응 단계에서는 금속 분말, 카본, 세라믹 및 무기물 분말 중에서 상이한 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 나노분말 합성 및 코팅 방법.
삭제
삭제
제10항에 있어서,
상기 진공형성부에 의해 형성되는 상기 챔버 내부의 진공도, 상기 플라즈마 토치에 공급되는 전류 및 상기 혼합가스 공급부에서 공급되는 혼합가스량 중 적어도 하나를 제어하여 상기 지지부에 지지된 소재의 표면에 코팅되는 코팅층을 제어하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 나노분말 합성 및 코팅 방법.
삭제
삭제
제10항에 있어서,
상기 챔버와 상기 진공형성부 사이에 개재되어 상기 챔버 외측으로 비산되는 상기 분말을 포집하여 회수하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 나노분말 합성 및 코팅 방법.
삭제
제10항에 있어서,
상기 노즐부와 상기 반응부의 내벽 사이로 유동되는 분말을 회수 가능하게 분말에 열전달 가능한 냉각부재를 구비하여 상기 노즐부와 상기 반응부 사이에 마련된 반응영역 회수부를 구비하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 나노분말 합성 및 코팅 방법.
제10항에 있어서,
상기 지지부에 지지되는 소재는 막 형상을 포함하고, 상기 소재는 일측은 풀리고 타측은 감기도록 마련되어 상기 소재가 이동하는 과정에서 상기 소재 표면에 코팅이 되는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 나노분말 합성 및 코팅 방법.
삭제