KR101310652B1 - nano-particle generation apparatus and method for size selective particle with spark discharger and electric charger - Google Patents
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Abstract
스파크 방전장치와 하전장치를 이용한 나노입자 생성장치가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 스파크 방전장치와 하전장치를 이용한 나노입자 생성장치는, 스파크 방전에 의해 제1금속으로 구성된 전극의 표면을 증발, 입자화시키는 방전부; 및 방전부에서 배출된 제1금속 입자를 동일한 전하 또는 서로 다른 전하로 하전시키는 하전부;를 포함한다.A nanoparticle generator using a spark discharge device and a charge device is disclosed. Nanoparticle generating apparatus using a spark discharge device and a charging device according to an embodiment of the present invention, the discharge unit for evaporating, granulating the surface of the electrode composed of the first metal by the spark discharge; And a charging unit configured to charge the first metal particles discharged from the discharge unit with the same charge or different charges.
Description
본 발명은 스파크 방전장치와 하전장치를 이용하여 나노 입자를 생성하는 장치와 그 입자 크기를 제어하는 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a device for producing nanoparticles using a spark discharge device and a charge device and a method for controlling the particle size thereof.
최근 전자, 정보통신 및 생명공학의 급속한 발전으로 인해 나노기술에 대한 전세계적인 관심이 높아지고 있으며, 특히 나노사이즈로 극미세화된 나노분말에서는 일반분말에서는 발현되지 않았던 특이한 새로운 물성이 관찰됨으로써, 전기, 전자분야, 고강도 기계부품, 촉매, 의약 및 생명공학 등의 각종 산업분야에 걸쳐 그 응용이 기대되고 있다.Recently, due to the rapid development of electronics, telecommunications, and biotechnology, the global interest in nanotechnology is increasing. Especially, in the nano-micronized nano powders, unusual new properties that are not expressed in general powders are observed. Applications are expected in a variety of industries, such as fields, high-strength machine parts, catalysts, medicine, and biotechnology.
일반적으로 입자의 크기가 작아질수록 그 표면적의 확대를 통해 표면 원자가 차지하는 비율이 높아지게 되는데, 열역학적인 관점에서 보면 표면을 구성하는 원자들은 내부에 위치한 원자들보다 에너지가 높으므로, 나노 입자는 소위, 양자 크기 효과(quantum size effect)라 하여 벌크상태의 물질보다 단위 원자당 높은 에너지를 갖게 된다.In general, the smaller the particle size, the larger the surface area occupies through the expansion of its surface area. From the thermodynamic point of view, since the atoms constituting the surface have higher energy than those located inside the nanoparticles, The quantum size effect is called having a higher energy per unit atom than bulk materials.
일반적으로 나노입자는 1~100nm 정도의 크기를 가지는 극미세 입자로, 미세할수록 기하급수적으로 증가하게 되는 입자의 표면적을 통해, 강도나 녹는점이 향상되거나 촉매로 사용될 경우 높은 활성을 보이게 되는 등 독특한 물리적 또는 화학적 특성을 가진다. In general, nanoparticles are extremely fine particles having a size of about 1 to 100 nm, and have a unique physical property such as improved strength or melting point or high activity when used as a catalyst through the surface area of particles that increase exponentially as they are fine. Or has chemical properties.
일반적으로 나노입자 생성장치는 은(Ag), 백금(Pt) 등과 같이 살균/항균 특성이 알려진 재료 또는 카본류의 재료나 이산화티탄 등의 흡착 특성이 알려진 재료를 나노 입자로 생성하여, 바이오 오염물질의 살균/항균, VOC, 오존 등의 유해 가스의 흡착, 냄새, 악취 등을 제거하는 데 이용되고 있다.In general, the nanoparticle generating apparatus generates nanoparticles by generating nanoparticles of materials having known sterilization / antibacterial properties such as silver (Ag) and platinum (Pt), or materials of known carbon adsorption properties such as titanium dioxide. It is used to remove harmful gases such as sterilization / antibacterial, VOC, and ozone, odors and odors.
종래의 나노입자 생성장치는 스파크 방전에 의해 입자를 생성하고 입자간 충돌, 응집 가능한 시간, 공간적 조건을 조정함으로써 원하는 사이즈의 나노입자를 생성하고 있으나, 나노 입자의 크기를 입자 하나에 해당되는 미세사이즈로 최종 생성하거나, 임의의 충돌에 의해 형성되기 어려운 크기로 확대형성할 수 없다는 한계가 있으며, 입자 크기의 균일도에 있어서도 신뢰성을 보장하기 어렵다는 문제점이 있다.
Conventional nanoparticle generating apparatus generates nanoparticles of a desired size by generating particles by spark discharge and adjusting the collision, aggregation time, and spatial conditions between particles, but the size of the nanoparticles corresponds to a particle size of one particle As a result, there is a limitation that it cannot be finally formed or enlarged to a size difficult to be formed by an arbitrary collision, and there is a problem that it is difficult to guarantee reliability even in uniformity of particle size.
상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명은, 나노 입자의 크기를 입자 하나에 해당되는 미세사이즈로 축소하거나, 입자간 임의의 충돌에 의해 형성되기 어려운 크기로 확대 생성할 수 있으면서도, 입자 크기의 균일도에 있어서도 신뢰성을 확보할 수 있는 스파크 방전장치와 하전장치를 이용한 나노입자 생성장치 및 입자 크기 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
The present invention devised to solve the problems described above, while reducing the size of the nanoparticles to a fine size corresponding to one particle, or can be expanded to a size that is difficult to form by any collision between particles, An object of the present invention is to provide a nanoparticle generator and a particle size control method using a spark discharge device and a charge device that can ensure reliability even in the uniformity of size.
상술한 바와 같은 목적 달성을 위한 본 발명은, 스파크 방전에 의해 제1금속으로 구성된 전극(11)의 표면을 증발, 입자화시키는 방전부(10); 및 상기 방전부(10)에서 배출된 상기 제1금속 입자를 동일한 전하 또는 서로 다른 전하로 하전시키는 하전부(30);를 포함하는 스파크 방전장치와 하전장치를 이용한 나노입자 생성장치를 기술적 요지로 한다.The present invention for achieving the object as described above, the
여기서, 상기 하전부(30)는, 상기 제1금속 입자간 척력에 의해 상기 제1금속 입자간 응집이 저해되도록 상기 방전부(10)에서 배출된 상기 제1금속 입자를 동일한 종류의 전하로 하전시킬 수 있다.Here, the
또한, 상기 방전부(10)는, 한쌍의 전극(11) 사이에 고전압을 인가하되, 상기 제1금속으로 구성된 전극(11)에 양전압(또는 음전압)이 걸리도록 인가하고, 상기 하전부(30)는, 양전하(또는 음전하)를 띤 상기 제1금속에 양전하(또는 음전하)를 추가 하전할 수 있다.In addition, the
또한, 상기 하전부(30)는, 이온발생장치(ionizer), 코로나 방전장치(corona discharger)와 같이 공기 중 부유 입자를 하전시키는 입자하전장치(도면부호 미표기);를 포함할 수 있다.In addition, the
또한, 상기 방전부(10)는, 스파크 방전에 의해 상기 제1금속으로 구성된 양전극 표면을 증발, 입자화시키는 제1방전부(110); 및 스파크 방전에 의해 상기 제1금속으로 구성된 음전극 표면을 증발, 입자화시키는 제2방전부(210);를 포함할 수 있다.In addition, the
또한, 상기 하전부(30)는, 상기 제1방전부(110)에서 배출된 상기 제1금속 입자를 양전하로 추가 하전시키는 제1하전부(130); 및 상기 제2방전부(210)에서 배출된 상기 제1금속 입자를 음전하로 추가 하전시키는 제2하전부(230);를 포함할 수 있다.In addition, the
또한, 상기 제1하전부(130), 제2하전부(230)는, 상기 제1방전부, 제2방전부의 전극(111, 211)과의 간격 조정에 의해 하전 강도가 조정될 수 있다.In addition, the charge intensity of the
또한, 상기 제1, 2하전부(130, 230)를 통과한 상기 제1금속 입자를 혼합챔버(311)내에서 양전하, 음전하간의 인력에 의해 응집시키는 입자혼합부(310);를 더 포함할 수 있다.In addition, the first and second charged portion (130, 230) the first metal particles in the
또한, 상기 혼합챔버(311)에서 생성된 합금 입자를, 가열로(331) 내부의 고온분위기에서 상호 응집시켜 보다 큰 합금 입자를 생성하는 가열응집부(330);를 더 포함할 수 있다.In addition, the alloy particles generated in the
또한, 상기 하전부(30), 입자혼합부(310) 또는 가열응집부(330)를 통과한 입자의 유동경로상에 설치되어, 최종적으로 응집 생성된 합금 입자를 채취하는 시료채취부(410);를 더 포함할 수 있다.In addition, the
또한, 상기 하전부(30) 또는 제1하전부(130), 제2하전부(230), 입자혼합부(310)를 통과한 입자의 유동경로상에 설치되며, 상기 제1하전부(130), 제2하전부(230), 입자혼합부(310)에서 생성된 입자를 광학적으로 측정하는 입자측정부(430);를 더 포함할 수 있다.In addition, the
또한, 상기 하전부(30) 또는 제1하전부(130), 제2하전부(230)를 통과한 입자의 유동경로상에 설치되며, 상기 제1하전부(130), 제2하전부(230)에서 생성된 입자의 하전수를 측정하는 하전수측정부(450);를 더 포함할 수 있다.In addition, the
또한, 상기 하전수측정부(450)에서 측정된 하전수가 설정범위를 초과하거나 미달되면, 상기 제1하전부(130), 또는 제2하전부(230)를 상기 제1방전부(110), 제2방전부(210)의 전극(111)으로부터 이격 또는 근접시키거나, 상기 제1하전부(130), 또는 제2하전부(230) 자체의 하전 강도를 제어하는 제어명령을 출력하는 하전제어부;를 더 포함할 수 있다.In addition, when the charge number measured by the charge
또한, 본 발명은, 스파크 방전에 의해 제1금속을 증발, 입자화시키는 금속입자화단계(S1); 상기 제1금속의 입자를 동일한 전하 또는 서로 다른 전하로 하전하는 입자하전단계(S2); 및 상기 제1금속의 입자를 동일한 전하간의 척력에 의해 상호 이격시키거나, 서로 다른 전하간의 인력에 의해 상호 응집시키는 입자크기조정단계(S3);를 포함하는 스파크 방전장치와 하전장치를 이용한 입자 크기 제어방법을 또 다른 기술적 요지로 한다.
In addition, the present invention, the metal particle step (S1) for evaporating and granulating the first metal by spark discharge; A particle charging step of charging the particles of the first metal with the same charge or different charges (S2); And a particle size adjusting step (S3) of allowing the particles of the first metal to be spaced apart from each other by repulsive force between the same charges or mutually coagulating by attraction between different charges. The control method is another technical point.
상기와 같은 구성에 의한 본 발명은, 입자 하전장치를 이용함으로써, 하나의 금속 성분으로 구성된 입자를 척력에 의해 상호 이격시켜 나노 입자의 크기를 입자 하나에 해당되는 미세사이즈로 축소하거나, 인력에 의해 상호간 응집을 명확하게 유도하여 입자간 임의의 충돌에 의해 형성되기 어려운 크기로도 확대 생성할 수 있다.According to the present invention having the above-described configuration, by using a particle charging device, particles composed of one metal component are separated from each other by repulsive force to reduce the size of the nanoparticles to a fine size corresponding to one particle, or by attractive force. By clearly inducing coagulation between each other, it can be expanded to a size that is difficult to form by any collision between particles.
이에 따라, 기존에 비해 생산가능한 입자크기의 범위를 보다 확대할 수 있으며, 전하의 종류, 하전율 등을 조정하거나 일정하게 유지하는 것에 의해 원하는 입경대의 나노입자를 신뢰성있게 생산할 수 있다.Accordingly, the range of the particle size that can be produced can be further expanded compared to the conventional one, and the nanoparticles having a desired particle size can be reliably produced by adjusting or maintaining the type of charge, charge rate, and the like.
하나의 입자에 해당되는 미세 사이즈의 나노입자를 생성함에 있어서는, 제1금속 입자를 양전하 또는 음전하로 지속적으로 하전하여, 정전기적 척력에 의해 상호간의 응집을 방지함으로서, 제1금속의 나노입자 생성 수율을 현저하게 향상시킬 수 있다.In the production of nanoparticles of a fine size corresponding to one particle, the first metal particles are continuously charged with positive or negative charges, thereby preventing the aggregation of each other by electrostatic repulsive force, thereby yielding nanoparticles of the first metals. Can be significantly improved.
또한, 입자간 임의의 충돌에 의해 형성되기 어려운 대형 사이즈의 나노입자를 생성함에 있어서는, 양전하로 하전된 제1금속과, 음전하로 하전된 제1금속간의 정전기적 인력에 의해서 상호 신속하고 명확하게 응집시킴으로서, 제1금속의 나노입자 생성 수율을 현저하게 향상시킬 수 있다.In addition, in producing large-sized nanoparticles that are difficult to form by arbitrary collisions between particles, they quickly and clearly aggregate with each other by electrostatic attraction between the first metal charged with a positive charge and the first metal charged with a negative charge. By doing so, the yield of nanoparticles produced by the first metal can be significantly improved.
또한, 제1, 2방전부의 전극에 인가되는 전압, 공급 기체의 유량을 조정하는 이외에, 제1, 2하전부의 세기, 위치조정에 의해 제1금속의 양전하 하전율, 음전하 하전율 및 제1금속간의 응집율을 연속적으로 정밀 제어할 수 있으며, 이에 따라, 합금 생성의 최적 조건 또한 용이하게 검출할 수 있다.Further, in addition to adjusting the voltage applied to the electrodes of the first and second discharge parts and the flow rate of the supply gas, the positive and negative charge rates, the negative charge charge rate, and the first charge rate of the first metal are adjusted by adjusting the strength and position of the first and second charge parts. It is possible to continuously and precisely control the aggregation rate between one metal, whereby the optimum conditions for alloy formation can also be easily detected.
또한, 2개의 스파크 방전장치와 하전장치를 이용하는 경우, 스파크 방전장치만을 이용하는 것과 비해 합금 입자 생산량을 2배 이상 현저히 증가시킬 수 있으며, 하나의 혼합챔버만을 이용함으로써, 기존의 금속입자 제조장치 2대와 비교해서 보다 적은 체적과 비용, 에너지 소모로 동일한 정도의 생산성을 구현할 수 있다.
In addition, in the case of using two spark discharge devices and a charging device, the production of alloy particles can be significantly increased by more than two times compared to using only a spark discharge device. By using only one mixing chamber, two existing metal particle production devices are used. Compared to this, the same amount of productivity can be achieved with less volume, cost and energy consumption.
도 1 - 본 발명의 제1실시예에 따른 스파크 방전장치와 하전장치를 이용한 나노입자 생성장치를 도시한 개념도
도 2 - 방전부의 제1실시예를 도시한 개념도
도 3 - 본 발명의 제2실시예에 따른 스파크 방전장치와 하전장치를 이용한 나노입자 생성장치를 도시한 개념도
도 4 - 본 발명의 제3실시예에 따른 스파크 방전장치와 하전장치를 이용한 나노입자 생성장치를 도시한 개념도
도 5 - 본 발명의 제1실시예에 따른 스파크 방전장치와 하전장치를 이용한 입자 크기 제어방법을 도시한 흐름도
도 6 - 본 발명의 제1실시예에 따른 스파크 방전장치와 하전장치를 이용한 입자 크기 제어방법의 일례를 가시적으로 도시한 개념도
도 7 - 본 발명의 제2실시예에 따른 스파크 방전장치와 하전장치를 이용한 입자 크기 제어방법의 다른 예를 가시적으로 도시한 개념도1-conceptual diagram showing a nanoparticle generating device using a spark discharge device and a charging device according to a first embodiment of the present invention
2 is a conceptual diagram showing a first embodiment of the discharge unit;
3-A conceptual diagram showing a nanoparticle generating device using a spark discharge device and a charging device according to a second embodiment of the present invention
4 is a conceptual diagram illustrating a nanoparticle generator using a spark discharge device and a charge device according to a third embodiment of the present invention.
5 is a flowchart illustrating a particle size control method using a spark discharge device and a charge device according to a first embodiment of the present invention;
6 is a conceptual diagram visually showing an example of a particle size control method using a spark discharge device and a charge device according to a first embodiment of the present invention;
7 is a conceptual diagram visually showing another example of a particle size control method using a spark discharge device and a charge device according to a second embodiment of the present invention;
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 첨부된 도면을 참조하여 자세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 스파크 방전장치와 하전장치를 이용한 나노입자 생성장치를 도시한 개념도이다.1 is a conceptual diagram illustrating a nanoparticle generator using a spark discharge device and a charge device according to a first embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 제1실시예에 따른 스파크 방전장치와 하전장치를 이용한 나노입자 생성장치는, 방전부(10), 하전부(30)를 포함하는 구성을 가진다.Referring to FIG. 1, the nanoparticle generator using the spark discharge device and the charge device according to the first embodiment has a configuration including a
도 2는 상기 방전부(10)의 제1실시예를 도시한 개념도이다.2 is a conceptual diagram illustrating a first embodiment of the
도 1, 2를 참조하면, 상기 방전부(10)에는, 지정 간격을 두고 배치된 한쌍의 전극(11)이 구비되며, 기체 공급 장치(예를 들어, 캐리어 에어 공급 시스템(carrier air supply system))와, 유량계(예를 들어, MFM(mass flow meter))에 의해 비활성 기체 또는 질소가 상기 전극(11)이 설치된 공간상으로 지정유량 주입된다.1 and 2, the
상기 방전부(10)는, 제1금속(예를 들어, Ni, Ag, Pt 등)으로 구성된 상기 전극(11)을 사용하며 상기 전극(11)에 고전압을 인가하여 스파크 방전에 의해 상기 제1금속을 증발(기화), 입자화시킨다.The
상기 전극(11)간 최단거리인 전극 갭(electrode gap)은, 그 거리가 작을수록 점화유구 전압이 낮아지며, 그 거리가 커질수록 고전압이 요구된다. 전극 갭이 좁으면 아크를 발생시키는 데 필요한 전압은 감소하지만, 짧은 스파크는 혼합기에 점화 최소 에너지를 전달하여 실화를 일으킬 수 있으므로, 실험에 의해 적정 거리를 설정하는 것이 필요하다.In the electrode gap, which is the shortest distance between the
상기 하전부(30)는, 이온발생장치(ionizer), 코로나 방전장치(corona discharger)와 같이 공기 중 부유 입자를 하전시키는 입자하전장치를 구비하여, 상기 방전부(10)를 통과한 입자의 유동경로상에 설치된다.The
상기 하전부(30)는, 상기 방전부(10)에서 배출된 상기 제1금속의 입자를 양전하, 또는 음전하로 하전시킴으로서, 상기 제1금속 입자간 척력에 의해 상기 제1금속 입자간 응집이 저해되도록 한다.The
스파크 방전에 의해 입자를 생성함에 있어서는, 상기 전극(11)에 걸어준 전압의 특성에 따라 양전하, 또는 음전하로 하전된 상태로 입자화할 수 있다.In generating particles by spark discharge, the particles can be granulated in a positively charged or negatively charged state depending on the characteristics of the voltage applied to the
상기 한쌍의 전극(11) 사이에 고전압을 인가하되 상기 제1금속으로 구성된 전극(11)에 양전압(또는 음전압)이 걸리도록 인가하면, 상기 제1금속 입자를 양전하(또는 음전하)로 생성할 수 있으며, 상기 제1금속 입자를 상기 하전부(30)에서 양전하(또는 음전하)로 추가 하전함으로써, 상기 제1금속 입자의 하전율을 보다 증가시킬 수 있다.When a high voltage is applied between the pair of
상기와 같이 상기 방전부(10), 하전부(30)에 걸쳐 다단으로 상기 제1금속 입자를 동일한 종류의 전하로 하전시킴으로써, 상기 방전부(10)와 하전부(30)를 이용함에 있어서, 상기 제1금속 입자의 하전 강도를 최대로 높일 수 있으며, 상기 제1금속간의 응집을 보다 명확하게 방지할 수 있다.As described above, the first metal particles are charged with the same kind of electric charge in multiple stages over the
또한, 상기 하전부(30)가 상기 방전부의 전극(11)에 인접할수록 상기 방전부(10)에서 생성된 상기 제1금속 입자가 중화되기 이전에 추가로 하전시키며 하전수를 보다 증가시킬 수 있어, 상기 방전부(10)와 하전부(30)간의 간격 조정에 의해 하전 강도를 조정할 수도 있다.In addition, as the charged
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 스파크 방전장치와 하전장치를 이용한 나노입자 생성장치를 도시한 개념도이다.3 is a conceptual diagram illustrating a nanoparticle generator using a spark discharge device and a charge device according to a second embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 스파크 방전장치와 하전장치를 이용한 나노입자 생성장치는, 도 1에 도시된 상기 본 발명의 제1실시예에 따른 스파크 방전장치와 하전장치를 이용한 나노입자 생성장치와 비교하여, 시료채취부(410), 입자측정부(430), 하전수측정부(450), 하전제어부(미도시)를 추가로 구비한 구조를 가진다.Referring to FIG. 3, the nanoparticle generating device using the spark discharge device and the charge device according to the second embodiment of the present invention, the spark discharge device and the charge device according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. Compared with the nanoparticle generating device using, the
상기 시료채취부(410)는, 상기 하전부(30)를 통과한 입자의 유동경로상에 설치되어, 최종적으로 응집 생성된 합금 입자를 채취하며, 입자상 물질 전체의 질량농도를 측정하거나 금속성분의 분석에 이용되는 샘플러(sampler)(도면부호 미표기)(예를 들어, 하이 볼륨 에어 샘플러(high volume air sampler), 로우 볼륨 에어 샘플러(low volume air sampler) 등)로 구성된다.The
상기 샘플러를 통과한 후 대기로 배출되는 공기는, 헤파필터(HEPA(high effecciency particulate arrestor) filter) 등을 통해 인체에 유해하게 작용할 수도 있는 합금 입자를 고성능 필터링시킨 후 배출시키는 것이 바람직하다.After passing through the sampler, the air discharged to the atmosphere is preferably discharged after high performance filtering of alloy particles which may be harmful to the human body through a high effecciency particulate arrestor (HEPA) filter.
하이 볼륨 에어 샘플러(high volume air sampler)법은, 대기 중 부유입자상물질을 하이 볼륨 에어 샘플러(high volume air sampler)를 이용하여 여과지상에 포집하는 방법으로, 이 방법에 의한 포집입자의 입경은 일반적으로 0.1~100㎛범위이며, 상기 하이 볼륨 에어 샘플러는 공기흡인부, 여과지홀더, 유량측정부 및 보호상자로 구성될 수 있다.The high volume air sampler method collects suspended particulate matter in the air on a filter paper using a high volume air sampler. The particle size of the collected particles is generally In the range of 0.1 ~ 100㎛, the high volume air sampler may be composed of an air suction unit, filter paper holder, flow rate measuring unit and a protective box.
로우 볼륨 에어 샘플러(low volume air sampler)법은, 대기 중 부유입자상 물질을 로우 볼륨 에어 샘플러(low volume air sampler)를 이용하여 여과지상에 포집하는 방법으로, 일반적으로 10㎛이하의 입자상 물질을 포집하여 질량 농도를 구하거나 금속 등의 성분분석에 이용하며, 상기 로우 볼륨 에어 샘플러는 흡인펌프, 분립장치, 여과지홀더 및 유량측정부로 구성될 수 있다.The low volume air sampler method collects suspended particulate matter in the air on a filter paper using a low volume air sampler, and generally collects particulate matter of 10 μm or less. To obtain a mass concentration or to use for component analysis of metals. The low volume air sampler may be composed of a suction pump, a separation device, a filter paper holder, and a flow measurement unit.
상기 입자측정부(430)는, 상기 하전부(30)를 통과한 입자의 유동경로상에 설치되어, 상기 하전부(30)에서 생성된 입자를 광학적으로 측정하며, SMPS(scanning mobility particle sizer)로 구성될 수 있다.The
일반적으로 SMPS는 미세입자를 입경별로 분리할 수 있는 DMA(differential mobility analyzer)와, 입자의 개수를 측정할 수 있는 광학장비인 CPC(condensation particle counter)로 구성되어 있으며, 미세입자를 하전시켜 DMA내에서 올바르게 분급될 수 있도록 유도하는 중화기(neutralizer), DMA의 유량 및 인가전압을 제어할 수 있는 장치로 구성된다.In general, SMPS is composed of DMA (differential mobility analyzer) that can separate fine particles by particle diameter, and CPC (condensation particle counter), an optical device that can measure the number of particles. It consists of a neutralizer to induce the proper classification in the DMA, and a device to control the flow rate and applied voltage of the DMA.
상기 하전수측정부(450)는, 상기 하전부(30)를 통과한 입자의 유동경로상에 설치되어, 상기 하전부(30)에서 생성된 입자의 하전수를 측정하며, 주로 음이온을 포착하는데 사용되는 이온 트랩(ion trap)과, 소량의 전위나 전류를 측정하기 위한 전위계(electrometer)로 구성될 수 있다.The charge
상기 하전제어부는, 상기 입자측정부(430), 하전수측정부(450)의 측정결과에 따라, 상기 하전부(130)에 인가되는 전압, 상기 하전부(130)의 위치 등을 제어하며 하전 강도를 조정하는 제어장치가 구비되는 구성요소이다.The charge control unit controls the voltage applied to the
상기 입자측정부(430)에서 측정된 입자의 크기나 갯수, 또는 상기 하전수측정부(450)에서 측정된 하전수가 설정범위를 초과하거나 미달되면, 상기 하전부(30)를 상기 방전부의 전극(11)과 이격 또는 근접되게 이동시키면서 하전 강도를 제어하거나, 상기 제1하전부(130), 또는 제2하전부(230)의 전원공급장치의 제어에 의해 하전 강도를 제어하는 제어명령을 출력한다.When the size or number of particles measured by the
도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 스파크 방전장치와 하전장치를 이용한 나노입자 생성장치를 도시한 개념도이다.4 is a conceptual diagram illustrating a nanoparticle generator using a spark discharge device and a charge device according to a third embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제3실시예에 따른 스파크 방전장치와 하전장치를 이용한 나노입자 생성장치는, 도 3에 도시된 상기 본 발명의 제2실시예에 따른 스파크 방전장치와 하전장치를 이용한 나노입자 생성장치와 비교하여, 제1방전부(110), 제1하전부(130), 제2방전부(210), 제2하전부(230), 입자혼합부(310)를 포함하는 구성을 가진다.Referring to FIG. 4, the nanoparticle generating device using the spark discharge device and the charge device according to the third embodiment of the present invention, the spark discharge device and the charge device according to the second embodiment of the present invention shown in FIG. 3. Compared to the nanoparticle generating device using the
상기 제1방전부(110), 제2방전부(210)는, 도 2에 도시된 상기 방전부(10)와 동일한 구조를 가지며, 상기 제1하전부(130), 제2하전부(230)는 상기 하전부(30)와 동일한 구조를 가지므로, 상기 제1방전부(110), 제1하전부(130), 제2방전부(210), 제2하전부(230) 각각의 구조에 대해서는 그 중복 설명을 생략하기로 한다.The
도 4를 참조하면, 상기 제1방전부(110)와 제2방전부(210) 각각에는, 지정 간격을 두고 배치된 한쌍의 전극(111, 211)(도 7 참고)이 구비되며, 기체 공급 장치(예를 들어, 캐리어 에어 공급 시스템(carrier air supply system))와, 유량계(예를 들어, MFM(mass flow meter))에 의해 비활성 기체 또는 질소가 상기 전극(111, 211)이 설치된 공간상으로 지정유량 주입된다.Referring to FIG. 4, each of the
상기 제1방전부(110), 제2방전부(210)에서는, 상기 제1금속(예를 들어, Ni, Ag, Pt 등)으로 구성된 상기 전극(111, 112)을 사용하며, 상기 전극(111, 112)에 고전압을 인가하여 스파크 방전에 의해 상기 제1금속을 증발(기화), 입자화시킨다.In the
상기 제1하전부(130), 제2하전부(230)는, 상기 입자하전장치를 구비하여, 상기 제1방전부(110), 제2방전부(210) 각각을 통과한 상기 제1금속 입자의 유동경로상에 설치된다.The first charged
상기 제1하전부(130)는, 상기 제1방전부(110)에서 배출된 상기 제1금속 입자를 양전하로 하전시키며, 상기 제2하전부(230)는 상기 제2방전부(210)에서 배출된 상기 제1금속 입자를 음전하로 하전시킨다.The
상기 입자혼합부(310)는, 상기 제1하전부(130), 제2하전부(230)를 통과한 상기 제1금속 입자를 혼합챔버(311)내에서 양전하, 음전하간의 인력에 의해 응집시켜 상기 제1금속 입자 다수가 응집된 형태의 입자를 생성하며, 이는 중화된 상기 제1금속 입자간의 임의의 충돌에 의해서 입자간 응집을 구현하는 것과는 차별된다.The
상기 제1금속 입자의 양전하 하전 정도와 상기 제2금속입자의 음전하 하전 정도가 강할수록, 상기 입자혼합부(310)상에서의 상기 제1금속간의 응집이 보다 신속하고 명확하게 구현될 수 있다.As the degree of positive charge charge of the first metal particles and the degree of negative charge charge of the second metal particles are stronger, aggregation between the first metals on the
상기 전극(111, 211)에 걸어준 전압의 특성에 따라 양전하, 또는 음전하로 하전된 상태로 입자화할 수 있으므로, 상기 제1방전부(110)에서는, 상기 한쌍의 전극(111) 사이에 고전압을 인가하되 상기 제1금속으로 구성된 전극(111)에 양전압이 걸리도록 인가하며, 상기 제2방전부(210)는, 한쌍의 전극(211) 사이에 고전압을 인가하되 상기 제1금속으로 구성된 전극(211)에 음전압이 걸리도록 인가함으로써, 상기 제1금속 입자를 양전하, 음전하로 각각 생성시킬 수 있다.According to the characteristics of the voltage applied to the electrodes 111 and 211, the particles may be granulated in a positively charged or negatively charged state. In the
상기와 같이 상기 제1방전부(110)에서 상기 제1금속 입자를 양전하로 생성시키면, 상기 제1방전부(110)에서 양전하로 하전된 상태의 상기 제1금속 입자는 상기 제1하전부(130)를 통과하면서 양전하가 추가로 하전되며, 상기 제2방전부(210)에서 상기 제1금속 입자를 음전하로 생성시키면, 상기 제2방전부(210)에서 음전하로 하전된 상태의 상기 제1금속 입자는 상기 제2하전부(230)를 통과하면서 음전하가 추가로 하전된다.When the first metal particles are positively charged in the
상기 제1하전부(130), 제2하전부(230)가 각각, 상기 제1방전부, 제2방전부의 전극(111, 211)에 인접할수록, 상기 제1방전부(110), 제2방전부(210) 각각에서 생성된 상기 제1금속 입자가 중화되기 이전에 추가로 하전하며 하전수를 보다 증가시킬 수 있어, 상기 제1방전부(110)와 제1하전부(130)간의 간격, 제2방전부(210)와 제2하전부(230)간의 간격 조정에 의해 하전 강도를 조정할 수 있다.As the
상기 방전부(10), 하전부(30)를, 상기 제1방전부(110) 및 제1하전부(130) 또는 상기 제2방전부(210) 및 제2하전부(230)로 적용하면, 상기 제1금속입자를 입자간 응집이 최소화된 미세 사이즈로 생성할 필요가 있는 경우에는, 상기 제1방전부(110) 및 제1하전부(130), 상기 제2방전부(210) 및 제2하전부(230) 중 일측만을 가동시킴으로서, 상기 본 발명의 제3실시예를 이용하여 상기 본 발명의 제1실시예에 따른 작동, 작용효과를 구현할 수 있다.When the
또한, 상기 제1방전부(110)와 제2방전부(210)를 각각 별도의 스파크 방전장치로 구성하지 않고, 하나의 스파크 방전장치로 통합하여 구성하여 상기 제1금속 입자를 생성하고, 하나의 스파크 방전장치에서 생성된 상기 제1금속 입자를 상기 제1하전부(130)와 제2하전부(230)로 구획하여 공급하는 것도 가능하다.In addition, the
상기 입자혼합부(310)는, 상기 제1하전부(130), 제2하전부(230)를 통과한 상기 제1금속 입자를 혼합챔버(311)내에서 양전하, 음전하간의 인력에 의해 응집시켜 합금 입자를 생성한다.(도 7의 S3 참조)The
액체나 고체의 입자가 주로 공기와 같은 기체 내에 미세한 형태로 균일하게 분포되어 있는 상태를 에어로졸(aerosol)이라고 하는데, 상기 제1금속 입자로 구성된 에어로졸 입자는 응축핵이나 응결핵의 구실을 하여 상기 제1금속 입자의 응집과정에서 중요한 역할을 하게 된다.A state in which liquid or solid particles are uniformly distributed in a fine form mainly in a gas such as air is called aerosol. The aerosol particles composed of the first metal particles serve as a condensation nucleus or a coagulation nucleus. It plays an important role in the aggregation process of metal particles.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 스파크 방전장치와 하전장치를 이용한 입자 크기 제어방법을 도시한 흐름도이고, 도 6, 7은 각각 상기 본 발명의 제1실시예에 따른 스파크 방전장치와 하전장치를 이용한 입자 크기 제어방법의 다양한 실시예를 가시적으로 도시한 개념도이다.5 is a flowchart illustrating a particle size control method using a spark discharge device and a charge device according to a first embodiment of the present invention, and FIGS. 6 and 7 respectively illustrate a spark discharge device and a spark discharge device according to the first embodiment of the present invention. A conceptual diagram visually illustrating various embodiments of a particle size control method using a charging device.
도 5, 6, 7을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 스파크 방전장치와 하전장치를 이용한 입자 크기 제어방법은, 크게 금속입자화단계(S1), 입자하전단계(S2), 입자크기조정단계(S3)를 거쳐 이루어진다.5, 6, and 7, the particle size control method using the spark discharge device and the charging device according to the first embodiment of the present invention, largely metal granulation step (S1), particle charging step (S2), particles It is made through the size adjustment step (S3).
본 발명의 제1실시예에 따른 스파크 방전장치와 하전장치를 이용한 입자 크기 제어방법은, 상기 본 발명의 제1, 2, 3실시예에 따른 스파크 방전장치와 하전장치를 이용한 나노입자 생성장치를 이용하여 구현가능하며, 상기 본 발명의 제1, 2, 3실시예에 따른 스파크 방전장치와 하전장치를 이용한 나노입자 생성장치에 대한 설명과 중복되는 부분은 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.The particle size control method using the spark discharge device and the charge device according to the first embodiment of the present invention, the nanoparticle generating device using the spark discharge device and the charge device according to the first, second, and third embodiments of the present invention It can be implemented using, and overlapping with the description of the nanoparticle generating device using the spark discharge device and the charging device according to the first, second, third embodiment of the present invention will be omitted the detailed description.
상기 금속입자화단계(S1)에서는 스파크 방전에 의해 제1금속을 증발, 입자화시키며, 상기 입자하전단계(S2)에서는 상기 제1금속의 입자를 동일한 전하 또는 서로 다른 전하로 하전하며, 상기 입자크기조정단계(S3)에서는, 상기 제1금속의 입자를 동일한 전하간의 척력에 의해 상호 이격시키거나, 서로 다른 전하간의 인력에 의해 상호 응집시킨다.In the metal particle forming step (S1), the first metal is evaporated and granulated by spark discharge, and in the particle charging step (S2), the particles of the first metal are charged with the same or different charges, and the particles In the sizing step S3, the particles of the first metal are spaced apart from each other by repulsive force between the same charges, or aggregated together by attraction between different charges.
도 6에 도시된 실시예는, 상기 입자하전단계(S2)에서 상기 제1금속의 입자를 동일한 전하로 하전하고, 상기 입자크기조정단계(S3)에서 상기 제1금속의 입자를 동일한 전하간의 척력에 의해 상호 이격시키는 과정을 가시적으로 도시한 것으로, 상기 입자하전단계(S2)와 입자크기조정단계(S3)를 거치면서 상기 제1금속 입자간 응집이 최소화된다.In the embodiment shown in FIG. 6, the particles of the first metal are charged with the same charge in the particle charging step S2, and the repulsive force between the same charges of the particles of the first metal in the particle size adjusting step S3. By visually illustrating the process of mutually spaced apart by, the aggregation between the first metal particles is minimized while the particle charging step (S2) and the particle size adjustment step (S3).
도 7에 도시된 실시예는, 상기 입자하전단계(S2)에서 상기 제1금속의 입자를 서로 다른 종류의 전하로 하전하고, 상기 입자크기조정단계(S3)에서 상기 제1금속의 입자를 서로 다른 전하간의 인력에 의해 상호 응집시키는 과정을 가시적으로 도시한 것으로, 상기 입자하전단계(S2)와 입자크기조정단계(S3)를 거치면서 상기 제1금속 입자간 응집이 최대화된다.In the embodiment shown in FIG. 7, the particles of the first metal are charged with different kinds of charges in the particle charging step (S2), and the particles of the first metal are exchanged with each other in the particle size adjusting step (S3). Visually illustrating the process of mutual aggregation by the attraction between the different charges, the aggregation between the first metal particles is maximized through the particle charge step (S2) and the particle size adjustment step (S3).
상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 스파크 방전장치와 하전장치를 이용한 나노입자 생성장치 및 입자 크기 제어방법은, 입자 하전장치를 이용함으로써, 하나의 금속 성분으로 구성된 입자를 척력에 의해 상호 이격시켜 나노 입자의 크기를 입자 하나에 해당되는 미세사이즈로 축소하거나, 인력에 의해 상호간 응집을 명확하게 유도하여 입자간 임의의 충돌에 의해 형성되기 어려운 크기로도 확대 생성할 수 있다.Nanoparticle generating device and particle size control method using the spark discharge device and the charging device according to the present invention having the configuration as described above, by using a particle charging device, the particles composed of one metal component spaced apart from each other by the repulsive force By reducing the size of the nanoparticles to a fine size corresponding to one particle, or by clearly inducing aggregation between each other by the attractive force can be expanded to a size that is difficult to form by any collision between the particles.
이에 따라, 기존에 비해 생산가능한 입자크기의 범위를 보다 확대할 수 있으며, 전하의 종류, 하전율 등을 조정하거나 일정하게 유지하는 것에 의해 원하는 입경대의 나노입자를 신뢰성있게 생산할 수 있다.Accordingly, the range of the particle size that can be produced can be further expanded compared to the conventional one, and the nanoparticles having a desired particle size can be reliably produced by adjusting or maintaining the type of charge, charge rate, and the like.
하나의 입자에 해당되는 미세 사이즈의 나노입자를 생성함에 있어서는, 제1금속 입자를 양전하 또는 음전하로 지속적으로 하전하여, 정전기적 척력에 의해 상호간의 응집을 방지함으로서, 제1금속의 나노입자 생성 수율을 현저하게 향상시킬 수 있다.In the production of nanoparticles of a fine size corresponding to one particle, the first metal particles are continuously charged with positive or negative charges, thereby preventing the aggregation of each other by electrostatic repulsive force, thereby yielding nanoparticles of the first metals. Can be significantly improved.
또한, 입자간 임의의 충돌에 의해 형성되기 어려운 대형 사이즈의 나노입자를 생성함에 있어서는, 양전하로 하전된 제1금속과, 음전하로 하전된 제1금속간의 정전기적 인력에 의해서 상호 신속하고 명확하게 응집시킴으로서, 제1금속의 나노입자 생성 수율을 현저하게 향상시킬 수 있다.In addition, in producing large-sized nanoparticles that are difficult to form by arbitrary collisions between particles, they quickly and clearly aggregate with each other by electrostatic attraction between the first metal charged with a positive charge and the first metal charged with a negative charge. By doing so, the yield of nanoparticles produced by the first metal can be significantly improved.
또한, 상기 제1, 2방전부의 전극(111, 211)에 인가되는 전압, 공급 기체의 유량을 조정하는 이외에, 상기 제1, 2하전부(130, 230)의 세기, 위치조정에 의해 제1금속의 양전하 하전율, 음전하 하전율 및 제1금속간의 응집율을 연속적으로 정밀 제어할 수 있으며, 이에 따라, 합금 생성의 최적 조건 또한 용이하게 검출할 수 있다.In addition to adjusting the voltage applied to the electrodes 111 and 211 of the first and second discharge parts and the flow rate of the supply gas, the strength and position of the first and
또한, 2개의 스파크 방전장치와 하전장치를 이용하는 경우, 스파크 방전장치만을 이용하는 것과 비해 합금 입자 생산량을 2배 이상 현저히 증가시킬 수 있으며, 그 외의 구성요소(예를 들어, 혼합챔버(311) 등)에 대해서는 하나만을 이용함으로써, 기존의 금속입자 제조장치 2대와 비교해서 보다 적은 체적과 비용, 에너지 소모로 동일한 정도의 생산성을 구현할 수 있다.In addition, in the case of using two spark discharge devices and a charge device, the production of alloy particles can be significantly increased by more than two times compared to using only the spark discharge device, and other components (for example, the mixing chamber 311). By using only one, it is possible to implement the same degree of productivity with less volume, cost, and energy consumption compared to two conventional metal particle manufacturing apparatus.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되는 것이 아니고, 상기 실시예들을 기존의 공지기술과 단순히 조합적용한 실시예와 함께, 본 발명의 특허청구범위와 상세한 설명에서 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 변형하여 이용할 수 있는 기술은 본 발명의 기술범위에 당연히 포함된다고 보아야 할 것이다.
The present invention has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, but the present invention is not limited to these embodiments, and the embodiments of the present invention are combined with the embodiments of the present invention. In the description it should be seen that the techniques that can be used by those skilled in the art to which the present invention pertains are naturally included in the technical scope of the present invention.
10 : 방전부 30 : 하전부
110 : 제1방전부 11, 111, 211 : 전극
130 : 제1하전부 210 : 제2방전부
230 : 제2하전부 310 : 입자혼합부
311 : 혼합챔버 330 : 가열응집부
331 : 가열로 410 : 시료채취부
430 : 입자측정부 450 : 하전수측정부
S1 : 금속입자화단계 S2 : 입자하전단계
S3 : 입자크기조정단계10: discharge part 30: charge part
110:
130: first discharge portion 210: second discharge portion
230: second charge portion 310: particle mixing portion
311: mixing chamber 330: heat condensing unit
331: heating furnace 410: sample collection unit
430: particle measuring unit 450: charge water measuring unit
S1: metal granulation step S2: particle charging step
S3: particle size adjustment step
Claims (14)
상기 방전부(10)에서 배출된 상기 제1금속 입자를 동일한 전하 또는 서로 다른 전하로 하전시키는 하전부(30);
를 포함하되,
상기 방전부(10)는,
한쌍의 전극(11) 사이에 전압을 인가하되, 상기 제1금속으로 구성된 전극(11)에 양전압(또는 음전압)이 걸리도록 인가하고,
상기 하전부(30)는,
양전하(또는 음전하)를 띤 상기 제1금속에 양전하(또는 음전하)를 추가 하전하는 것을 특징으로 하는 스파크 방전장치와 하전장치를 이용한 나노입자 생성장치.
A discharge unit 10 for evaporating and granulating the surface of the electrode 11 made of the first metal by spark discharge; And
A charging unit 30 for charging the first metal particles discharged from the discharge unit 10 with the same or different charges;
Including but not limited to:
The discharge unit 10,
Apply a voltage between the pair of electrodes 11, apply a voltage (or negative voltage) to the electrode 11 made of the first metal,
The charged portion 30,
A spark discharging device and a nanoparticle generating device using a charging device, characterized in that a positive charge (or negative charge) is added to the first metal having a positive charge (or negative charge).
상기 하전부(30)는,
상기 제1금속 입자간 척력에 의해 상기 제1금속 입자간 응집이 저해되도록 상기 방전부(10)에서 배출된 상기 제1금속 입자를 동일한 종류의 전하로 하전시키는 것을 특징으로 하는 스파크 방전장치와 하전장치를 이용한 나노입자 생성장치.
The method of claim 1,
The charged portion 30,
The spark discharge device and the charge, characterized in that for charging the first metal particles discharged from the discharge unit 10 with the same kind of electric charge so that the aggregation between the first metal particles is inhibited by the repulsive force between the first metal particles. Nanoparticle generator using the device.
상기 하전부(30)는,
공기 중 부유 입자를 하전시키는 입자하전장치;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 스파크 방전장치와 하전장치를 이용한 금속합금 제조장치.
The method of claim 1,
The charged portion 30,
A particle charging device that charges suspended particles in air;
Metal alloy manufacturing apparatus using a spark discharge device and a charging device comprising a.
상기 입자하전장치는 이온발생장치(ionizer) 또는 코로나 방전장치(corona discharger)인 것을 특징으로 하는 스파크 방전장치와 하전장치를 이용한 금속합금 제조장치.
The method of claim 3,
The particle charging device is a metal alloy manufacturing apparatus using a spark discharge device and a charging device, characterized in that the ionizer (ionizer) or corona discharge (corona discharger).
상기 방전부(10)에서 배출된 상기 제1금속 입자를 동일한 전하 또는 서로 다른 전하로 하전시키는 하전부(30);
를 포함하되,
상기 방전부(10)는,
스파크 방전에 의해 상기 제1금속으로 구성된 양전극 표면을 증발, 입자화시키는 제1방전부(110); 및
스파크 방전에 의해 상기 제1금속으로 구성된 음전극 표면을 증발, 입자화시키는 제2방전부(210);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 스파크 방전장치와 하전장치를 이용한 금속합금 제조장치.
A discharge unit 10 for evaporating and granulating the surface of the electrode 11 made of the first metal by spark discharge; And
A charging unit 30 for charging the first metal particles discharged from the discharge unit 10 with the same or different charges;
Including but not limited to:
The discharge unit 10,
A first discharge part 110 for evaporating and granulating the surface of the positive electrode formed of the first metal by spark discharge; And
A second discharge part 210 which evaporates and granulates the surface of the negative electrode made of the first metal by spark discharge;
Metal alloy manufacturing apparatus using a spark discharge device and a charging device comprising a.
상기 하전부(30)는,
상기 제1방전부(110)에서 배출된 상기 제1금속 입자를 양전하로 추가 하전시키는 제1하전부(130);
상기 제2방전부(210)에서 배출된 상기 제1금속 입자를 음전하로 추가 하전시키는 제2하전부(230);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 스파크 방전장치와 하전장치를 이용한 나노입자 생성장치.
The method of claim 5,
The charged portion 30,
A first charge part 130 for additionally charging the first metal particles discharged from the first discharge part 110 to a positive charge;
A second charge unit 230 for additionally charging the first metal particles discharged from the second discharge unit 210 to a negative charge;
Nanoparticle generating device using a spark discharge device and a charging device comprising a.
상기 제1하전부(130), 제2하전부(230)는,
상기 제1방전부, 제2방전부의 전극(111, 211)과의 간격 조정에 의해 하전 강도가 조정되는 것을 특징으로 하는 스파크 방전장치와 하전장치를 이용한 나노입자 생성장치.
The method according to claim 6,
The first charged portion 130, the second charged portion 230,
Charge intensity is adjusted by adjusting the distance between the electrode of the first discharge portion, the second discharge portion (111, 211) and the nanoparticle generating device using a spark discharge device and a charge device.
상기 제1, 2하전부(130, 230)를 통과한 상기 제1금속 입자를 혼합챔버(311)내에서 양전하, 음전하간의 인력에 의해 응집시키는 입자혼합부(310);
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스파크 방전장치와 하전장치를 이용한 나노입자 생성장치.
The method according to claim 6,
A particle mixing part 310 which aggregates the first metal particles having passed through the first and second charge parts 130 and 230 by attraction between positive and negative charges in the mixing chamber 311;
Nanoparticle generating device using a spark discharge device and a charging device, characterized in that it further comprises.
상기 혼합챔버(311)에서 생성된 합금 입자를, 가열로(331) 내부에서 상호 응집시키는 가열응집부(330);
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스파크 방전장치와 하전장치를 이용한 나노입자 생성장치.
9. The method of claim 8,
A heating agglomerating part 330 which aggregates the alloy particles generated in the mixing chamber 311 into each other in the heating furnace 331;
Nanoparticle generating device using a spark discharge device and a charging device, characterized in that it further comprises.
상기 하전부(30), 입자혼합부(310) 또는 가열응집부(330)를 통과한 입자의 유동경로상에 설치되어, 최종적으로 응집 생성된 합금 입자를 채취하는 시료채취부(410);
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스파크 방전장치와 하전장치를 이용한 나노입자 생성장치.
10. The method of claim 9,
A sampling part 410 installed on the flow path of the particles passing through the charged part 30, the particle mixing part 310, or the heating aggregating part 330, and finally collecting agglomerated alloy particles;
Nanoparticle generating device using a spark discharge device and a charging device, characterized in that it further comprises.
상기 하전부(30) 또는 제1하전부(130), 제2하전부(230), 입자혼합부(310)를 통과한 입자의 유동경로상에 설치되며, 상기 제1하전부(130), 제2하전부(230), 입자혼합부(310)에서 생성된 입자를 광학적으로 측정하는 입자측정부(430);
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스파크 방전장치와 하전장치를 이용한 나노입자 생성장치.
9. The method of claim 8,
It is installed on the flow path of the particles passing through the charged portion 30 or the first charged portion 130, the second charged portion 230, the particle mixing unit 310, the first charged portion 130, A particle measuring unit 430 for optically measuring the particles generated by the second charged unit 230 and the particle mixing unit 310;
Nanoparticle generating device using a spark discharge device and a charging device, characterized in that it further comprises.
상기 하전부(30) 또는 제1하전부(130), 제2하전부(230)를 통과한 입자의 유동경로상에 설치되며, 상기 제1하전부(130), 제2하전부(230)에서 생성된 입자의 하전수를 측정하는 하전수측정부(450);
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스파크 방전장치와 하전장치를 이용한 나노입자 생성장치.
9. The method of claim 8,
It is installed on the flow path of the particles passing through the charged portion 30 or the first charged portion 130, the second charged portion 230, the first charged portion 130, the second charged portion 230 Charge number measuring unit 450 for measuring the charge number of the particles generated in the;
Nanoparticle generating device using a spark discharge device and a charging device, characterized in that it further comprises.
상기 하전수측정부(450)에서 측정된 하전수가 설정범위를 초과하거나 미달되면, 상기 제1하전부(130), 또는 제2하전부(230)를 상기 제1방전부(110), 제2방전부(210)의 전극(111)으로부터 이격 또는 근접시키거나, 상기 제1하전부(130), 또는 제2하전부(230) 자체의 하전 강도를 제어하는 제어명령을 출력하는 하전제어부;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스파크 방전장치와 하전장치를 이용한 나노입자 생성장치.
The method of claim 12,
When the number of charges measured by the charge water measuring unit 450 exceeds or falls below a set range, the first discharge unit 130 or the second charge unit 230 may be replaced by the first discharge unit 110 and the second discharge unit. A charge control unit spaced apart from or close to the electrode 111 of the discharge unit 210 or outputting a control command for controlling the charge intensity of the first charge unit 130 or the second charge unit 230 itself;
Nanoparticle generating device using a spark discharge device and a charging device, characterized in that it further comprises.
상기 제1금속의 입자를 동일한 전하 또는 서로 다른 전하로 하전하는 입자하전단계(S2); 및
상기 제1금속의 입자를 동일한 전하간의 척력에 의해 상호 이격시키거나, 서로 다른 전하간의 인력에 의해 상호 응집시키는 입자크기조정단계(S3);
를 포함하되,
상기 금속입자화단계(S1)는 한쌍의 전극(11) 사이에 전압을 인가하되, 상기 제1금속으로 구성된 전극(11)에 양전압(또는 음전압)이 걸리도록 인가하고,
상기 입자하전단계(S2)는 양전하(또는 음전하)를 띤 상기 제1금속에 양전하(또는 음전하)를 추가 하전하는 것을 특징으로 하는 스파크 방전장치와 하전장치를 이용한 입자 크기 제어방법.A metal particle forming step (S1) of evaporating and granulating the first metal by spark discharge;
A particle charging step of charging the particles of the first metal with the same charge or different charges (S2); And
A particle size adjusting step (S3) of allowing the particles of the first metal to be spaced apart from each other by repulsive force between the same charges, or mutually coagulating by attraction between different charges;
Including but not limited to:
In the metal granulation step S1, a voltage is applied between the pair of electrodes 11, and a voltage (or negative voltage) is applied to the electrode 11 formed of the first metal.
The particle charging step (S2) is a particle size control method using a spark discharge device and a charging device, characterized in that additional charge (or negative charge) to the first metal having a positive charge (or negative charge).
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