KR101537216B1 - A making process of silicon powder Using Plasma Arc Discharge - Google Patents

A making process of silicon powder Using Plasma Arc Discharge Download PDF

Info

Publication number
KR101537216B1
KR101537216B1 KR1020140085485A KR20140085485A KR101537216B1 KR 101537216 B1 KR101537216 B1 KR 101537216B1 KR 1020140085485 A KR1020140085485 A KR 1020140085485A KR 20140085485 A KR20140085485 A KR 20140085485A KR 101537216 B1 KR101537216 B1 KR 101537216B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
silicon
powder
silicon powder
base material
plasma
Prior art date
Application number
KR1020140085485A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
정국채
김종우
김동수
장세훈
Original Assignee
한국기계연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국기계연구원 filed Critical 한국기계연구원
Priority to KR1020140085485A priority Critical patent/KR101537216B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101537216B1 publication Critical patent/KR101537216B1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/14Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes using electric discharge
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/05Metallic powder characterised by the size or surface area of the particles
    • B22F1/054Nanosized particles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2304/00Physical aspects of the powder
    • B22F2304/05Submicron size particles

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Silicon Compounds (AREA)

Abstract

A method for manufacturing silicon nanopowder according to an embodiment of the present invention comprises: a step of supplying a base material for silicon powder; a step of inserting the base material for silicon powder into a transport-type plasma device; a step of generating a thermal plasma jet by direct-current discharge inside the transport-type plasma device; a step of melting and gasifying the base material for silicon powder using the thermal plasma jet; and a step of cooling the gasified silicon to form silicon nanopowder. The silicon nanopowder can be easily manufactured by using a plasma arc discharge technique which evaporates the base material for silicon powder with a plasma arc.

Description

플라즈마 아크 방전법을 이용한 실리콘 분말의 제조방법{A making process of silicon powder Using Plasma Arc Discharge} BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a method of manufacturing a silicon powder using a plasma arc discharge method,

본 발명은 플라즈마 아크 방전법을 이용한 실리콘 분말의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 간단한 방법에 의하여 나노 크기의 실리콘 분말을 제조할 수 있는 플라즈마 아크 방전법을 이용한 실리콘 분말의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a silicon powder using a plasma arc discharge method, and more particularly, to a method of manufacturing a silicon powder using a plasma arc discharge method capable of producing nano-sized silicon powder by a simple method .

실리콘 분말은 현재 리튬 이온 배터리, 인쇄 전자 및 태양열 이용을 포함하는 광범위한 응용 분야에서 개발 및 사용되고 있다. Silicon powders are currently being developed and used in a wide range of applications, including lithium ion batteries, printed electronics and solar applications.

한편, 나노 분말이라 하면 100 nm 이하의 크기를 갖는 미립자로서 단위 부피당 높은 표면적을 가지고 있기 때문에 마이크로 크기에서는 볼 수 없었던 표면효과에 의한 촉매능, 이물질의 흡착능, 강한 응집력, 모세관 응축 등의 성질을 나타낸다. On the other hand, a nano powder is a fine particle having a size of 100 nm or less and has a high surface area per unit volume, so it exhibits properties such as catalytic ability, foreign matter adsorption ability, strong cohesive force, and capillary condensation .

나노분말 제조 공정에는 출발상의 종류에 따라 고상법, 액상법, 기상합성법 등이 있다. 현재 나노분말 제조 공정에 있어서는 액상 중에서의 입자 생성, 즉 용액 중의 이온 회합에 의한 침전을 이용한 화학적 방법인 액상법을 가장 많이 사용하고 있으나, 여과 및 건조공정이 매우 복잡하며 높은 순도의 유지가 어려운 실정이다. The nano powder manufacturing process includes a solid phase method, a liquid phase method, a vapor phase synthesis method and the like depending on the starting phase. At present, in the nano powder manufacturing process, liquid phase method, which is a chemical method using precipitation in the liquid phase, that is, precipitation by ion association in a solution, is used the most, but filtration and drying processes are very complicated and maintenance of high purity is difficult .

이러한 문제점을 토대로 나노분말 제조 공정으로 기상공정이 가장 이상적인 최적의 공정으로 부각되고 있다. 이는 생성조건에 따라 입자 크기 분포를 쉽게 조절할 수 있고, 공정이 매우 간단하며, 개입되는 화학물질의 수가 적어 화학적 균질성을 갖는 나노분말 제조가 가능하기 때문이다.Based on these problems, the meteorological process is becoming the most ideal and optimal process for the nano powder manufacturing process. This is because the particle size distribution can be easily controlled according to the production conditions, the process is very simple, and nanomaterials having chemical homogeneity can be manufactured with a small number of intervening chemicals.

기상법 중에서도 상용화가 입증된 기술로는 플라즈마를 이용한 합성법(plasma combustion)(미국 특허등록 제5486675호), 열 합성법(fuel gas combustion)(미국 특허등록 제5788738호) 등이 보고되고 있다. Plasma combustion (US Patent No. 5486675) and fuel gas combustion (US Patent No. 5788738) have been reported as technologies that have been proven to be commercialized among the vapor-phase processes.

그러나 상기의 기술들은 금속계의 나노 입자분말을 얻기 위해서 공급되는 전구체(precursor)가 그 금속원소가 포함된 액상의 형태, 즉, 염이나 수산화물, 질화물 또는 그들이 용매에 풀어져 있는 상태의 현탁액(suspension)으로 공급되어야 한다. However, the above-mentioned techniques are limited to a suspension in which a precursor supplied to obtain a nanoparticle powder of metal is in the form of a liquid phase containing the metal element, i.e., a salt, a hydroxide, a nitride or a solution thereof in a solvent Should be supplied.

따라서 입자의 회수율이 작고, 공정이 공기 중에서 이루어지므로 합성 후의 입자가 용이하게 산화되는 문제점이 있다.Therefore, there is a problem that particles after synthesis are easily oxidized because the recovery rate of the particles is small and the process is performed in air.

상기의 문제점을 해결하기 위하여, 대한민국 특허등록 제726592호에서는 플라즈마 연소기법을 쓰되 합성이 진공 중에서 이루어지게 하면서 합성 반응실에 공급되는 초기 원료가 고체형태를 가지면서 초기 원료의 형상에 관계없이 나노(nano) 크기의 금속 입자가 산화되지 않고 얻어지는 신 공정법으로, RF 플라즈마 연소장치를 이용하여 발생 가스의 유량과 압력을 제어하여 동(Cu) 또는 동(CU) 합금조성의 나노 분말을 제조하는 방법을 개시하였다.In order to solve the above problems, Korean Patent No. 726592 discloses a plasma combustion method in which synthesis is carried out in vacuum while the initial raw material supplied to the synthesis reaction chamber is in a solid form, (Cu) or copper (Cu) alloy composition by controlling the flow rate and pressure of the generated gas by using an RF plasma firing apparatus, which is a new process in which nano-sized metal particles are obtained without being oxidized Lt; / RTI >

그러나, 상기 RF 플라즈마는 전원이 상당히 고가이며 플라즈마 측의 조건 변동에 대해 잘 정합시키지 않으면 불안정하게 되기 쉽다. However, the RF plasma tends to become unstable unless the power source is fairly expensive and does not well match the condition variations on the plasma side.

또한, 에너지 손실이 높고 효율이 낮은 문제가 있으며, 반드시 이송가스가 필요하므로 제조비용이 상승하는 문제가 있다.Further, there is a problem of high energy loss and low efficiency, and there is a problem that the manufacturing cost is increased because a transfer gas is necessarily required.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 경제적이면서 효율이 높은 나노크기의 실리콘 분말을 제조하는 방법을 제공하고자 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method for producing an economical and highly efficient nano-sized silicon powder.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 지적된 문제점을 해결하기 위해서 본 발명은 실리콘 분말 모재를 제공하는 단계; 직류 방전에 의하여 열플라즈마 제트를 발생시키는 단계; 상기 열플라즈마 제트를 이용하여 상기 실리콘 분말 모재를 용융 및 기화시키는 단계; 및 상기 기화 상태의 실리콘을 냉각시켜 실리콘 나노 분말을 생성하는 단계를 포함하는 실리콘 나노 분말의 제조방법을 제공한다.In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: providing a silicon powder base material; Generating a thermal plasma jet by DC discharge; Melting and vaporizing the silicon powder base material using the thermal plasma jet; And cooling the silicon in the vaporized state to produce silicon nano powder.

또한, 본 발명은 상기 실리콘 분말 모재는, 벌크 상태의 실리콘 분말 모재 또는 분말 상태의 실리콘 분말 모재인 것을 특징으로 하는 실리콘 나노 분말의 제조방법을 제공한다.The present invention also provides a method for producing a silicon nano powder, wherein the silicon powder base material is a silicon powder base material in a bulk state or a silicon powder base material in a powder state.

또한, 본 발명은 상기 실리콘 분말 모재를 제공하는 단계이후, 이송식 플라즈마 장치 내부로 상기 실리콘 분말 모재를 장입하는 단계를 더 포함하고, 상기 직류 방전에 의하여 열플라즈마 제트를 발생시키는 단계는 상기 이송식 플라즈마 장치를 통해 이루어지는 것을 특징으로 하는 실리콘 나노 분말의 제조방법을 제공한다.The method may further include the step of charging the silicon powder preform into the transfer type plasma device after the step of providing the silicon powder preform, wherein the step of generating the thermal plasma jet by the DC discharge comprises: Wherein the silicon nanocrystals are formed through a plasma apparatus.

또한, 본 발명은 반도체성 분말 모재를 제공하는 단계; 직류 방전에 의하여 열플라즈마 제트를 발생시키는 단계; 상기 열플라즈마 제트를 이용하여 상기 반도체성 분말 모재를 용융 및 기화시키는 단계; 및 상기 기화 상태의 반도체성 물질을 냉각시켜 반도체성 나노 분말을 생성하는 단계를 포함하는 반도체성 나노 분말의 제조방법을 제공한다.The present invention also provides a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: providing a semiconducting powder preform; Generating a thermal plasma jet by DC discharge; Melting and vaporizing the semiconductor powder base material using the thermal plasma jet; And cooling the semiconducting material in the vaporized state to produce a semiconducting nano powder.

또한, 본 발명은 상기 반도체성 분말 모재를 제공하는 단계이후, 이송식 플라즈마 장치 내부로 상기 반도체성 분말 모재를 장입하는 단계를 더 포함하고, 상기 직류 방전에 의하여 열플라즈마 제트를 발생시키는 단계는 상기 이송식 플라즈마 장치를 통해 이루어지는 것을 특징으로 하는 실리콘 나노 분말의 제조방법을 제공한다.The method may further include the step of charging the semiconductive powder preform into the transfer type plasma device after the step of providing the semiconductive powder preform, wherein the step of generating the thermal plasma jet by the DC discharge comprises the steps of: Wherein the silicon nanocrystals are formed through a transfer type plasma device.

상기한 바와 같은 본 발명에 따르면, 실리콘 분말 모재를 플라즈마 아크로 증발시키는 아크 플라즈마 방전법에 의해 용이하게 실리콘 나노 분말을 제조할 수 있다.According to the present invention as described above, the silicon nano powder can be easily prepared by an arc plasma discharge method in which a silicon powder base material is evaporated to a plasma arc.

도 1은 본 발명에 따른 실리콘 분말의 제조방법을 도시한 개략적인 흐름도이다.
도 2는 본 발명에 따른 실리콘 분말을 제조하기 위한 이송식 플라즈마 장치를 도시한 개략적인 도면이다.
도 3a는 실리콘 잉곳에서 나온 실리콘 분말의 XRD 피크이며, 도 3b 및 도 3c는 실리콘 잉곳에서 나온 실리콘 분말의 FE-SEM 사진이다.
도 4a는 실험예 1에 의해 제조된 실리콘 나노 분말의 XRD 피크이며, 도 4b 및 도 4c는 실험예 1에 의해 제조된 실리콘 나노 분말의 FE-SEM 사진이다.
도 5a는 실험예 2에 의해 제조된 실리콘 나노 분말의 XRD 피크이며, 도 5b 및 도 5c는 실험예 2에 의해 제조된 실리콘 나노 분말의 FE-SEM 사진이다.
도 6은 본 발명에서 사용된 음극 봉과 실리콘 분말 모재를 고정시키는 크루시블을 도시한 실사진이다.
1 is a schematic flow chart showing a method for producing a silicon powder according to the present invention.
2 is a schematic view showing a transfer type plasma apparatus for producing a silicon powder according to the present invention.
FIG. 3A is an XRD peak of a silicon powder from a silicon ingot, and FIGS. 3B and 3C are FE-SEM photographs of silicon powder from a silicon ingot.
FIG. 4A is an XRD peak of the silicon nano powder prepared in Experimental Example 1, and FIGS. 4B and 4C are FE-SEM photographs of the silicon nano powder prepared in Experimental Example 1. FIG.
FIG. 5A is an XRD peak of the silicon nano powder prepared in Experimental Example 2, and FIGS. 5B and 5C are FE-SEM photographs of the silicon nano powder prepared in Experimental Example 2. FIG.
6 is a view showing a crucible for fixing the anode rod and the silicon powder base material used in the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention and the manner of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims.

아래 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 상세히 설명한다. 도면에 관계없이 동일한 부재번호는 동일한 구성요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings. &Quot; and / or "include each and every combination of one or more of the mentioned items. ≪ RTI ID = 0.0 >

비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.Although the first, second, etc. are used to describe various components, it goes without saying that these components are not limited by these terms. These terms are used only to distinguish one component from another. Therefore, it goes without saying that the first component mentioned below may be the second component within the technical scope of the present invention.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of illustrating embodiments and is not intended to be limiting of the present invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. The terms " comprises "and / or" comprising "used in the specification do not exclude the presence or addition of one or more other elements in addition to the stated element.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used in a sense commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Also, commonly used predefined terms are not ideally or excessively interpreted unless explicitly defined otherwise.

공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성 요소와 다른 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 구성요소들의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 구성요소를 뒤집을 경우, 다른 구성요소의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 구성요소는 다른 구성요소의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 구성요소는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다. The terms spatially relative, "below", "beneath", "lower", "above", "upper" And can be used to easily describe a correlation between an element and other elements. Spatially relative terms should be understood in terms of the directions shown in the drawings, including the different directions of components at the time of use or operation. For example, when inverting an element shown in the figures, an element described as "below" or "beneath" of another element may be placed "above" another element . Thus, the exemplary term "below" can include both downward and upward directions. The components can also be oriented in different directions, so that spatially relative terms can be interpreted according to orientation.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 실리콘 분말의 제조방법을 도시한 개략적인 흐름도이고, 도 2는 본 발명에 따른 실리콘 분말을 제조하기 위한 이송식 플라즈마 장치를 도시한 개략적인 도면이다.FIG. 1 is a schematic flow chart showing a method of manufacturing a silicon powder according to the present invention, and FIG. 2 is a schematic view showing a transfer type plasma apparatus for producing a silicon powder according to the present invention.

먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 실리콘 분말의 제조방법은, 실리콘 분말 모재를 제공하는 단계를 포함한다(S110).Referring first to FIG. 1, a method of manufacturing a silicon powder according to the present invention includes providing a silicon powder base material (S110).

상기 실리콘 분말 모재라 함은, 벌크 상태의 실리콘 분말 모재 또는 분말 상태의 실리콘 분말 모재일 수 있으며, 다만, 본 발명에서는 분말 상태의 모재보다는 분말 상태의 모재가 결집된 벌크 상태의 실리콘 분말 모재인 것이 바람직하다.The silicon powder base material may be a bulk silicon powder base material or a powdered silicon powder base material. In the present invention, however, it is a bulk silicon powder base material in which a base material in a powder state is collected rather than a powder base material desirable.

다음으로, 본 발명에 따른 실리콘 분말의 제조방법은, 이송식 플라즈마 장치 내부로 상기 실리콘 분말 모재를 장입하는 단계를 포함한다(S120).Next, a method of manufacturing a silicon powder according to the present invention includes the step of charging the silicon powder base material into a transfer type plasma device (S120).

일반적으로, 플라즈마 장치는 직류 또는 교류를 이용하여 양쪽 극간에 아크 방전을 시켜 내부의 기체를 플라즈마화 하는 장치를 말한다.Generally, a plasma apparatus refers to an apparatus for plasma-generating an internal gas by performing arc discharge between both electrodes by using direct current or alternating current.

이때, 상기 플라즈마는 열플라즈마일 수 있으며, 상기 열플라즈마 발생수단은, 예를 들어, 일반적인 형태의 텅스텐 음극 봉과 동으로 된 허스(hearth)에 놓여진 모재 간의 직류 아크 방전을 이용하는 구조일 수 있으며, 상기 텅스텐 음극 봉을 대체하여 탄소 또는 동으로 된 중공형 음극을 이용할 수도 있다. In this case, the plasma may be a thermal plasma, and the thermal plasma generating means may be a structure using, for example, DC arc discharge between a base material placed on a hearth made of a tungsten anode rod of a general shape, A hollow cathode made of carbon or copper may be used instead of the tungsten anode rod.

도 6은 본 발명에서 사용된 음극 봉과 실리콘 분말 모재를 고정시키는 크루시블을 도시한 실사진이다.6 is a view showing a crucible for fixing the anode rod and the silicon powder base material used in the present invention.

도 6을 참조하면, 텅스텐 재질 등의 음극봉과 동 재질 등의 크루시블을 통해 간단한 방식에 의해서 플라즈마를 발생시킬 수 있었다.Referring to FIG. 6, a plasma can be generated by a simple method through a crucible such as a copper rod and a rod of a negative electrode such as a tungsten material.

현재 이와 같은 중공형 음극을 이용하여 MW 급 출력의 토치도 개발되고 있으며, 또한, 자계를 인가해서 전극상의 아크 점을 회전 이동시켜, 전극의 손실을 방지하고, 부수적으로 플라즈마를 회전시키는 형태도 개발되고 있다.Torches of output power of MW class have been developed by using such a hollow cathode, and the arc point on the electrode is rotated by applying a magnetic field to prevent the loss of the electrode, and the plasma is also rotated incidentally .

상기 열플라즈마의 가장 큰 특징은, 최고 온도가 수만 K에 달하고, 열용량이 크기 때문에, 대부분의 대상물을 신속하게 가열시켜 용융/증발이 가능하다.The most significant feature of the thermal plasma is that the maximum temperature reaches tens of thousands of K and the heat capacity is large, so that most objects can be rapidly heated and melted / evaporated.

토치의 구조에 따라 비이송식(non-transferred type)과 대상물을 양극으로 하여 토치의 음극에서 직접 아크를 집중하는 이송식(transferred type)으로 구별될 수 있다.It can be distinguished as a non-transferred type according to the structure of the torch and a transferred type in which the object is an anode and the arc is concentrated directly on the cathode of the torch.

이때, 본 발명에서 상기 플라즈마 장치는 직류를 이용하는 이송식 플라즈마 장치인 것이 바람직하다.At this time, in the present invention, it is preferable that the plasma apparatus is a transfer type plasma apparatus using direct current.

상술한 바와 같이, 종래에도 RF 플라즈마 연소장치를 이용하여 발생 가스의 유량과 압력을 제어하여 동(Cu) 또는 동(Cu) 합금조성의 나노 분말을 제조하는 방법이 개시된 바가 있다.As described above, there has been disclosed a method of manufacturing a nano powder of a copper (Cu) or copper (Cu) alloy composition by controlling the flow rate and pressure of a generated gas by using an RF plasma firing apparatus.

하지만, 상기 RF 플라즈마는 전원이 상당히 고가이며 플라즈마 측의 조건 변동에 대해 잘 정합시키지 않으면 불안정하게 되기 쉽고, 또한, 에너지 손실이 높고 효율이 낮은 문제가 있으며, 반드시 이송가스가 필요하므로 제조비용이 상승하는 문제가 있다.However, the RF plasma tends to become unstable if the power source is considerably expensive and does not match the conditional fluctuation of the plasma side. Further, there is a problem that the energy loss is high and the efficiency is low. There is a problem.

따라서, 본 발명에서는 직류(DC) 플라즈마 장치를 이용하여, 실리콘 분말을 제조하고자 하며, 이때, 상술한 바와 같이, 직류(DC) 플라즈마 장치의 경우, 이송식과 비이송식으로 구분될 수 있으나, 본 발명에서는 이송식 플라즈마 장치를 사용하는 것을 특징으로 한다.Accordingly, in the present invention, a silicon (Si) powder is produced by using a direct current (DC) plasma apparatus. As described above, in the case of a direct current (DC) plasma apparatus, The invention is characterized in that a transfer type plasma apparatus is used.

즉, 본 발명에 따른 실리콘 분말의 제조는 직류(DC)를 이용하는 이송식 플라즈마 장치에 해당하며, 일반적으로, 직류(DC)를 이용하는 이송식 플라즈마 장치는 금속 분말의 합성에만 사용될 수 있는 것으로 알려져 있다.That is, the production of the silicon powder according to the present invention corresponds to a transfer type plasma apparatus using direct current (DC), and it is generally known that a transfer type plasma apparatus using direct current (DC) can be used only for the synthesis of metal powder .

하지만, 본 발명에서는 금속 분말이 아닌, 실리콘 분말을 직류(DC)를 이용하는 이송식 플라즈마 장치를 통해 제조하는 것에 특징이 있으며, 이는 상기 실리콘 분말이 반도체성 물질로서, 온도가 증가하면 저항이 감소하는 특징이 있기 때문이다.However, the present invention is characterized in that silicon powder, not metal powder, is produced through a transfer type plasma apparatus using direct current (DC), because the silicon powder is a semiconducting material, This is because it has features.

다음으로, 본 발명에 따른 실리콘 분말의 제조방법은, 상기 이송식 플라즈마 장치 내에서 직류 방전에 의하여 열플라즈마 제트를 발생시키는 단계를 포함한다(S130).Next, a method of manufacturing a silicon powder according to the present invention includes a step of generating a thermal plasma jet by DC discharge in the transfer type plasma apparatus (S130).

구체적으로 도 2를 참조하면, 이송식 플라즈마 장치는 실리콘 분말 모재가 기화 및 냉각되어 나노분말이 이루어지는 반응이 일어나는 반응기와; 상기 반응기 내에 실리콘 분말 모재를 기화시키기 위한 열원을 공급하는 플라즈마 토치부와; 원료인 실리콘 분말 모재를 고정시키는 홀더 및 크루시블; 반응 후 발생되는 폐가스를 배출시키는 배기부; 토치부에 전원을 공급하는 DC 전원 등으로 구성된다. Specifically, referring to FIG. 2, the transfer type plasma apparatus includes a reactor in which a silicon powder base material is vaporized and cooled to form a nano powder; A plasma torch portion for supplying a heat source for vaporizing the silicon powder base material into the reactor; A holder and a crucible for fixing the raw material silicon powder base material; An exhaust unit for exhausting waste gas generated after the reaction; And a DC power source for supplying power to the torch portion.

상기 토치부는 토치 내의 텅스텐 음극과 가공대상 물질인 실리콘 분말 모재를 양극으로 하여 아크를 발생시켜서 수직 방향으로 작동가스를 분사시킨다.The torch portion generates an arc by using a tungsten anode in the torch and a silicon powder base material as an anode as an anode, and injects the working gas in a vertical direction.

한편, 도 6에서와 같이, 본 발명에서는 텅스텐 재질 등의 음극봉과 동 재질 등의 크루시블을 통해 간단한 방식에 의해서 플라즈마를 발생시킬 수 있었으며, 따라서, 본 발명에서 상기 배기부는 필수 구성이 아니며, 또한, 본 발명에서 상기 이송식 플라즈마 장치의 종류를 제한하는 것은 아니다.As shown in FIG. 6, in the present invention, a plasma can be generated by a simple method through a crucible such as a copper rod and a rod of a negative electrode such as a tungsten material. Accordingly, in the present invention, In addition, the present invention does not limit the kind of the transfer type plasma apparatus.

상술한 바와 같이, 일반적으로, 직류(DC)를 이용하는 이송식 플라즈마 장치는 금속 분말의 합성에만 사용될 수 있는 것으로 알려져 있다.As described above, it is generally known that a transfer type plasma apparatus using direct current (DC) can be used only for the synthesis of metal powders.

하지만, 본 발명에서는 금속 분말이 아닌, 실리콘 분말을 직류(DC)를 이용하는 이송식 플라즈마 장치를 통해 제조하는 것에 특징이 있으며, 이는 상기 실리콘 분말이 반도체성 물질이기 때문에 가능하다.However, the present invention is characterized in that silicon powder, not a metal powder, is produced through a transfer type plasma apparatus using direct current (DC) because silicon powder is a semiconducting material.

즉, 이송식 플라즈마 장치에서는 실리콘 분말 모재를 양극으로 사용하게 되는데, 상기 실리콘 분말 모재의 경우, 상온에서는 부도체로써 기능을 하다가, 온도가 올라갈수록 저항이 작아져서 도체로써 기능을 할 수 있고, 따라서, 본 발명에서는 상기 실리콘 분말에 가해지는 열을 통해, 상기 실리콘 분말이 도체로써 기능을 할 수 있으므로, 이송식 플라즈마 장치에서의 전극으로 역할이 가능하다.That is, in the transfer type plasma apparatus, the silicon powder base material is used as the anode. In the case of the silicon powder base material, the silicon powder serves as an insulator at room temperature, and as the temperature rises, the resistance decreases to function as a conductor, In the present invention, since the silicon powder can function as a conductor through the heat applied to the silicon powder, it can serve as an electrode in the transfer type plasma apparatus.

이때, 실리콘 분말 모재의 열 전달 및 분사 방향을 조절하기 위해서, 상기 토치는 반응기 내부에서 상하좌우로 작동이 가능할 수 있다.At this time, in order to adjust the heat transfer and injection direction of the silicon powder base material, the torch can be operated in the up, down, left, and right directions within the reactor.

또한, 상기 토치부를 열로부터 보호하기 위하여 양쪽의 전극을 수냉시킬 수 있다.Further, both electrodes may be water-cooled to protect the torch portion from heat.

상기 반응관은 창이 부착된 스테인리스 이중관으로 구성될 수 있다.The reaction tube may comprise a stainless steel double tube with a window.

이때, 상기 열플라즈마 제트를 발생시키는 단계에서, 상기 열플라즈마(thermal plasma)는 직류 아크를 이용하는 플라즈마 토치에서 발생시킨 전자, 이온, 원자와 분자로 구성된 이온화 기체로, 수천에서 수만 K에 이르는 초고온과 높은 열용량을 가진 고속 제트 불꽃 형태를 띠고 있어서 고체, 액체, 기체와는 전혀 다른 극한적인 물리화학적 특성을 갖는 제4의 물질의 상태이다.At this time, in the step of generating the thermal plasma jet, the thermal plasma is an ionized gas composed of electrons, ions, atoms and molecules generated from a plasma torch using a DC arc, It is a state of the fourth material which has extreme physico - chemical properties which are totally different from solid, liquid, and gas in the form of high - speed jet flame with high heat capacity.

상기 열플라즈마 제트는 이송식 플라즈마 장치에 의해 발생되며, 상기 플라즈마 장치에서는 작동가스로서 아르곤 가스, 공기, 질소 가스 또는 이의 혼합가스를 사용할 수 있다.The thermal plasma jet is generated by a transfer type plasma apparatus, and in the plasma apparatus, argon gas, air, nitrogen gas or a mixed gas thereof can be used as an operating gas.

구체적으로, 도 2의 이송식 플라즈마 장치에 사용되는 작동가스는 아르곤 가스, 공기, 질소 가스를 사용할 수 있고, 특히 아르곤 가스를 사용하는 것이 바람직하다. 아르곤은 8족 원소이기 때문에 비교적 적은 에너지에 의해서도 전자의 방출이 용이하며 비활성 기체로 화학반응에 거의 영향이 없으므로 열플라즈마의 발생에 가장 널리 사용된다. Specifically, an argon gas, air, or nitrogen gas may be used as the working gas used in the transfer type plasma apparatus of FIG. 2. In particular, argon gas is preferably used. Since argon is an element of group 8, electrons are easily released by relatively low energy, and inert gas is most effective for generating thermal plasma because it has little effect on chemical reaction.

아르곤 플라즈마 가스는 고온에서도 불활성이므로 이것은 분자량이 작으며 열의 확산이 용이하므로 아크의 전류밀도를 높여 고온의 플라즈마를 얻을 수 있기 때문이다.Since argon plasma gas is inert at high temperatures, it has a small molecular weight and is easy to diffuse heat, thereby increasing the current density of the arc and obtaining a high-temperature plasma.

다음으로, 본 발명에 따른 실리콘 분말의 제조방법은, 상기 열플라즈마 제트를 이용하여 상기 실리콘 분말 모재를 용융 및 기화(또는 증발)시키는 단계를 포함한다(S140).Next, a method of manufacturing a silicon powder according to the present invention includes a step of melting and vaporizing (or evaporating) the silicon powder base material using the thermal plasma jet (S140).

구체적으로, 상기 실리콘 분말 모재가 크루시블에 배치된 상태로, 상기 실리콘 분말 모재에 상기 플라즈마 제트를 분사시켜, 고온의 플라즈마에 의해 상기 실리콘 분말 모재가 용융, 기화되어 기상상태로 존재하게 된다. Specifically, the silicon powder base material is sprayed onto the silicon powder base material while the silicon powder base material is disposed on the crucible, and the silicon powder base material is melted and vaporized by the high-temperature plasma to exist in a vapor phase state.

상술한 바와 같이, 실리콘 분말 모재라 함은, 벌크 상태의 실리콘 분말 모재 또는 분말 상태의 실리콘 분말 모재일 수 있으며, 다만, 본 발명에서는 분말 상태의 모재보다는 분말 상태의 모재가 결집된 벌크 상태의 실리콘 분말 모재인 것이 바람직하다.As described above, the silicon powder base material may be a silicon powder base material in bulk state or a silicon powder base material in powder state. However, in the present invention, the bulk state of the bulk material It is preferable that it is a powder base material.

이는 본 단계와 관련된 것으로, 열플라즈마 제트를 이용하여, 상기 실리콘 분말 모재를 용융 및 기화시킴에 있어서, 상기 실리콘 분말 모재가 분말 상태인 경우, 상기 열플라즈마 제트에 의해 날림 현상이 발생하여 모재의 손실을 가져올 수 있다.This is related to this step. In melting and vaporizing the silicon powder base material by using a thermal plasma jet, when the silicon powder base material is in a powder state, the thermal plasma jet causes flaking, Lt; / RTI >

따라서, 본 발명에서는 상기 실리콘 분말 모재가 열플라즈마 제트에 의해 날림이 발생하여 모재의 손실을 가져오는 것을 방지하기 위하여, 상기 실리콘 분말 모재는 벌크 상태의 실리콘 분말 모재인 것이 바람직하다.Therefore, in the present invention, it is preferable that the silicon powder base material is a silicon powder base material in a bulk state in order to prevent the base material of the silicon powder from being blown by the thermal plasma jet and causing loss of the base material.

다음으로, 본 발명에 따른 실리콘 분말의 제조방법은, 상기 기화 상태의 실리콘을 냉각시켜 실리콘 나노 분말을 생성하는 단계를 포함한다(S150).Next, a method of manufacturing a silicon powder according to the present invention includes a step of cooling silicon in the vaporized state to produce silicon nano powder (S150).

즉, 상기 고온의 플라즈마에 의해 용융, 기화되어 기상상태로 존재하는 실리콘은 반응기 내부벽 및 포집관에서 급냉되어서 나노 단위의 크기를 갖는 실리콘 나노 분말로 제조된다.That is, the silicon which is melted and vaporized by the high-temperature plasma and is present in a gaseous state is quenched in the inner wall of the reactor and the collecting tube to produce silicon nano powder having a size of nano unit.

이로써, 본 발명에 따른 실리콘 나노 분말을 제조할 수 있다.Thus, the silicon nano powder according to the present invention can be produced.

이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실험예를 기재하기로 하며, 다만, 본 발명에서 상기 실험예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred experimental examples according to the present invention will be described. However, the present invention is not limited to the experimental examples.

[실험예 1][Experimental Example 1]

이송식 플라즈마 제트 장치 내에서 원료물질인 실리콘 분말 모재를 크루시블 안에 놓고 플라즈마는 아르곤(Ar)가스로 방전하였다. 아르곤 가스를 채워 챔버 압력이 약 450 Torr부근까지 도달하였다. 텅스텐 음극봉과 양극인 구리도가니 사이에 플라즈마 방전을 일으켰다. 이때 플라즈마 전류는 약 200 A이고 두 전극사이의 전압은 50 V로 관찰되었다. 실리콘 분말 모재는 아크 플라즈마에 의해 용융하여 하나의 큰 덩어리로 뭉쳐졌으며 계속하여 기화하여 내부 충진된 아르콘 가스에 의해 응축 및 냉각되어 챔버 벽에 분말로 제조되었다. 이때, 상기 실리콘 나노 분말은 실리콘 잉곳에서 나온 폐기물 상태인 실리콘 분말을 사용하였다. 자세한 운전 조건을 하기 표 1에 나타내었다.In the transfer type plasma jet apparatus, the raw material silicon powder base material was placed in a crucible, and the plasma was discharged by argon (Ar) gas. Argon gas was filled and the chamber pressure reached about 450 Torr. A plasma discharge was caused between the tungsten anode rod and the copper crucible as the anode. At this time, the plasma current was about 200 A and the voltage between the two electrodes was observed at 50 V. The silicon powder base material was melted by the arc plasma and solidified into a single large mass, which was subsequently vaporized and condensed and cooled by an internally filled arsenic gas to produce a powder in the chamber wall. At this time, the silicon nano powder used was a silicon powder in a waste state from a silicon ingot. The detailed operating conditions are shown in Table 1 below.

원료물질인 실리콘 분말 모재는 고온의 플라즈마 제트에 의해 기화된 후 급냉하여 반응기 내부 벽에서 냉각되어 실리콘 나노 분말로 제조되었다. The silicon powder base material, which is a raw material, was vaporized by a high-temperature plasma jet, quenched, cooled on the inner wall of the reactor, and made into silicon nano powder.

구분division 운전조건Operating condition 플라즈마 전력Plasma power 약 200A, 약 10 kWAbout 200 A, about 10 kW 압력pressure 450 torr450 torr 플라즈마 가스Plasma gas 아르곤argon 원료물질Raw material 실리콘 잉곳의 분말Silicon ingot powder 반응시간Reaction time 5분5 minutes

[실험예 2][Experimental Example 2]

실리콘 나노 분말을 대신하여 실리콘 웨이퍼 조각을 사용한 것을 제외하고는 상기 실험예 1과 동일하게 실시하였다.The procedure of Experimental Example 1 was repeated except that a silicon wafer piece was used instead of the silicon nano powder.

상기 실험예 1 및 상기 실험예 2에 의해 제조된 실리콘 나노 분말의 XRD 데이터와 FE-SEM 사진을 확보하였다.XRD data and FE-SEM photographs of the silicon nano powder prepared in Experimental Example 1 and Experimental Example 2 were obtained.

도 3a는 실리콘 잉곳에서 나온 실리콘 분말의 XRD 데이터이며, 도 3b 및 도 3c는 실리콘 잉곳에서 나온 실리콘 분말의 FE-SEM 사진이다.FIG. 3A is XRD data of a silicon powder from a silicon ingot, and FIGS. 3B and 3C are FE-SEM photographs of a silicon powder from a silicon ingot.

도 3a의 실리콘 잉곳에서 나온 실리콘 분말의 XRD 데이터는 상기 실험예 1 및 실험예 2에 의해 제조된 실리콘 분말과의 비교를 위한 것이다.The XRD data of the silicon powder from the silicon ingot of Fig. 3A is for comparison with the silicon powder produced by Experimental Example 1 and Experimental Example 2 above.

이때, 도 3b 및 도 3c를 참조하면, 실리콘 잉곳에서 나온 실리콘 분말의 경우, 마이크로 미터 단위의 분말로 확인되었다.Here, referring to FIGS. 3B and 3C, the silicon powder from the silicon ingot was identified as a micrometer-unit powder.

도 4a는 실험예 1에 의해 제조된 실리콘 나노 분말의 XRD 데이터이며, 도 4b 및 도 4c는 실험예 1에 의해 제조된 실리콘 나노 분말의 FE-SEM 사진이다.FIG. 4A is XRD data of the silicon nano powder prepared in Experimental Example 1, and FIGS. 4B and 4C are FE-SEM photographs of the silicon nano powder prepared in Experimental Example 1. FIG.

먼저, 도 4a 및 상술한 도 3a를 참조하면, 실리콘 잉곳에서 나온 실리콘 분말의 XRD 데이터와 실험예 1에 의해 제조된 실리콘 나노 분말의 XRD 데이터는 동일 또는 거의 유사하여, 본 발명의 실험예 1에 의해 제조된 나노 분말이, 순수 실리콘 분말임을 확인할 수 있다.4A and FIG. 3A, the XRD data of the silicon powder from the silicon ingot and the XRD data of the silicon nano powder prepared by the first example are the same or almost similar, It can be confirmed that the nano powder produced by the present invention is pure silicon powder.

다음으로, 도 4b 및 도 4c를 참조하면, 실험예 1에 의해 제조된 실리콘 분말의 경우, 평균 크기가 약 50nm에 해당하였으며, 따라서, 실험예 1에 의해 나노 사이즈의 실리콘 분말을 제조할 수 있음을 확인할 수 있다.Next, referring to FIGS. 4B and 4C, the average particle size of the silicon powder prepared in Experimental Example 1 corresponds to about 50 nm. Thus, the nano-sized silicon powder can be prepared according to Experimental Example 1 can confirm.

도 5a는 실험예 2에 의해 제조된 실리콘 나노 분말의 XRD 데이터이며, 도 5b 및 도 5c는 실험예 2에 의해 제조된 실리콘 나노 분말의 FE-SEM 사진이다.FIG. 5A is XRD data of the silicon nano powder prepared in Experimental Example 2, and FIGS. 5B and 5C are FE-SEM photographs of the silicon nano powder prepared in Experimental Example 2. FIG.

먼저, 도 5a 및 상술한 도 3a를 참조하면, 실리콘 잉곳에서 나온 실리콘 분말의 XRD 데이터와 실험예 2에 의해 제조된 실리콘 나노 분말의 XRD 데이터는 동일 또는 거의 유사하여, 본 발명의 실험예 2에 의해 제조된 나노 분말이, 순수 실리콘 분말임을 확인할 수 있다.5A and FIG. 3A, the XRD data of the silicon powder from the silicon ingot and the XRD data of the silicon nano powder prepared by the example 2 are the same or almost similar to each other, It can be confirmed that the nano powder produced by the present invention is pure silicon powder.

다음으로, 도 5b 및 도 5c를 참조하면, 실험예 2에 의해 제조된 실리콘 분말의 경우, 평균 크기가 약 50nm에 해당하였으며, 따라서, 실험예 2에 의해 나노 사이즈의 실리콘 분말을 제조할 수 있음을 확인할 수 있다.Next, referring to FIGS. 5B and 5C, the average particle size of the silicon powder prepared in Experimental Example 2 was about 50 nm. Thus, the nano-sized silicon powder can be prepared according to Experimental Example 2 can confirm.

이상과 같은 실험예에 따라, 본 발명에서는 실리콘 분말 모재를 플라즈마 아크로 증발시키는 아크 플라즈마 방전법에 의해 용이하게 실리콘 나노 분말을 제조할 수 있음을 확인할 수 있다.According to the above experimental example, it can be confirmed that the silicon nano powder can be easily prepared by the arc plasma discharge method in which the silicon powder base material is evaporated to the plasma arc.

이러한 아크 플라즈마 방전법은 비교적 간단한 공정일 뿐만 아니라, 상술한 공정시간에서 알 수 있는 바와 같이, 매우 짧은 시간 동안에 다량의 실리콘 나노 분말을 제조할 수 있다.This arc plasma discharge method is not only a relatively simple process but also can produce a large amount of silicon nano powder in a very short time, as can be seen from the above-mentioned process time.

한편, 상술한 바와 같이, 일반적으로, 직류(DC)를 이용하는 이송식 플라즈마 장치는 금속 분말의 합성에만 사용될 수 있는 것으로 알려져 있으나, 상기 반도체성 물질인 실리콘 분말의 경우, 실리콘 나노 분말을 직류(DC)를 이용하는 이송식 플라즈마 장치를 통해 제조할 수 있음을 확인할 수 있다.On the other hand, as described above, it is generally known that a transfer type plasma apparatus using direct current (DC) can be used only for the synthesis of metal powder. In the case of silicon powder as the semiconducting material, ) Can be fabricated through a transfer type plasma apparatus using the above-described plasma processing apparatus.

따라서, 본 발명에 따른 제조방법은 실리콘 나노 분말의 제조에 국한이 되는 것이 아닌, 반도체성 나노 분말의 제조로 확대할 수 있음을 알 수 있다.Therefore, it can be seen that the manufacturing method according to the present invention can be extended to the production of semiconducting nano powder, not limited to the production of silicon nano powder.

즉, 본 발명에서는 반도체성 분말 모재를 제공하는 단계; 직류 방전에 의하여 열플라즈마 제트를 발생시키는 단계; 상기 열플라즈마 제트를 이용하여 상기 반도체성 분말 모재를 용융 및 기화시키는 단계; 및 상기 기화 상태의 반도체성 물질을 냉각시켜 반도체성 나노 분말을 생성하는 단계를 통해, 반도체성 나노 분말을 생성할 수 있다.That is, in the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, Generating a thermal plasma jet by DC discharge; Melting and vaporizing the semiconductor powder base material using the thermal plasma jet; And cooling the semiconducting material in the vaporized state to produce a semiconducting nano powder, the semiconducting nano powder can be produced.

또한, 상기 반도체성 분말 모재를 제공하는 단계이후, 이송식 플라즈마 장치 내부로 상기 반도체성 분말 모재를 장입하는 단계를 더 포함하고, 상기 직류 방전에 의하여 열플라즈마 제트를 발생시키는 단계는 상기 이송식 플라즈마 장치를 통해 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.The method of claim 1, further comprising the step of charging the semiconducting powder preform into a transfer type plasma device after providing the semiconductive powder preform, wherein generating the thermal plasma jet by the DC discharge comprises: And a device is provided.

이때, 본 발명에서 상기 반도체성 물질은 실리콘(Si) 또는 게르마늄(Ge) 등을 포함한 공지된 반도체성 물질일 수 있으며, 따라서, 본 발명에서 상기 반도체성 물질의 종류를 제한하는 것은 아니다.In this case, the semiconductive material may be a known semiconducting material including silicon (Si) or germanium (Ge), and the present invention does not limit the kind of the semiconductive material.

이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be understood. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.

Claims (5)

실리콘 분말 모재를 제공하는 단계;
직류 방전에 의하여 열플라즈마를 발생시키는 단계;
상기 열플라즈마를 이용하여 상기 실리콘 분말 모재를 용융 및 기화시키는 단계; 및
상기 기화 상태의 실리콘을 냉각시켜 실리콘 나노 분말을 생성하는 단계를 포함하고,
상기 실리콘 분말 모재를 제공하는 단계이후, 이송식 플라즈마 장치 내부로 상기 실리콘 분말 모재를 장입하는 단계를 더 포함하고,
상기 직류 방전에 의하여 열플라즈마를 발생시키는 단계는 상기 이송식 플라즈마 장치를 통해 이루어지는 것을 특징으로 하는 실리콘 나노 분말의 제조방법.
Providing a silicon powder preform;
Generating a thermal plasma by DC discharge;
Melting and vaporizing the silicon powder base material using the thermal plasma; And
Cooling the silicon in the vaporized state to produce silicon nano powder,
Further comprising the step of charging the silicon powder preform into the transfer type plasma device after the step of providing the silicon powder preform,
Wherein the step of generating a thermal plasma by the DC discharge is performed through the transfer type plasma device.
제 1 항에 있어서,
상기 실리콘 분말 모재는, 벌크 상태의 실리콘 분말 모재 또는 분말 상태의 실리콘 분말 모재인 것을 특징으로 하는 실리콘 나노 분말의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the silicon powder base material is a silicon powder base material in a bulk state or a silicon powder base material in a powder state.
삭제delete 반도체성 분말 모재를 제공하는 단계;
직류 방전에 의하여 열플라즈마를 발생시키는 단계;
상기 열플라즈마를 이용하여 상기 반도체성 분말 모재를 용융 및 기화시키는 단계; 및
상기 기화 상태의 반도체성 물질을 냉각시켜 반도체성 나노 분말을 생성하는 단계를 포함하고,
상기 반도체성 분말 모재를 제공하는 단계이후, 이송식 플라즈마 장치 내부로 상기 반도체성 분말 모재를 장입하는 단계를 더 포함하고,
상기 직류 방전에 의하여 열플라즈마를 발생시키는 단계는 상기 이송식 플라즈마 장치를 통해 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체성 나노 분말의 제조방법.
Providing a semiconducting powder preform;
Generating a thermal plasma by DC discharge;
Melting and vaporizing the semiconductor powder base material using the thermal plasma; And
Cooling the semiconducting material in the vaporized state to produce semiconducting nano powder,
Further comprising the step of charging the semiconductive powder preform into a transfer plasma device after the step of providing the semiconducting powder preform,
Wherein the step of generating the thermal plasma by the DC discharge is performed through the transfer type plasma device.
삭제delete
KR1020140085485A 2014-07-08 2014-07-08 A making process of silicon powder Using Plasma Arc Discharge KR101537216B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140085485A KR101537216B1 (en) 2014-07-08 2014-07-08 A making process of silicon powder Using Plasma Arc Discharge

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140085485A KR101537216B1 (en) 2014-07-08 2014-07-08 A making process of silicon powder Using Plasma Arc Discharge

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101537216B1 true KR101537216B1 (en) 2015-07-17

Family

ID=53873540

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140085485A KR101537216B1 (en) 2014-07-08 2014-07-08 A making process of silicon powder Using Plasma Arc Discharge

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101537216B1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200056073A (en) 2018-11-14 2020-05-22 주식회사 멘도타 Manufacturing apparatus and manufacturing method of nanopowder using DC arc plasma and apparatus for manufacturing the same
KR102280900B1 (en) 2020-04-29 2021-07-23 주식회사 엘피엔 The method for fabrication of silicon nano particle
KR20230064982A (en) 2021-11-04 2023-05-11 김태윤 Method for manufacturing multi-composite nanopowder using transfer arc plasma and multi-composite nanopowder prepared by the same method

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110070400A (en) * 2009-12-18 2011-06-24 인하대학교 산학협력단 Preparation method of copper nano powder using transfeered arc or non-transferred arc plasma system

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110070400A (en) * 2009-12-18 2011-06-24 인하대학교 산학협력단 Preparation method of copper nano powder using transfeered arc or non-transferred arc plasma system

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200056073A (en) 2018-11-14 2020-05-22 주식회사 멘도타 Manufacturing apparatus and manufacturing method of nanopowder using DC arc plasma and apparatus for manufacturing the same
KR102219134B1 (en) * 2018-11-14 2021-02-23 주식회사 멘도타 Manufacturing method of nanopowder using DC arc plasma and apparatus for manufacturing the same
KR102280900B1 (en) 2020-04-29 2021-07-23 주식회사 엘피엔 The method for fabrication of silicon nano particle
KR20230064982A (en) 2021-11-04 2023-05-11 김태윤 Method for manufacturing multi-composite nanopowder using transfer arc plasma and multi-composite nanopowder prepared by the same method
KR102668228B1 (en) * 2021-11-04 2024-05-21 김태윤 Method for manufacturing multi-composite nanopowder using transfer arc plasma and multi-composite nanopowder prepared by the same method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101143890B1 (en) Preparation method of copper nano powder using transfeered arc or non-transferred arc plasma system
JP2662986B2 (en) Method for producing ultrafine tungsten or tungsten oxide particles
CN1189277C (en) Preparation for fine-superfines under normal pressure and its apparatus
KR101290659B1 (en) Preparation method of silicon oxide powder using thermal plasma, and the silicon oxide powder thereby
KR101353348B1 (en) Nanoparticle Synthesizing Apparatus and Nanoparticle Synthesizing Method
KR102010992B1 (en) An appratus for producing nano powders and a method of producing using the same
KR101537216B1 (en) A making process of silicon powder Using Plasma Arc Discharge
US6245280B1 (en) Method and apparatus for forming polycrystalline particles
JPH06279015A (en) Production of ultrafine silicon particle
CN107309433A (en) A kind of production equipment of sub-micron and nano metal powder
KR20090092167A (en) Method for manufacturing metal nano powders coated by carbon and metal nano powders coated by carbon using the same
KR101558525B1 (en) The method for fabrication of silicone nano-particle by thermal plasma jet and the silicone nano-particle thereby
KR20130069190A (en) Synthetic method for tungsten metal nanopowder using rf plasma
KR101409160B1 (en) Manufacturing method of aluminum nitride nano powder
KR101621235B1 (en) Preparation method of cubic boron nitride nanopowder by thermal plasma, and the cubic boron nitride nanopowder thereby
KR20010016692A (en) Method for manufacturing fine spherical particles by controlling particle coalescence using laser beam heating
JP5008377B2 (en) Method for producing true spherical tin fine powder
CN207325953U (en) A kind of production equipment of sub-micron and nano metal powder
KR101835726B1 (en) Method of manufacturing of cerium oxide nanopowder and Apparatus of manufacturing of cerium oxide nanopowder
KR101395578B1 (en) Thermal plasma apparatus for manufacturing aluminum nitride powder
JP5354398B2 (en) True spherical fine powder
JP2019136679A (en) Composite particle production apparatus and production method
RU2749814C1 (en) Method for synthesis of mn-o-c nanocomposite
JP2004292181A (en) Carbon nanotube growth method
KR101614291B1 (en) Manufacturing method of nano carbon powder

Legal Events

Date Code Title Description
GRNT Written decision to grant