KR101835719B1 - 다단 분쇄 미세분말 제조장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

원료 물질을 용융시켜 용융된 원료를 공급하는 용융 원료 공급부, 상기 용융된 원료를 가스와 함께 분사하여 1차 액적을 만들기 위한 분무부 및 상기 용융 원료 공급부 하부에 위치한 회전부에 상기 1차 액적 충돌시켜 2차 액적을 만들기 위한 회전부를 포함하는 다단 분쇄 미세분말 제조장치.

Description

다단 분쇄 미세분말 제조장치 및 방법{Apparatus and Method for Multi-stage crushing Manufacturing Minute Powder}
본 발명은 다단 분쇄 미세분말 제조장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 용융된 원료를 분쇄하여 10㎛ 이하의 미세분말을 제조하는 다단 분쇄 미세분말 제조장치 및 방법에 관한 것이다.
금속분말(metal powder)은 금속을 미세한 가루로 만든 것으로, 도료, 회화구, 금·은색 인쇄 잉크, 화학공업용 촉매나 불꽃의 원료 및 금속환원제 등과 같이 다양한 분야에 이용된다.
최근에는 금속분말은 솔더용 파우더 또는 솔더용 페이스트 등과 같이 전자부품의 솔더링에 주로 이용되고 있으며, 그 수요가 점차 증대되고 있는 실정이다. 이동통신기기의 소형화, 다중밴드화, 고주파화 추세에 따라 부품분야의 고집적화 및 소형화가 요구되고 있다. 이에 따라 칩 제조분야에서는 칩 자체의 미세화, 집적화가 진행되고 있으며 패키지분야에서는 경박단소화 된 새로운 패키지와 실장방법이 개발되고 있다. 이에 따라, 솔더파우더 또는 솔더페이스트를 이용한 와이어리스 패키지의 수요는 더욱 증대될 것이며, 이에 향후 솔더페이스트, 솔더파우더 등과 같은 금속분말의 수요 또한 증대할 것이다.
금속분말의 제조방식에는 다양한 종류가 있으며, 금속분말은 보다 미세한 사이즈를 가져야 하고, 또한 그 생산성 내지 생산수율이 높아야 한다. 일반적으로 금속분말을 제조하는 방법으로는 고체금속을 분쇄하는 분쇄법과 석출과 같은 화학적 방법을 통한 습식법, 그리고 금속소재를 용융시킨 뒤 분사노즐을 이용하여 분무하는 분무법 등이 사용된다. 상기 방법 중, 상기 분무법은 사용하는 냉각매체에 따라 물과 같은 액체를 사용하는 수분사법과 가스를 사용하는 가스분무법으로 구분할 수 있다.
도 1은 종래기술인 가스분무법에 관한 미세분말 제조장치의 금속분말을 제조하기 위한 노즐을 도시한다. 종래 가스분무법(Gas Atomization)에 의한 금속분말 제조방법은 일반적으로 용융금속을 용탕배출구(10)을 통하여 흘려 주면서 상온의 아르곤 또는 질소와 같은 불활성 가스를 가스분사구(20)을 통해 분사하여 금속분말을 제조하며, 제조된 금속분말의 입자 크기가 평균 100㎛ 정도로 형성되었다. 금속은 용융온도에 따라 아연(Zn), 알루미늄(Al), 주석(Sn) 등과 같이 낮은 융점을 갖는 소재와 스테인레스강, 구리(Cu), 철(Fe), 니켈(Ni), 코발트(Co) 등과 같이 높은 융점을 갖는 금속 또는 다원계 합금 등으로 구분할 수 있다.
이러한 가스 분무법에서 금속 분말은 보다 미세한 사이즈를 요구하고 있다. 이에 본 발명은 기존 기술보다 작은 금속 분말을 제조하고자 한다.
한국 공개특허 제 10-2011-0049487호 한국 공개특허 제 10-2005-0034310호
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 금속, 금속의 합금 및 금속/세라믹 복합물질 중 적어도 하나로 이루어진 미세 원료 분말을 제조하는 다단 분쇄 미세분말 제조장치 및 방법을 제공하는데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 용융 원료를 분쇄시켜 10㎛이하의 분말을 제조하는 다단 분쇄 미세분말 제조장치 및 방법을 제공하는데 있다.
본 발명은, 원료 물질을 용융시켜 용융된 원료를 공급하는 용융 원료 공급부, 상기 용융된 원료에 가스를 분사하여 1차 액적을 생성하는 분무부 및 상기 용융 원료 공급부 하부에 위치한 회전부에 상기 1차 액적을 충돌시켜 2차 액적을 생성하는 회전부를 포함할 수 있다.
상기 가스는, 가스 또는 금속분말과 혼합된 혼합가스 중 어느 하나를 포함 할 수 있다.
상기 회전부에 연결 형성되며 상하로 이동 가능한 수직 이동 부재를 더 포함할 수 있다.
상기 수직 이동 부재는, 회전 모터 및 실린더 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 회전부는, 재질이 금속, 합금 및 세라믹 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 회전부는, 형상이 콘형일 수 있다.
상기 회전부는, 회전 속도가 100rpm 내지 300,000rpm일 수 있다.
상기 원료 물질은, 금속, 금속의 합금 및 금속/세라믹 복합물질 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 1차 액적은, 1㎛ 내지 500㎛ 일 수 있다.
상기 1차 액적은, 상기 용융 원료에 융점이 다른 금속 및 세라믹 분말을 분사하여 1 내지 200 ㎛ 크기의 금속 분말 및 복합 분말일 수 있다.
상기 2차 액적은, 10㎛ 이하일 수 있다.
상기 가스는, 분사 압력이 5 bar내지 100bar이고, 가스의 온도는 25℃ 내지 750℃일 수 있다.
상기 분무부는, 홀 형(hole type) 또는 오픈 슬릿형(open slit type)일 수 있다.
본 발명은, 원료 물질을 용융시켜 용융된 원료를 분무부에 공급하는 단계, 상기 용융된 원료에 가스를 분사하여 1차 액적을 생성하는 단계, 회전부를 회전시키면서 상기 회전부에 상기 1 액적을 충돌시켜 2차 액적을 생성하는 단계 및 상기 2차 액적을 냉각시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 1차 액적을 생성하는 단계는, 상기 용융 원료에 융점이 다른 금속 및 세라믹 분말을 분사하여 1 내지 200 ㎛ 크기의 금속 분말 및 복합 분말을 제조하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 1차 액적은, 1㎛ 내지 500㎛ 일 수 있다.
상기 1차 액적을 생성하는 단계는, 상기 용융된 원료와 상기 금속분말은 서로 다른 융점의 원료물질일 수 있다.
상기 원료 물질은, 금속, 금속의 합금 및 금속/세라믹 복합물질 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 2차 액적은, 10㎛ 이하일 수 있다.
상기 가스는, 압력이 5bar 내지 100bar이고, 온도는 25℃ 내지 750℃로 분사될 수 있다.
본 발명의 실시형태에 따른 다단 분쇄 미세분말 제조장치 및 방법에 의하면, 금속, 금속의 합금 및 금속/세라믹 복합물질 중 적어도 하나로 이루어진 원료 분말을 제조할 수 있다.
또한, 용융 원료를 분쇄하여 10㎛이하의 미세분말을 제조할 수 있다.
도 1은 선행기술에 따른 미세분말 제조장치의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다단 분쇄 미세분말 제조장치의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다단 분쇄 미세분말 제조장치의 분무부의 저면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 다단 분쇄 미세분말 제조장치의 회전부의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 다단 분쇄 미세분말 제조방법의 순서도이다.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명할 수 있다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 할 수 있다. 또한 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 당업자에게 자명하거나 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 이는 당해 기술분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 관례 또는 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 함을 밝혀두고자 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다단 분쇄 미세분말 제조장치를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 미세분말 제조장치(100)는 용융 원료 공급부(110), 분무부(120), 회전부(130) 및 수직 이동 부재(140)를 포함한다.
용융 원료 공급부(110)는 원료 물질을 용융시켜 용융된 원료를 공급한다. 이를 위해 용융 원료 공급부(110)는 교반모터(111), 임펠러(112), 조작부(113), 수용부(114), 히터(115) 및 도가니(116)을 포함할 수 있다.
용융 원료 공급부(110)는 원료 물질을 용융시키기 위한 도가니(116) 및 히터(115)가 구비되고, 도가니(116)의 상측으로 원료물질이 수용되는 투입수단이 구비된다. 상기 원료물질은 잉곳의 형태일 수 있다. 또한 원료물질은 금속, 금속의 합금 및 금속/세라믹 복합물질 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 또한, 상기 원료물질은 두가지 이상의 이종물질을 포함할 수 있다.
용융 원료 공급부(110)는 투입수단으로 조작부(113) 및 수용부(114)를 포함한다. 수용부(114)는 내부에 원료물질이 수용될 수 있다. 수용부(114)는 도가니 중심에서 일방향으로 치우친 부분에 회전축이 형성되어 회전축을 중심으로 회동할 수 있도록 형성될 수 있다. 수용부(114)의 몸체 일측에는 사용자 조작에 의해 수용부(114)를 일방향으로 기울여 수용부(114) 내부에 수용된 원료물질이 도가니(116) 내부로 투입될 수 있도록 하는 조작부(113)가 연결될 수 있다. 조작부(113)는 일단이 수용부(114)에 연결되고, 타단이 용융 원료 공급부(110)의 외측으로 노출되도록 형성되어 사용자가 노출된 타단을 파지하여 당기게 되면 수용부(114)가 회전축을 중심으로 파지하는 방향으로 상승하게 되어 내부에 수용된 원료물질이 도가니(116) 내부로 투입될 수 있다. 이때, 모터와 조작스위치 등을 구비하여 사용자가 조작 스위치를 조작함으로써, 수용부(114)가 모터의 작동에 의해 일방향으로 기울어지도록 구성할 수 있다.
용융 원료 공급부(110)는 도가니(116)를 가열하여 원료물질을 용융시키기 위한 히터(115)를 구비한다. 도가니(116)는 상측으로 원료물질이 수용될 수 있도록 상방이 개구되어 있다. 또한, 도가니(116)는 상부에서 하부로 갈수록 수용면적이 좁아지도록 형성될 수 있다.
용융 원료 공급부(110)는 원료 물질이 투입되어 교반될 수 있도록 교반수단을 포함한다. 교반수단은 교반모터(111) 및 임펠러(112)를 포함한다. 교반모터(111)는 용융 원료 공급부(100) 일측에 구비되어 회전력을 생성한다. 임펠러(112)는 상기 회전력을 이용하여 원료물질이 교반되도록 회전한다.
분무부(120)는 용탕 배출구(121), 가스분사구(122), 가스 공급부(123), 금속분말 공급부(124) 및 혼합가스 생성부(125)를 포함할 수 있다.
분무부(120)는 상기 용융 원료 공급부(110)에서 공급된 용융된 원료를 용탕 배출구(121)를 통해 흘려주며, 가스분사구(122)는 용탕 배출구(121)에서 배출된 용융된 원료에 가스 또는 금속 분말이 혼합된 혼합 가스를 분사하여 1차 액적(191)을 제조할 수 있다.
분무부(120)는 가스 또는 금속 분말이 혼합된 혼합 가스를 용융된 원료에 분사한다. 분사 가스의 압력은 5bar 내지 100bar이고, 분사가스의 온도는 25℃ 내지 750℃일 수 있다. 분사가스 압력은 5bar이하인 경우는 20㎛이하 크기의 미분 제조가 어려우며, 100bar이상인 경우는 장비 제작에 어려움이 있다. 분사가스의 온도는 25℃이하인 경우는 비용이 소모되며, 750℃이상일 경우 장비 제작이 어렵다. 따라서 분사 가스의 압력은 5 내지 100bar이고, 분사가스의 온도는 25 내지 750℃인 것이 바람직하다.
분무부(120)는 노즐은 홀 형(hole type) 또는 오픈 슬릿형(open slit type)일 수 있으며, 도 1에 나타난 가스분사형 노즐뿐만 아니라 다른 형태의 미세분말을 제조하기 위한 수단을 포함할 수 있다. 홀형 및 오픈 슬릿형에 대해서는 도 5를 참조하여 후술한다.
가스 공급부(123) 및 금속분말 공급부(124)는 혼합 가스 생성부(125)로 가스를 공급할 수 있다. 가스 공급부(123)는 가스를 가열시켜 분무부(120)에서 분사되는 가스의 상대 속도를 증가시킨다. 상기 상대 속도는 금속 분말과 용탕 배출구(121)에서 배출된 용융된 원료의 상대 속도이다. 상기 가스는 N2 , Ar 및 He등과 같은 비활성 기체, 공기 및 산소가 혼합된 가스일 수 있다. 또한, 상기 가스는 금속분말 공급부(124)로부터 공급된 금속 분말과 함께 혼합 가스 생성부(125)에서 혼합될 수 있다.
금속분말 공급부(124)는 혼합 가스 생성부(125)로 금속 분말을 공급할 수 있다. 이때, 금속분말 공급부(124)는 금속 분말을 가열하여 혼합 가스 생성부(125)로 가스를 공급할 수 있다. 금속분말 공급부(124)에서 금속 분말의 가열은 금속분말 내부의 수분을 제거하여 금속분말의 흐름성을 좋게 하고 상기 가열된 가스와 함께 혼합 가스 생성부(125) 혼합 될 때 온도저하가 발생하지 않아 가스분사구(122)에서 분사되는 상대 속도를 증가시킨다. 상기 상대 속도는 금속 분말과 용탕 배출구(121)에서 배출된 용융된 원료의 상대 속도이다. 또한, 상기 금속 분말은 가스 공급부(123)로부터 공급된 가스와 함께 혼합 가스 생성부(125)에서 혼합될 수 있다.
또한, 분사되는 분말의 종류는 금속, 합금 및 세라믹 분말 중 적어도 어느 하나일 수 있다. 금속 분말의 입도는 0.01~500㎛일 수 있다. 금속 분말의 입도가0.01㎛이하는 충격력이 약해 미세분말 제조가 어렵고, 500㎛이상은 출구가 막혀 분사되기 어렵다. 따라서 분사되는 분말의 입도는 0.01~500 ㎛인 것이 바람직하다.
혼합 가스 생성부(125)는 가스 공급부(123) 및 금속 분말 공급부(124)로부터 공급되는 가스 또는 금속 분말을 혼합하여 혼합 가스를 생성할 수 있다. 혼합 가스 생성부(125)는 생성된 혼합 가스가 용융된 원료에 분사되도록 가스분사구(122)로 혼합 가스를 공급할 수 있다.
이때, 혼합 가스의 가스는 금속 분말이 용탕 배출구(121)에서 배출된 용융된 원료에 빠른 속도로 도달할 수 있도록 압력을 가하며, 상기 혼합 가스의 금속 분말은 상기 용융된 원료를 1차 액적으로 만드는 역할을 한다. 이러한 이유로, 가스와 금속 분말이 혼합된 혼합 가스를 분사하는 경우, 가스나 금속 분말을 따로 분사하는 경우보다 더욱 미세한 원료 분말을 제조할 수 있다.
보다 자세하게 설명하면, 미세한 원료 분말을 제조하기 위해서는 분사가스의 속도를 증가시키거나, 분사 물질의 밀도를 높여야 한다. 본 발명은 분사 가스의 속도를 높이기 위하여 가열된 가스를 이용한다. 또한, 분사 물질의 밀도를 높이기 위하여 물에 비해 7.8배, 비활성 기체에 비해 약 7,000배 정도 높은 금속 분말을 분사 물질로 이용한다. 즉, 종래의 물을 이용한 수분사나, 가스를 이용한 경우보다 금속 분말의 밀도가 높아 더욱 미세한 원료 분말을 제조할 수 있다. 이때, 0.1~500 ㎛크기이고, 금속 분말과 금속 액적의 상대 속도가 10m/s이상이면, 10㎛크기의 금속 분말을 제조할 수 있다. 또한, 상대 속도가 25m/s이상이면, 1㎛크기의 금속 분말을 제조할 수 있다.
회전부(130)는 분무부(120) 하부에 위치한 회전부(130)에 분무부(120)에서 생성된1차 액적(191)이 충돌될 수 있도록 회전시킨다. 회전부(130)와 분무부(120)의 거리는 상기 1차 액적이 충돌될 수 있는 거리일 수 있으며, 이는 조절 가능한 거리일 수 있다. 회전부(130)의 회전 속도는 100rpm 내지 300,000rpm일 수 있다. 회전 속도는 100 rpm 미만일 경우 미세 분말의 제조가 어렵고, 300,000rpm 을 초과할 경우 회전부(130)의 장비의 제작이 어렵다. 따라서, 회전부(130)의 회전속도는 100rpm 내지 300,000rpm 인 것이 바람직하다. 회전부(130)의 재질은 금속, 합금 및 세라믹 중 적어도 어느 하나일 수 있다. 또한, 회전부(130)의 형상은 콘 형으로 중심부분이 바깥(edge)부분과 높이 차를 가지는 형태일 수 있다.
수직 이동 부재(140)는 회전부(130)에 연결 형성되며 회전부(130)가 상하로 이동 가능하도록 할 수 있다. 수직 이동 부재(140)는 상기 회전부(130)를 상하로 움직일 수 있는 모든 회전부재가 가능하다. 예를 들어, 상기 수직 이동 부재(140)는 회전모터 또는 실린더일 수 있다.
결과적으로, 1차적으로 생성된 1차 액적(191)이 회전부(130)에 충돌하여 회전부(130)의 회전력에 의해 2차적으로 분쇄되어 더 미세해진 2차 액적(192)을 제조할 수 있다. 또한, 회전부는 100rpm 이상으로 회전할 수 있고, 바람직하게는 100rpm 내지 300,000rpm으로 회전할 수 있다. 상기 2차 액적(192)은 냉각되어 응고되고, 상기 응고된 2차 액적(192)은 냉각되어 미세분말(193)로 회수된다. 상기의 조건으로 생성된 미세분말(193)의 크기는10㎛이하일 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 분무부(120)의 저면도이다.
도 3을 참고하면, 도가니(116)의 하부에는 용융된 원료가 배출되는 용탕 배출구(128)가 형성되며, 상기 용탕배출구(128)를 중심으로 가스분사 노즐이 형성된다. 이때 가스분사 노즐은 홀 형 노즐 또는 오픈 슬릿형 노즐일 수 있다. 상기 홀 형 노즐은 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이 용탕배출구(128)를 중심으로 다수의 홀 형태의 가스분사구(126)가 형성된 노즐이며, 상기 오픈 슬릿형 노즐은 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이 용탕배출구(128)를 중심으로 도넛형태의 가스분사구(127)가 형성된 노즐이다.
도 4(a) 및 도 4(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전부의 형태를 도시한 도면이다.
도 4(a)는 회전부(130)의 단면이 삼각형인 윈뿔(콘형)인 경우를 나타낸다. 회전부(130)가 원뿔인 경우, 각 x는 수평축을 기준으로 시계방향으로 0도 내지 70도를 이룰 수 있다. 상기 각 x가 70도 이상일 경우 상기 1차 액적과 회전부(130)의 충돌이 제대로 일어나지 않을 수 있으므로, 상기 각 x 는 70도 이하인 것이 바람직하다.
도 4(b)는 회전부(130)가 역콘형인 경우를 나타낸다. 회전부(130)가 역콘형이 경우, 각 y는 수평축을 기준으로 반시계 방향으로 70도를 이룰 수 있다. 상기 각 y가 70도 이상일 경우 상기 1차 액적이 상부로 반사되어 분출 되므로 회전체의 거리조절이 어려우며 초기 분사가 어려운 단점이 있으므로 상기 각 y는 70도 이하인 것이 바람직하다.
다음으로, 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 다단 분쇄 미세분말 제조방법을 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 다단 분쇄 미세분말 제조방법은, 원료 물질을 용융시켜 용융된 원료를 분무부에 공급하는 단계, 상기 분무부로 공급된 용융원료에 가스 또는 고체분말이 혼합된 혼합가스를 분사하여 1차 액적을 생성하는 단계, 회전부를 회전시키면서 상기 회전부에 상기 1 차 액적을 충돌시켜 2차 액적을 생성하는 단계 및 상기 2차 액적을 냉각시켜서 미세분말을 형성하는 단계를 포함한다. 이하, 이를 상술한다.
먼저, 원료물질을 용융시켜 용융된 원료를 용탕배출구에 공급한다(S100). 상기 용융된 원료는 금속, 합금 및 금속/합금 복합 물질일 수 있다. 원료물질을 용융시키는 것은 전술한 미세분말 제조장치에서의 용융과 동일하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
다음으로, 상기 용탕배출구에 공급된 용융된 원료에 가스 또는 고체분말이 혼합된 혼합가스가 분출되어 1차 액적을 제조한다(S110). 상기 가스는 N2 , Ar, He등과 같은 비활성 기체, 공기, 산소가 혼합된 가스 중 하나 또는 이들의 혼합가스일 수 있으며,상기 가스는 20°C 내지 750°C 의 온도일 수 있으며, 5bar 내지 100bar의 압력으로 분사될 수 있다. 상기 1차 액적은 1 내지 500㎛의 크기로 형성될 수 있다.
다음으로, 상기 1차 액적을 회전부에 충돌시켜 2차 액적을 제조한다(S120). 상기 회전부는 금속, 합금 및 세라믹 중 적어도 어느 하나를 포함하며, 상기 회전부는 100rpm 이상으로 회전할 수 있고, 바람직하게는 100rpm 내지 300,000rpm으로 회전할 수 있다. 또한, 상기 2차 액적은 10㎛ 이하의 크기로 제조될 수 있다. 상기 1차 액적의 제조 시에 사용된 원료물질과 융점이 다른 금속 및 세라믹 분말을 분사할 경우 1 ~ 200 ㎛크기의 이종 혼합 분말 및 복합분말이 제조될 수 있다.
마지막으로, 상기 2차 액적은 냉각되어 미세분말이 제조된다(S130). 액체 상태의 상기 2차 액적을 냉각시켜 고체 상태의 미세분말을 제조할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
110: 용융 원료 공급부
111: 교반모터
112: 임펠러
113: 조작부
114: 수용부
115: 히터
116: 도가니
120: 분무부
121: 용탕배출구
122: 가스분사구
123: 가스공급부
124: 금속분말 공급부
125: 혼합가스 생성부
130: 회전부
140: 수직 이동 부재
191: 1차 액적
192: 2차 액적
193: 미세분말

Claims (21)

  1. 원료 물질을 용융시켜 용융된 원료를 공급하는 용융 원료 공급부;
    상기 용융된 원료에 입도가 0.1 ㎛ 내지 500 ㎛인 금속분말과 혼합된 가스를 분사하여 1차 액적을 생성하는 분무부; 및
    상기 용융 원료 공급부 하부에 위치한 회전부에 상기 1차 액적을 충돌시켜 10 ㎛ 이하 크기의 2차 액적을 생성하는 회전부를 포함하고,
    상기 분무부는,
    상기 용융 원료 공급부에서 용융된 원료가 배출되는 용탕 배출구;
    혼합 가스 생성부로 가열된 가스를 공급하는 가스 공급부;
    혼합 가스 생성부로 입도가 0.1 ㎛ 내지 500 ㎛인 금속분말을 가열시켜 공급하는 금속분말 공급부;
    상기 가스 공급부 및 금속분말 공급부로부터 공급되는 가스 및 금속분말을 혼합하는 혼합 가스 생성부; 및
    상기 혼합 가스 생성부에서 금속분말과 혼합된 가스를 용융된 원료가 배출되는 방향과 동일한 방향으로 분사하는 가스분사구;를 포함하며,
    상기 금속분말과, 상기 용융된 원료의 상대 속도가 10 m/s 이상인 것을 특징으로 하는 다단 분쇄 미세분말 제조장치.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 회전부에 연결 형성되며 상하로 이동 가능한 수직 이동 부재를 더 포함하는 다단 분쇄 미세분말 제조장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 수직 이동 부재는,
    회전 모터 및 실린더 중 적어도 어느 하나를 포함하는 다단 분쇄 미세분말 제조장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 회전부는,
    재질이 금속, 합금 및 세라믹 중 적어도 어느 하나를 포함하는 다단 분쇄 미세분말 제조장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 회전부는,
    형상이 콘형인 다단 분쇄 미세분말 제조장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 회전부는,
    회전 속도가 100rpm 내지 300,000rpm인 다단 분쇄 미세분말 제조장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 원료 물질은,
    금속, 금속의 합금 및 금속/세라믹 복합물질 중 적어도 어느 하나를 포함하는 다단 분쇄 미세분말 제조장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 1차 액적은,
    1㎛ 내지 500㎛ 인 다단 분쇄 미세분말 제조장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 1차 액적은,
    상기 용융 원료에 융점이 다른 금속 및 세라믹 분말을 분사하여 1 내지 200 ㎛ 크기의 금속 분말 및 복합 분말인 다단 분쇄 미세분말 제조장치.

  11. 삭제
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 가스는,
    분사 압력이 5 bar내지 100bar이고, 가스의 온도는 25℃ 내지 750℃인 다단 분쇄 미세분말 제조장치.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 분무부는,
    홀 형(hole type) 또는 오픈 슬릿형(open slit type)인 다단 분쇄 미세분말 제조장치.
  14. 제1항의 다단 분쇄 미세분말 제조장치를 이용하여 원료 물질을 용융시켜 용융된 원료를 분무부에 공급하는 단계;
    상기 용융된 원료에 입도가 0.1 ㎛ 내지 500 ㎛인 금속분말과 혼합된 가스를 분사하여 1차 액적을 생성하는 단계;
    회전부를 회전시키면서 상기 회전부에 상기 1차 액적을 충돌시켜 10 ㎛ 이하 크기의 2차 액적을 생성하는 단계; 및
    상기 2차 액적을 냉각시키는 단계를 포함하고,
    상기 금속분말과, 상기 용융된 원료의 상대 속도가 10 m/s 이상인 것을 특징으로 하는 다단 분쇄 미세분말 제조방법.
  15. 삭제
  16. 제 14항에 있어서,
    상기 1차 액적은,
    1㎛ 내지 500㎛ 인 다단 분쇄 미세분말 제조방법.
  17. 제 14항에 있어서,
    상기 1차 액적을 생성하는 단계는,
    상기 용융 원료에 융점이 다른 금속을 분사하여 1 내지 200 ㎛ 크기의 금속 분말 및 복합 분말을 제조하는 단계를 포함하는 다단 분쇄 미세분말 제조방법.
  18. 제 14항에 있어서,
    상기 원료 물질은,
    금속, 금속의 합금 및 금속/세라믹 복합물질 중 적어도 어느 하나를 포함하는 다단 분쇄 미세분말 제조방법.
  19. 삭제
  20. 제 14항에 있어서,
    상기 가스는,
    압력이 5bar 내지 100bar이고, 온도는 25℃ 내지 750℃로 분사되는 다단 분쇄 미세분말 제조방법.
  21. 삭제
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