KR102572728B1 - 금속분말 제조장치 및 이를 이용한 금속분말 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 관점에 의하면, 금속원료를 내부에 수용하는 챔버; 상기 챔버 내에서 플라즈마를 이용하여 상기 금속원료를 기화시켜 금속증기를 생성하는 플라즈마 토치; 쉘물질을 가열하여 기화시키는 쉘물질 기화부; 셀물질 기화부로부터 기화된 쉘물질증기가 캐리어가스에 의해 이송되어 상기 챔버로 투입되게하는 쉘물질 공급관; 및 캐리어 가스에 의해 각각 이송되는 금속증기와 쉘물질증기가 수용되고, ??칭가스에 의해 상기 금속증기 및 쉘물질증기가 냉각되어 상기 쉘물질에 의해 표면의 적어도 일부가 도포된 금속분말이 형성되는 냉각관;을 포함하는 금속분말 제조 장치가 제조된다.

Description

금속분말 제조장치 및 이를 이용한 금속분말 제조방법{Metal powder manufacturing apparatus and metal powder manufacturing method using same}

본 발명은 금속분말 제조장치 및 이를 이용한 금속분말 제조방법에 대한 것으로, 상세하게는 금속원료의 기화 및 응축을 통해 금속분말을 제조하는 장치 및 이를 이용한 금속분말의 제조방법에 대한 것이다.

금속분말을 제조하는 방법은 습식법과 건식법으로 구분된다. 습식법은 액상 중에서의 화학반응을 이용하는 방법으로 침전법, 졸-겔법, 수열합성법 등이 있다. 건식법은 기상의 원료를 이용하는 방법으로 화학기상합성, 기상응축법 등이 있다. 건식법은 순도가 높고 결정성이 우수한 장점이 있다. 그러나 고온공정이므로 생성된 금속분말들이 서로 충돌한 후 충돌부분에서 국부적으로 소결되어 금속분말들이 서로 붙어 있는 형태의 연결입자가 형성되는 문제점이 있다. 이러한 연결입자는 후속되는 분급공정에 선택적으로 제거되어야 하므로 이러한 분급으로 인하여 분말제조시 낮은 수율을 유발하는 문제가 있다.

기상법 중 하나인 기상응축법은 금속원료를 높은 온도로 가열하여 기화시킨 후 이를 냉각부에서 냉각 및 응축시켜 금속분말을 제조하는 방법이다. 이러한 기상응축법은 냉각부에서 기상 금속이 입자 형태로 고상화되는 단계에서 연결입자의 생성 빈도가 높은 문제가 있다. 기상응축법을 이용한 금속분말 제조에 있어서는 냉각 중에 발생되는 연결입자의 수를 최소화하는 것이 수율 향상에 매우 중요하다.

일본특허출원번호 제2013-548154호

본 발명의 목적은 금속원료의 기화 및 응축을 이용하여 금속분말을 제조하는 장치로서, 냉각과정에서 연결입자의 발생을 최소화할 수 있는 구성을 구비한 금속분말 제조장치를 제공하는 것이다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 일 관점에 의하면, 금속원료를 내부에 수용하는 챔버; 상기 챔버 내에서 플라즈마를 이용하여 상기 금속원료를 기화시켜 금속증기를 생성하는 플라즈마 토치; 쉘물질을 가열하여 기화시키는 쉘물질 기화부; 셀물질 기화부로부터 기화된 쉘물질증기가 캐리어가스에 의해 이송되어 상기 챔버로 투입되게하는 쉘물질 공급관; 및 캐리어 가스에 의해 각각 이송되는 금속증기와 쉘물질증기가 수용되고, ??칭가스에 의해 상기 금속증기 및 쉘물질증기가 냉각되어 상기 쉘물질에 의해 표면의 적어도 일부가 도포된 금속분말이 형성되는 냉각관;을 포함하는 금속분말 제조 장치가 제조된다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 쉘물질 기화부의 배출부는 상기 공급관의 어느 한 부분과 연결될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 쉘물질 기화부로부터 상기 챔버 내로 투입된 쉘물질증기는 상기 금속증기와 함께 상기 냉각관으로 이송될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 냉각관의 외주면에는 ??칭가스 투입구가 상기 냉각관 내 유체 이동 방향과 ??칭가스의 투입방향이 서로 예각을 이루도록 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 공급관의 외주면에는 가열부가 형성될 수 있다.

본 발명의 일 관점에 의하면, 상기 금속분말 제조장치를 이용한 금속분말 제조방법이 제공된다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 금속원료를 금속증기로 기화시키는 단계; 쉘물질을 쉘물질증기로 기화시키는 단계; 상기 금속증기와 상기 쉘물질증기를 같이 냉각관으로 투입하는 단계; 상기 냉각관에서 ??칭가스를 이용하여 상기 금속증기를 금속분말로 고상화하는 단계를 포함하며, 상기 고상화하는 단계에서 상기 금속분말은 상기 쉘물질증기가 고상화된 쉘 물질에 의해 표면의 적어도 일부가 도포되는 단계가 수행될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 금속원료는 니켈(nickel), 구리(copper), 은(silver), 철(iron), 알루미늄(Aluminum), 코발트(cobalt), 백금(platinum), 금(gold), 주석(tin) 및 이를 포함하는 합금(alloy) 중 어느 하나를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 쉘물질은 금속의 황산염(sulfate), 질산염(nitrate), 인산염(phosphate), 규산염(silicate), 황화물(sulfide), 탄산염(carbonate), 염화물(chloride), 브롬화물(bromide) 및 요오드화물(iodide) 중에 선택되는 적어도 하나 이상의 화합물을 포함할 수 있다.

본 발명의 기술적 사상을 따르는 금속분말 제조장치에 의할 경우, 금속원료로부터 기화된 금속증기가 금속입자로 응축된 후 쉘물질 의해 그 표면이 도포됨(캡슐화)에 따라 금속입자간의 직접적인 소결에 의한 연결입자의 생성이 억제된다. 쉘물질에 의해 캡슐화된 금속분말은 제조과정에서 응집되더라도 후속되는 공정에서 쉘물질을 선택적으로 제거할 경우 다시 개별화된 금속분말로 회수됨에 따라 수득하는 금속분말의 수율이 향상될 수 있다. 상술한 본 발명의 효과는 예시적으로 기재되었고, 이러한 효과들에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 기술사상을 따르는 금속분말 제조장치이다.
도 2는 금속증기가 냉각에 의해 핵생성 및 성장 기구에 의해 고상의 입자로 상천이된 경우, 이후의 금속입자의 거동을 설명하는 도면이다.
도 3은 냉각관에 금속증기가 투입된 후 ??칭가스에 의해 냉각될 경우, 온도에 따른 금속입자의 응집시간(τ_coag) 및 합체시간(τ_coal)를 계산한 그래프이다.
도 4은 이러한 본 발명의 기술사상에 따른 금속분말의 제조단계를 개념적으로 나타낸 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 기술적 사상을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 기술적 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 본 명세서에서 동일한 부호는 시종 동일한 요소를 의미한다. 나아가, 도면에서의 다양한 요소와 영역은 개략적으로 그려진 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상은 첨부한 도면에 그려진 상대적인 크기나 간격에 의해 제한되지 않는다.

도 1에는 본 발명의 기술사상을 따르는 금속분말 제조장치(100)가 도시되어 있다. 도 1을 참조하면, 금속분말 제조장치(100)은 금속원료(110)를 내부에 수용하는 챔버(112)와, 상기 챔버(112) 내에서 플라즈마를 이용하여 상기 금속원료(110)를 기화시켜 금속증기(114)를 생성하는 플라즈마 토치(116)와, 쉘물질(130)을 가열하여 기화시키는 쉘물질 기화부(132) 및 셀물질 기화부(132)로부터 기화된 쉘물질증기(138)가 캐리어가스(136)에 의해 이송되어 상기 챔버(112)로 투입되게하는 쉘물질 공급관(140)을 포함한다. 또한 캐리어 가스(118, 136)에 의해 각각 이송되는 금속증기(114a)와 쉘물질증기(138a)가 수용되고, ??칭가스(122)에 의해 상기 금속증기(114a) 및 쉘물질증기(138a)가 냉각되어 상기 쉘물질에 의해 표면의 적어도 일부가 도포된 금속분말(126)이 형성되는 냉각관(120)을 포함한다.

금속원료(110)은 고체상태로 챔버(112) 내에 장입된다. 챔버(112) 내에서 플라즈마에 의해 고온으로 가열되어 용융된 후 금속증기(114)로 기화된다. 금속원료(110)은 분말(powder)이나 펠렛(pellet) 형태로 투입될 수 있다. 금속원료(110)로는 니켈(nickel), 구리(copper), 은(silver), 철(iron), 알루미늄(Aluminum), 코발트(cobalt), 백금(platinum), 금(gold), 주석(tin) 및 이를 포함하는 합금(alloy) 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 기화된 금속증기(114)는 챔버(112) 내부로 공급되는 캐리어 가스(118)에 의해 냉각관(120)으로 이송된다. 캐리어 가스(118)은 불활성 가스 혹은 질소 가스를 포함한다. 예를 들어 불활성 가스로 Ar이 사용될 수 있다.

플라즈마 토치(116)는 금속원료(110) 사이에 열 플라즈마를 발생시켜 금속원료(110)을 가열하여 기화시킨다. 플라즈마 토치(116)는 아크 방전을 발생시키고 불활성 가스를 고속으로 통과시켜 고온의 열 플라즈마를 형성한다. 이러한 열 플라즈마의 열에너지가 금속원료(110)가 투입됨에 따라 금속원료(110)의 용융 및 기화가 일어나게 된다.

캐리어 가스(118)에 의해 이송된 금속증기(114a)는 냉각관(120)으로 투입된 후 외주면에 형성된 ??칭가스 투입구(123)를 통해 투입되는 ??칭가스(122)에 냉각되어 분말 형태로 고상화된다.

종래의 금속분말 제조장치에서는 냉각관에 투입된 금속증기가 ??칭가스에 의해 금속입자로 고상된 후 금속입자간의 충돌 및 국부적인 소결이 일어나면서 연결입자가 생성되는 경우가 자주 발생하였다. 이하에서는 금속증기가 냉각되어 금속입자가 되는 과정에서 발생되는 입자간 응집(cogulation) 이후 합체(coalescence) 혹은 국부적 소결에 의해 생성되는 연결입자에 대해서 설명한다.

도 2는 금속증기가 냉각에 의해 핵생성 및 성장 기구에 의해 고상의 입자로 상천이된 이후의 금속입자의 거동을 설명하는 도면이다. 초기에 금속입자들이 핵생성 및 성장을 통하여 형성된 후 생성된 금속입자는 서로 충돌되면서 응집(cogulation)된다. 금속입자가 충돌 등에 의해 응집이 되면서 금속입자의 개수는 그만큼 줄어들게 된다. 도 2와 같이 금속입자의 개수가 n 개에서 n/2로 감소하는데 걸리는 시간을 응집시간(τ_coag, coagulation time)이라고 정의한다. 복수개의 금속입자가 응집된 응집체는 고온환경 하에서 금속원자가 확산에 의해 합체(coalesence)가 되거나 국부적인 소결에 의해 연결입자가 된다. 합체는 도 2에 도시된 바와 같이, 응집된 복수개의 입자가 하나로 합쳐지면서 실질적으로 동일한 형태이지만 부피가 증가된 금속입자가 되는 것을 의미한다. 따라서 예를 들어 구형을 가지는 두 개의 금속입자가 서로 응집된 후 합체되면 두 개의 금속입자를 합친 부피에 해당되는 더 커진 하나의 구형 입자가 된다. 이렇게 두 개의 입자가 한 개의 입자로 합체되기까지 소요되는 시간을 합체시간(τ_coal, coalesence time)이라고 정의한다. 연결입자는 금속입자들의 접촉부에서 국부적인 소결이 일어난 상태에서 합체가 되지 않고 최종 형태가 결정된 것으로서, 금속입자들이 서로 붙어 있는 형태를 가진다.

핵생성 및 성장을 통해 형성된 금속입자가 다수 존재하는 상황에서 응집시간에 비해 합체시간이 더 길다면 금속입자들은 응집 후 합체가 되기까지 충분한 시간이 있으므로 합체가 일어날 확률이 높아지게 된다. 반면 응집시간에 비해 합체시간이 더 짧다면 금속입자 간에 합체가 일어나기 전에 응집이 계속 일어나게 된다. 이는 금속입자가 서로 붙어 있는 상태에서 더 이상이 합체가 일어나지 않고 연결입자가 될 확률이 높다는 것을 의미한다. 따라서 합체시간에 비해 응집시간이 더 짧은 상황에서는 이러한 연결입자가 다수 생성되게 된다는 것을 알 수 있다. 이미 상술한 바와 같이 이러한 연결입자의 생성은 금속분말 제조시 반드시 억제해야될 문제점 중 하나이다.

도 3은 냉각관에 금속증기가 투입된 후 ??칭가스에 의해 냉각될 경우, 온도에 따른 금속입자의 응집시간(τ_coag) 및 합체시간(τ_coal)를 계산한 그래프이다. 본 계산을 위해 금속분말의 입도는 100nm, 생산속도는 1kg/hr, 전체 유량(캐리어가스와 금속증기가 혼합된 혼합가스의 총 유량)은 100slpm으로 가정하였다.

도 3을 참조하면, 온도가 감소함에 따라 금속입자의 충돌에 의한 응집시간(τ_coag)은 크게 변화되지 않으나, 금속입자의 합체시간(τ_coal)은 크게 증가하는 것을 확인할 수 있다. 즉, 온도가 감소함에 따라 금속입자 간의 합체가 일어나기 보다는 연결입자의 발생이 크게 증가하게 될 것임을 예상할 수 있다.

본 발명의 기술사상에 따르면, 냉각관에서 ??칭가스에 의한 냉각시 발생되는 연결입자의 생성을 억제하기 위하여 금속입자가 서로 충돌하기 전에 금속입자의 표면을 고온에서도 안정한 쉘물질로 도포하는 캡슐화를 수행한다. 쉘물질로 캡슐화된 금속입자는 금속입자간의 직접적인 접촉이 일어나지 않게 됨에 따라 금속입자간의 소결이 방지된다. 따라서 쉘물질에 의해 도포된 금속입자는 충돌과정에서 비소결성 응집이 일어나게 된다. 상기 비소결형 응집은 입자들이 정전기적 결합 등에 의하여 상대적으로 약하게 결합되는 것을 의미한다. 또한 후속되는 단계에서 상기 쉘물질을 선택적으로 제거하게 되면 응집되었던 금속입자들은 각각 개별화되어 분리되게 된다. 이와 같이 금속입자의 캡슐화를 통해 ??칭과정 중에 자주 발생하는 연결입자의 형성을 방지할 수 있다. 상기 쉘물질은 고온에서 화학적으로 안정하면서도 후속되는 세정공정에서 물이나 유기용매 등에 쉽게 제거되는 물질로 선택될 수 있다. 도 4에는 이러한 본 발명의 기술사상에 따른 금속분말의 제조단계를 개념적으로 나타낸 도면이 제시되어 있다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 기술사상을 따르는 금속분말 제조장치에는 쉘(shell)물질(130)을 가열하여 기화시키는 쉘물질 기화부(132)를 별도로 구비한다. 셀물질 기화부(132)는 가열부(134)에 가열되어 내부에 장입된 셀물질(130)을 기화시킨다. 쉘물질(130)은 고상 물질로서 분말 또는 펠렛 형태로 장입될 수 있다. 쉘물질 기화부(132)에서 기화된 쉘물질증기(138)는 쉘물질 기화부(132)로 투입되는 캐리어가스(136)에 의해 공급관(140)을 통해 챔버(112)로 이송된다. 공급관(140)의 외주면에는 이송되는 쉘물질증기가 냉각되어 다시 고상화되는 것을 방지하기 위하여 공급관(140) 내부를 가열하기 위한 가열부(135)가 배치될 수 있다.

캐리어가스(136)에 의해 이송되는 쉘물질증기(138a. 점선 화살표로 나타냄)는 캐리어가스(118)에 의해 이송되는 금속증기(114a)와 함께 냉각관(120)으로 투입된다. 냉각관(120)에 투입된 금속증기와 쉘물질증기는 ??칭가스(122)에 의해 냉각되어 입자형태로 고상화된다. 이때 생성된 금속입자(124)의 표면에서 쉘물질증기가 석출 및 성장하면서 금속입자의 표면을 쉘물질로 도포하여 쉘층을 형성하며, 최종적으로 쉘물질에 의해 캡슐화된 금속입자(126)가 형성된다.

상술한 바와 같이 쉘층으로 캡슐화된 금속입자들은 충돌에 의해 응집이 발생하더라도 금속입자간 소결에 의해 연결입자가 되지 않는다. 또한 후속되는 공정에서 쉘물질을 선택적으로 제거함으로서 연결되지 않은 개별화된 금속입자를 획득할 수 있다. 상기 쉘물질은 하기와 같은 기준을 만족할 수 있다.

1) 제거 용이성: 상기 쉘물질은, 회수된 금속분말에서 용이하게 제거될 수 있어야 한다. 예를 들어, 상기 쉘물질은 물, 산성 용액 또는 염기성 용액 등에 의하여 용이하게 제거될 수 있어야 한다. 또한, 불용성 화합물을 형성하지 않는 것이 바람직하다.

2) 기상화 증기압: 상기 쉘물질은 일정한 온도 범위에서 용이한 기상화를 위한 충분한 증기압을 가져야 한다.

3) 반응성: 상기 쉘물질은, 제조 공정에서 사용되는 가스 또는 반응으로 생성된 가스와 반응성이 없는 것이 바람직하며, 만일 반응이 일어나는 경우에는 반응 생성물이 본 선정 기준을 만족하여야 한다. 또한, 제조 공정 온도에서 열분해가 일어나지 않는 것이 바람직하며, 만일 열분해가 일어나는 경우에는 생성물이 본 선정 기준을 만족하여야 한다.

4) 고상화 증기압: 상기 쉘물질은 일정한 온도 범위에서 용이한 고상화를 위한 충분한 증기압을 가져야 한다. 즉, 상기 쉘물질을 적절한 양을 투입하여, 적절한 온도에서 적절한 양으로 석출(쉘층 형성)이 발생하여야 한다. 상기 쉘층의 형성을 위하여 너무 많은 양의 쉘 형성물질이 필요한 경우에는, 기화에 많은 에너지가 소비되거나 반응 속도가 감소될 우려가 있다.

이러한 기준을 만족하는 물질로서, 상기 쉘물질은 금속의 황산염(sulfate), 질산염(nitrate), 인산염(phosphate), 규산염(silicate), 황화물(sulfide), 탄산염(carbonate), 염화물(chloride), 브롬화물(bromide) 및 요오드화물(iodide) 중에 선택되는 적어도 하나 이상의 화합물을 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 쉘물질은 금속염화물로서, KCl, MgCl₂, NiCl₂ 등이 사용될 수 있다. 상기 금속염화물들은 모두 수용성으로서 캡슐화된 금속입자를 물로 세정하는 단계에서 쉘물질만 선택적으로 용해되어 제거될 수 있다.

??칭가스 투입구(123)는 냉각관(120) 내 유체가 이동하는 방향에 대해서 소정의 각도로 기울어져 형성된다. 예를 들어, 도 1과 같이 냉각관 내 유체 이동 방향과 ??칭가스의 투입방향이 서로 예각을 이루도록 형성될 수 있다. 이러한 구성에서는 투입되는 ??칭가스가 냉각관 내에서 이동하는 금속증기와 층류를 이루게 할 수 있다. 냉각관 내에 금속증기가 이동 중에 난류화되어 불안정할 경우, 고상화 단계에서 금속입자의 충돌이 매우 심하게 발생하게 되어 입자 형성 과정이 불안정해질 수 있다. 이러한 불안정성은 금속입자의 표면에 쉘물질이 안정적으로 도포되는 것을 방해할 수 있다. 따라서 냉각관(120)으로 투입되는 ??칭가스(122)의 방향을 금속증기의 이동방향과 예각을 이루게 함으로서 유체를 안정적인 층류로 구현할 수 있다.

본 발명의 기술사상을 따르는 금속분말 제조장치을 이용하여 금속분말을 제조할 시, 냉각관에서 형성된 캡슐화된 금속입자의 쉘층 두께를 계산하였다. 표 1에는 계산에 사용된 공정조건 및 계산결과가 나타나 있다.

표 1을 참조하면, 쉘물질로는 KCl, MgC, NiC가 선정되었다. 쉘물질 기화부에서의 온도는 쉘물질별로 각각 2가지 조건이 선정되었다. 표 1의 쉘물질 기화부의 유량은 쉘물질 기화부로 투입되는 캐리어가스의 유량을 의미하며, 챔버 유량은 챔버 내에서 기화된 금속증기와 이를 이송하는 캐리어가스의 유량을 합한 것이다. 또한 쉘물질 증기압은 각 쉘물질의 온도에 따른 평형증기압이며, 이를 바탕으로 시간당 기화되는 양인 쉘물질 기화량을 계산하였다. 쉘물질 기화부에서 휘발된 쉘물질 증기압은 챔버유량에 의해 희석되어 냉각부 쉘물질 증기압을 갖게 된다. 캡술화온도는 금속입자의 표면에 쉘물질이 도포되어 쉘층을 형성하는 온도이다. 쉘층 두께는 캡슐화온도에서 석출되는 양과 공지의 쉘물질 밀도를 이용하여 계산하였다. 이때 도포되는 금속입자는 입도 100nm를 가지고 1kg/hr로 생산되고 있다고 가정하였다.

표 1을 참조하면, KCl, MgCl₂, NiCl₂ 모두 니켈입자 표면에 250nm 내지 1100nm 범위의 두께로 도포되었음을 확인할 수 있다. 또한 쉘물질 기화부 온도가 높을수록 높은 기화량으로 인하여 쉘층의 두께가 더 두꺼워지는 것을 확인할 수 있다. 이로부터 쉘물질 기화부의 온도를 조절하여 쉘층의 두께를 제어할 수 있음을 알 수 있다.

쉘물질	KCl	KCl	MgCl2	MgCl2	NiCl2	NiCl2
쉘물질 기화부 온도 (℃)	1150	1050	1100	1000	950	900
쉘물질 기화부 유량 (LPM)	10	10	10	10	10	10
쉘물질 증기압(kPa)	12.1	4.14	8.96	2.24	58.45	24.97
쉘물질 기화량 (g/min)	4.52	1.419	4.12	0.96	78.9	18.92
챔버 유량(LPM)	100	100	100	100	100	100
냉각부 쉘물질 증기압(kPa)	1.23	0.39	0.88	0.2	11.17	2.92
캡슐화온도(℃)	956	880	899	803	857	792
쉘층두께 (nm)	484	313	441	252	1090	658

이상에서 설명한 본 발명의 기술적 사상이 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은, 본 발명의 기술적 사상이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

Claims (8)

1. 금속원료를 내부에 수용하는 챔버;
   상기 챔버 내에서 플라즈마를 이용하여 상기 금속원료를 기화시켜 금속증기를 생성하는 플라즈마 토치;
   쉘물질을 가열하여 기화시키는 쉘물질 기화부;
   셀물질 기화부로부터 기화된 쉘물질증기가 캐리어가스에 의해 이송되어 상기 챔버로 투입되게하는 쉘물질 공급관; 및
   캐리어 가스에 의해 각각 이송되는 금속증기와 쉘물질증기가 수용되고, ??칭가스에 의해 상기 금속증기 및 쉘물질증기가 냉각되어 상기 쉘물질에 의해 표면의 적어도 일부가 도포된 금속분말이 형성되는 냉각관;을 포함하고,
   상기 쉘물질 기화부로부터 상기 챔버 내로 투입된 상기 쉘물질증기는 상기 금속증기와 함께 상기 냉각관으로 이송되며,
   금속입자간의 직접적인 소결에 의한 연결입자의 생성이 억제되도록, 상기 냉각관에 투입된 상기 금속증기와 상기 쉘물질증기는 상기 ??칭가스에 의해 냉각되어 입자형태로 고상화되면서 생성된 금속입자의 표면에서 상기 쉘물질증기가 석출 및 성장하면서 상기 금속입자의 표면을 쉘물질로 도포하여 쉘층을 형성하여,
   상기 쉘물질에 의해 캡술화된 금속입자가 형성되는,
   금속분말 제조 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 쉘물질 기화부의 배출부는 상기 공급관의 어느 한 부분과 연결되는,
   금속분말 제조 장치.
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 냉각관의 외주면에는 ??칭가스 투입구가 상기 냉각관 내 유체 이동 방향과 ??칭가스의 투입방향이 서로 예각을 이루도록 형성되는,
   금속분말 제조 장치.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 공급관의 외주면에는 가열부가 형성되어 있는,
   금속분말 제조 장치.
6. 제 1 항, 제 2 항, 제 4 항 및 제 5 항 중 어느 하나의 금속분말 제조장치를 이용한 금속분말 제조방법으로서,
   금속원료를 금속증기로 기화시키는 단계;
   쉘물질을 쉘물질증기로 기화시키는 단계;
   상기 금속증기와 상기 쉘물질증기를 같이 냉각관으로 투입하는 단계;
   상기 냉각관에서 ??칭가스를 이용하여 상기 금속증기를 금속분말로 고상화하는 단계를 포함하며,
   상기 고상화하는 단계에서 상기 금속분말은 상기 쉘물질증기가 고상화된 쉘 물질에 의해 표면의 적어도 일부가 도포되는 단계가 수행되고,
   상기 쉘물질증기로 기화시키는 단계에서,
   상기 쉘물질 기화부로부터 상기 챔버 내로 투입된 상기 쉘물질증기는 상기 금속증기와 함께 상기 냉각관으로 이송되며,
   금속입자간의 직접적인 소결에 의한 연결입자의 생성이 억제되도록, 상기 냉각관에 투입된 상기 금속증기와 상기 쉘물질증기는 상기 ??칭가스에 의해 냉각되어 입자형태로 고상화되면서 생성된 금속입자의 표면에서 상기 쉘물질증기가 석출 및 성장하면서 상기 금속입자의 표면을 쉘물질로 도포하여 쉘층을 형성하여,
   상기 쉘물질에 의해 캡술화된 금속입자가 형성되는,
   금속분말의 제조방법.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 금속원료는 니켈(nickel), 구리(copper), 은(silver), 철(iron), 알루미늄(Aluminum), 코발트(cobalt), 백금(platinum), 금(gold), 주석(tin) 및 이를 포함하는 합금(alloy) 중 어느 하나를 포함하는,
   금속분말의 제조방법.
8. 제 6 항에 있어서,
   상기 쉘물질은 금속의 황산염(sulfate), 질산염(nitrate), 인산염(phosphate), 규산염(silicate), 황화물(sulfide), 탄산염(carbonate), 염화물(chloride), 브롬화물(bromide) 및 요오드화물(iodide) 중에 선택되는 적어도 하나 이상의 화합물을 포함하는,
   금속분말의 제조방법.

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