KR20090059749A - 플라스마를 이용한 금속 나노 분말의 합성장치 및 방법 - Google Patents

플라스마를 이용한 금속 나노 분말의 합성장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 플라스마를 이용한 금속 나노 분말의 합성장치 및 방법에 관한 것으로서 보다 상세하게는 전원 공급부, 전자파 발생부, 도파관 및 플라스마를 발생하는 방전관을 구비한 플라스마 발생장치; 상기 방전관의 플라스마 부위에 25 내지 300 ℃로 예열된 i)금속 산화물 분말 및 환원가스, 또는 ii) 금속 환원물 분말 및 산화가스를 공급하는 가스 및 분말 공급장치; 상기 방전관의 하단에 결합하여 상기 가스 및 분말 공급장치로부터 공급된 분말이 기상으로 변화되어 환원 또는 산화 반응 후에 냉각되어 금속분말이 형성되는 반응관을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스마를 이용한 금속 나노 분말의 합성장치 및 이를 이용한 합성방법에 관한 것이다.
이를 통하여 비교적 간단한 장비로 생산성이 높은 금속 나노 분말을 생성할 수 있으며, 고른 입자의 나노 단위 크기의 금속입자를 생성할 수 있다.
플라스마, 금속, 나노 분말

Description

플라스마를 이용한 금속 나노 분말의 합성장치 및 방법 {DEVICE AND METHOD FOR PREPARING METAL NANO-POWDER USING THE PLASMA}
본 발명은 플라스마를 이용한 금속 나노 분말의 합성장치 및 방법에 관한 것으로 특히, 비교적 간단한 장비로 생산성이 높은 금속 나노 분말을 생성할 수 있으며, 고른 입자의 나노 단위 크기의 금속입자를 생성할 수 있는 플라스마를 이용한 금속 나노 분말의 합성장치 및 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 환원가스 또는 산화가스와 함께, 불활성 가스를 캐리어 가스로 하는 금속화합물 분말을 상압의 플라스마 속으로 통과시켜 금속 화합물이 기상으로 상변태를 한 이후에 반응을 통하여 순수한 금속의 나노 분말로 합성되는 것이다.
최근 들어 금속분말 특히 나노 크기의 입자크기를 가지는 금속분말에 대한 수용가 날로 들어가고 있는 실정이다. 특히 은 분말에 대한 수요가 급격히 증가하면서 Flat Panel Display, 반도체, PCB재료, 항균재료, 자동차 열선, 전자파 차폐 등의 다양한 분야에 응용되고 있다.
은 입자의 크기가 나노 스케일로 작아지면 마이크로 단위새 나타나지 않는 성질이 나타나기 시작하는데, 이것은 은 입자의 전체 원자에 비해 표면원자의 비율 이 높아지면서 나타나는 효과로, 촉매 특성의 발현, 융점 저하, 열전달 특성 상승, 흡수/흡착 특성 상승, 자기적 성능 향상 등 많은 물성이 향상되어 앞으로 다양한 산업분야에 걸쳐 활용이 기대되고 있다.
이러한 나노 스케일의 금속분말을 얻기 위해서 기존에는 기계적 분쇄법, 액상법, 기상법에 의한 제조법 등이 개발되어져 왔다. 그러나 기계적 분쇄법의 경우에는 대량생산에는 유리하지만, 최종제품의 안정성 및 경제성 등에 많은 제약이 있고, 나노단위의 입자를 얻기 힘들고 대부분 마이크로 단위의 분말을 생산하는데 그치고 있는 실정이다.
또한 액상법의 경우에는 전기분해를 이용한 액상법 또는 분무법이 사용되고 있으며, 이 중 전기분해를 이용한 방법의 경우가 나노 스케일의 분말을 제조할 수 있는 것으로 알려져 있으나, 산화, 환원 촉매 등이 필수적으로 첨가되어야 하므로 분말 생성 후에 후처리를 거쳐야 하는 어려움이 있다.
이러한 균일하지 못한 분말 생성 및 분말 합성 시 복잡한 단계를 거쳐야 하는 단점을 보완하기 위하여 이미 기상법에 의한 나노 분말 제조방법이 개발되었으며, 이는 벌크 상태의 금속을 증기 상태로 만든 후, 급속히 응축시켜 분말화하는 방법으로 생산단가 및 가공단가가 낮지만, 생산성이 떨어지는 단점이 있다.
또한 이러한 기상법에 의한 나노 분말 제조시, 금속을 기화시키는 기술은 기상법의 핵심기술이라고 할 수 있으며, 이미 플라스마 아크 방전법, RF 열플라스마법, 원료를 4000 내지 5000 ℃의 고온으로 태우는 열 연소법이 알려져 있지만, 모두 벌크 상태의 금속을 기상으로 바꾸는 기술로서 벌크 금속을 기체로 생성하는 과 정에서 플라스마 아크 방전법의 경우 이송식 아크 플라스마를 사용하며, 전극이 소모되는 단점이 있으며, RF 열 플라스마의 경우는 플라스마를 발생하는 장치가 복잡하고, 장치가 커서 효율이 떨어지는 단점이 있다. 또한 연소법은 높은 열을 내기 위해 소모되는 에너지의 양이 많아 플라스마 방식의 생산방식보다 생산단가가 높은 단점이 있다.
따라서 이와 같은 단점을 극복하고, 비교적 간단한 장비로 생산성이 높은 금속 나노 분말을 생성할 수 있으며, 고른 입자의 나노 단위 크기의 금속입자를 생성할 수 있는 플라스마를 이용한 금속 나노 분말의 합성장치 및 방법을 개발하는 것이 절실한 실정이다.
상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자, 본 발명은 비교적 간단한 장비로 생산성이 높은 금속 나노 분말을 생성할 수 있으며, 고른 입자의 나노 단위 크기의 금속입자를 생성할 수 있는 플라스마를 이용한 금속 나노 분말의 합성장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은
전원 공급부, 전자파 발생부, 도파관 및 플라스마를 발생하는 방전관을 구비한 플라스마 발생장치;
상기 방전관의 플라스마 부위에 25 내지 300 ℃로 예열된 i)금속 산화물 분 말 및 환원가스, 또는 ii) 금속 환원물 분말 및 산화가스를 공급하는 가스 및 분말 공급장치; 및,
상기 방전관의 하단에 결합하여 상기 가스 및 분말 공급장치로부터 공급된 분말이 기상으로 변화되어 환원 또는 산화 반응 후에 냉각되어 금속분말이 형성되는 반응관을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스마를 이용한 금속 나노 분말의 합성장치를 제공한다.
또한 본 발명은
상기 기술한 본 발명의 플라스마를 이용한 금속 나노 분말의 합성장치에서,
상기 플라스마 발생장치에서 플라스마를 발생시키고, 상기 방전관의 플라스마 발생 부위에 25 내지 300 ℃로 예열된 i)금속 산화물 분말 및 환원가스, 또는 ii) 금속 환원물 분말 및 산화가스를 상기 가스 및 분말 공급장치를 통하여 공급하고, 상기 반응관에서 상기 가스 및 분말 공급장치로부터 공급된 분말이 기상으로 변화되어 환원 또는 산화 반응 후에 냉각되어 금속분말이 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 플라스마를 이용한 금속 나노 분말의 합성방법을 제공한다.
본 발명의 플라스마를 이용한 금속 나노 분말의 합성장치 및 방법에 따르면, 비교적 간단한 장비로 생산성이 높은 금속 나노 분말을 생성할 수 있으며, 고른 입자의 나노 단위 크기의 금속입자를 생성할 수 있는 장점이 있다.
이하 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명은 플라스마를 이용한 금속 나노 분말의 합성장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전원 공급부, 전자파 발생부, 도파관 및 플라스마를 발생하는 방전관을 구비한 플라스마 발생장치, 상기 방전관의 플라스마 부위에 25 내지 300 ℃로 예열된 i)금속 산화물 분말 및 환원가스, 또는 ii) 금속 환원물 분말 및 산화가스를 공급하는 가스 및 분말 공급장치 및, 상기 방전관의 하단에 결합하여 상기 가스 및 분말 공급장치로부터 공급된 분말이 기상으로 변화되어 환원 또는 산화 반응 후에 냉각되어 금속분말이 형성되는 반응관을 포함하여 구성된다.
직류 플라스마 발생장치의 경우에는 상기 기술한 바와 같은 문제점이 발생하므로 본 발명에 적용되는 플라스마 발생장치는 교류 플라스마 발생장치를 통하여 플라스마를 발생시킨다. 이에는 공지의 RF 및 마이크로웨이브 플라스마 발생장치를 모두 포함하고, 바람직하게는 장비의 간편성을 위하여 마이크로웨이브 플라스마 발생장치를 사용하는 것이 좋다. 이 경우에는 전자파의 주파수 범위는 433 MHz 내지 5.80 GHz인 것이 좋고, 더욱 바람직하게는 900 MHz 내지 2.45 GHz인 것이 좋고, 더더욱 바람직하게는 2.45 GHz의 마그네트론이 상용화되어 널리 보급되고 있으므로 이를 그대로 적용하는 경우에 장비 제작을 용이하게 할 수 있으므로 좋다. 이에 대한 구체적인 예로는 마그네트론, 도파관 및 플라스마 발생장치로 이루어진 공지의 플라스마 발생장치, 구체적으로는 플라스마 토치가 이에 적용될 수 있다. 바람직하게는 장비 운용의 편의를 위하여 대기압에서 사용이 가능한 토치인 것이 더욱 좋다. 이에 따라 형성되는 상기 플라스마는 냉 플라스마 또는 열 플라스마를 모두 적용할 수 있고, 바람직하게는 열 플라스마를 사용하는 것이 좋다. 즉, 본 발명의 경우에는 종래의 벌크 상태 금속을 기화하여 나노 분말을 제조하는 것이 아니라, 금속 화합물(산화물 또는 환원물)의 분말을 기화하는 것이므로 플라스마 자체의 열용량이 적어도 이를 수행할 수 있고, 더욱이 공급되는 분말을 예열하여 공급하는 경우에는 가열에 필요한 열이 상대적으로 더욱 작아지므로 열 플라스마뿐만 아니라 냉 플라스마로도 충분히 분말을 기화시키고 금속으로의 변환이 이루어지는 화학반응을 일으킬 수 있는 것이다.
바람직하게는 분말의 기화 및 화학반응을 효율적으로 확실히 수행하기 위하여 상기 전자파의 주파수 범위는 433 MHz 내지 5.80 GHz인 것이 좋고, 더욱 바람직하게는 900 MHz 내지 2.45 GHz인 것이 좋고, 상기 플라스마는 열 플라스마인 것이 좋다.
이에 대한 구체적인 예는 도 1에 도시한 바와 같다. 즉 도 1에는 본 발명의 플라스마를 이용한 금속 나노 분말의 합성장치에 대한 일 실시예의 개괄적인 시스템 다이어그램이 도시되어진다. 이에 따르면, 전자파를 발생시키는 마그네트론, 상기 마그네트론에서 발생된 전자파를 전달하는 도파관 및, 상기 도파관을 통하여 전달된 전자파와 가스 및 분말 공급 장치로부터 공급되는 가스를 통하여 플라스마, 바람직하게는 열 플라스마를 형성하고, 형성된 플라스마 중심부를 통과하도록 금속 산화물 또는 금속 환원물로 이루어진 금속 화합물 원료 분말을 가스와 함께 가스 및 분말 공급 장치로부터 정량 공급하고, 여기에 금속 화합물이 금속으로 변환되도록 하는 환원가스 또는 산화가스를 함께 공급하면 금속 화합물 분말의 기상으로의 상변화와 함께 금속으로 변환되는 화학반응이 함께 일어나는 방전관 및 반응관을 포함하여 이루어진다.
자세하게는, 도시한 마그네트론을 구비한 플라스마 발생장치는 공지의 플라스마 발생 장치이고, 보다 상세하게는 플라스마 발생장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 전자파를 발생시키는 마그네트론과 이를 전송하는 도파관(waveguide)과 방전관으로 구성되며, 가스 공급 장치를 통해 가스를 공급하면 플라스마가 발생되고, 바람직하게는 열 플라스마가 발생된다. 이는 대표적인 열 플라스마 시스템으로 열 플라스마 토치(torch)라고도 부른다. 이에 추가하여 상기 플라스마 발생장치에는 3중 막대튜너를 더 포함할 수 있다. 이는 마이크웨이브를 정합시켜 플라스마 발생부에 최대한의 열 출력이 집중되도록 할 수 있다. 즉, 마그네트론에서 발생되어 도파관을 통해 난반사되어 진행되는 전자파들의 파장을 조절하여 플라스마 발생장치에서 전자파의 파장이 λ/4 가 되도록 파장을 조절하는 역할을 한다.
여기서 상기 방전관은 도 1 내지 도 2에 도시한 바와 같이 방전관의 내벽으로 와류가스를 분사하는 와류가스 주입구를 더 포함하고, 상기 가스 및 분말 공급장치는 상기 와류가스 주입구에 와류가스를 더 공급하는 구성을 가진다. 이는 수천~수만도의 (열) 플라스마에 의해 반응관 내벽이 상하거나 반응관 내벽에 반응하는 금속이 흡착되는 것을 방지하기 위한 것으로, 유입관으로부터 유입된 가스에 와류가 형성되도록 하며, 와류가스로서는 불활성 가스인 할로겐 가스 또는 질소가스를 사용하도록 한다.
본 발명은 이를 이용하여 나노 분말을 합성하는 것으로 상기 형성된 수천~수만도의 열 플라스마의 중심부를 분말이 통과하면서 순간적으로 기화되고 반응가스 와 반응하여 변환되고, 이렇게 기화되어 변환된 금속이 반응관에서 응축 결정화되는 과정을 거치도록 한 것이다.
좀더 구체적으로 상기 플라스마 발생장치에 가스 및 분말 등을 공급하기 위하여 상기 가스 및 분말 공급 장치는 도시한 바와 같이, 불활성 가스 또는 질소 가스, 산화가스, 환원가스 등을 포함하는 가스 공급 장치를 구비할 수 있다. 즉, 분말을 플라스마 중심부로 공급하기 위한 케리어 가스(분말의 균일한 공급을 위하여 케리어 가스가 도입되어질 수 있으며, 이는 플라스마 발생에 관여할 수 있다.)로는 불활성 가스나 질소 가스가 사용되어질 수 있고, 금속 화합물이 산화물인 경우에는 환원가스가 함께 공급되어지고, 금속 화합물이 환원물인 경우에는 산화가스가 함께 공급되어질 수 있고, 그 외에 상기 기술한 와류가스 및 나중에 기술할 냉각 가스의 경우에는 불활성 가스나 질소 가스가 사용되어질 수 있으므로 이를 위하여 상기 기술한 바와 같은 가스 공급 장치를 구비할 수 있다. 또한 본 발명의 합성장치는 분말을 예열하여 공급(분말만 예열할 수도 있고, 분말 및 케리어 가스를 예열할 수도 있고, 분말, 케리어 가스 및 반응가스(산화가스 또는 환원가스)를 모두 예열할 수도 있다.)하므로 상기 분말 저장조는 도시하지는 않았지만 분말을 25 ℃ ~ 300 ℃까지 가열 및 교반하는 기능을 구비할 수 있다. 상기 예열 온도는 상기 기술한 바와 같이 25 내지 300 ℃로 가열할 수 있고, 바람직하게는 25 내지 200 ℃로 가열하는 것이 좋다. 또한 가스 및 분말을 방전관으로 정량공급 조절이 가능하도록 하기 위하여 상기 가스 및 분말 공급 장치는 정량 공급 장치로 구성할 수 있다. 이를 위하여 상기 가스 및 분말 공급 장치는 분체를 공급하는 공지의 다양한 방법을 이 에 적용할 수 있고, 이에 대한 구체예는 도 3에 도시한 바와 같다. 즉, 피치가 작은 미세한 스크류 기어를 모터로 구동하여 스크류 기어의 회전에 따라 이의 피치사이에 존재하는 분체를 아래로 떨어뜨려 공급하는 방식으로 모터의 회전수를 조절하여 공급량을 미세하게 조절할 수 있고, 유입 파이프 상에서 예열을 할 수 있도록 구성할 수 있다. 케리어 가스는 도시한 바와 같이 방전관 유입 직전에 공급되거나, 분말 저장조에서 공급이 되도록 하고, 유량은 MFC(Mass Flow controller)를 통하여 제어할 수 있다.
상기 반응관은 도2에 도시된 바와 같으며, 분말과 불활성 가스인 할로겐 가스 또는 질소 가스(케리어 가스)가 유입관을 통해서 유입이 되며, 동시에 이에 연접한 다른 유입관으로부터 반응가스인 환원가스로서 수소가스 또는 산화가스로서 산소가스 등이 유입되어 (열) 플라스마 중심부를 통과하도록 하며, (열) 플라스마의 중심을 거쳐 기화된 금속 화합물은 반응가스와 반응하여 순수 금속으로 환원 또는 산화되어 나노 금속분말을 형성하게 된다.
또한 도 1 내지 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 반응관은 분말을 냉각하는 냉각가스 주입구를 더 포함하고, 상기 냉각가스 주입구에 냉각가스를 공급하는 냉각가스 공급장치를 더 포함할 수 있다. 이를 통하여 냉각가스 주입구로부터 유입되는 냉각가스에 의해 금속기상이 급속히 냉각되어 나노 금속분말이 형성되도록 하고, 이에 추가하여 열 교환기를 반응관에 더 가지는 경우에는 이를 거쳐 응축되면서 더욱 미세한 나노 분말을 형성하게 할 수 있다.
또한 이에 추가하여, 도 1에 그 구체예를 도시한 바와 같이, 상기 반응관 이 후에 결합하여 분말의 일정한 크기별로 분류하는 분급부 또는 사용되었던 가스 및 분말을 분리하여 포집하는 포집부를 더 포함할 수 있으며, 도 1에 도시한 바와 같이 이를 일렬로 연결하여 구성할 수도 있다. 즉, 방전관을 통과한 금속 화합물 분말이 기상으로 변화하면서 환원 반응 또는 산화반응 및 열 교환을 거쳐 금속 나노분말이 생성되면, 이는 넓은 입도 분포를 가진 상태일 수 있으므로 이들 나노 분말을 원하는 분말 크기로 나눠주는 분급부를 후단에 두어 분말을 분급할 수 있고, 사용되었던 가스와 나노 분말을 서로 분리하여 포집하는 포집부을 후단에 두어 합성된 금속분말을 포집할 수 있다.
이와 같은 금속분말 합성의 예로, 은 나노 분말의 합성을 예를 들면, 원료로 사용되는 은 화합물은 Ag2O, AgO, Ag2O2, AgNO3 등이며, 이중에서 Ag2O에 대하여 도1 과 도2에서 제시된 장비를 이용하여 은 나노 분말을 제조하였다. 이때 와류가스로 질소를 분당 10L(10LPM) 으로 주입하면서 이미 예열된 상태의 Ag2O 와 함께 아르곤 가스가 중심부로 분당 5L (5LPM) 으로 주입이 되어지고, 더불어 반응가스로 수소를 중심부로 분당 0.5L (0.5LPM) 으로 주입하였다. 즉, 각각은 모두 분말 저장조에서 25 ~ 300 ℃ 사이로 예열되면서 혼합되고 있는 상태에서 가스 및 분말 공급장치를 통과하여 유입관을 통과하여 플라스마 중심부로 투입되었다. 이러한 은 화합물은 분말 상태로는 고유의 빛깔 즉, 암갈색의 Ag2O이지만, 위와 같은 조건으로 열 플라스마를 통과하여 환원되면서 은 고유의 빛깔인 은색 또는 투명한 색을 띄게 된다. 나노 분말이 될수록 은 빛깔은 투명한 색으로 변할 수 있다
또한 본 발명은 이와 같은 합성장치를 이용한 플라스마를 이용한 금속 나노 분말 합성방법을 제공하는 바, 이는 상기 기술한 플라스마를 이용한 금속 나노 분말의 합성장치에서, 상기 플라스마 발생장치에서 플라스마를 발생시키고, 상기 방전관의 플라스마 발생 부위에 25 내지 300 ℃로 예열된 i)금속 산화물 분말 및 환원가스, 또는 ii) 금속 환원물 분말 및 산화가스를 상기 가스 및 분말 공급장치를 통하여 공급하고, 상기 반응관에서 상기 가스 및 분말 공급장치로부터 공급된 분말이 기상으로 변화되어 환원 또는 산화 반응 후에 냉각되어 금속분말이 형성되도록 하는 방법으로서 이에 대한 상세한 설명은 상기 기술한 바와 같으며, 합성방법의 경우에도 상기 기술한 바와 같이 바람직하게는 상기 전자파는 그 주파수가 433 MHz 내지 5.80 GHz이고, 더욱 바람직하게는 900 MHz 내지 2.45 GHz이고, 상기 플라스마는 열 플라스마인 것이 좋고, 상기 방전관은 방전관의 내벽으로 와류가스를 분사하는 와류가스 주입구를 더 포함하고, 상기 가스 및 분말 공급장치는 상기 와류가스 주입구에 와류가스를 더 공급하는 형태로 합성하는 것이 순수한 나노분말을 얻고 방전관 및 반응관의 내구성 확보를 위하여 바람직하다. 이에 대한 상세한 설명은 상기 기술한 바와 같다.
또한 상기 반응관은 분말을 냉각하는 냉각가스 주입구를 더 포함하고, 상기 냉각가스 주입구에 냉각가스를 공급하는 냉각가스 공급장치를 더 포함하는 것이 상기 기술한 바와 같이 미세한 금속 나노 분말을 얻기 위하여 좋으며, 이에 대한 구체적인 예로 상기 금속산화물은 AgO, Ag2O, Ag2O2, AgNO3이고, 환원가스는 수소가스 이며, 금속분말은 Ag인 것을 들 수 있다.
여기서 상기 가스 및 분말 공급장치에서, 분말은 불활성가스 또는 질소가스의 캐리어 가스에 의하여 공급되는 것이 바람직함은 상기 기술한 바와 같다.
이상에서 설명한 본 발명은 상기 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 한정되는 것은 아니고, 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 해당 기술분야의 당업자가 다양하게 수정 및 변경시킨 것 또한 본 발명의 범위 내에 포함됨은 물론이다.
도 1은 본 발명의 플라스마를 이용한 금속 나노 분말의 합성장치에 대한 일 실시예를 개략적으로 도시한 시스템 개념도이다.
도 2는 도 1에 도시한 일 실시예에서 방전관 및 반응관을 확대도시한 부분 단면도이다.
도 3은 본 발명의 플라스마를 이용한 금속 나노 분말의 합성장치에 적용되는 분말 저장조 및 분말 공급장치를 개략적으로 도시한 개념도이다.

Claims (13)

  1. 전원 공급부, 전자파 발생부, 도파관 및 플라스마를 발생하는 방전관을 구비한 플라스마 발생장치;
    상기 방전관의 플라스마 부위에 25 내지 300 ℃로 예열된 i)금속 산화물 분말 및 환원가스, 또는 ii) 금속 환원물 분말 및 산화가스를 공급하는 가스 및 분말 공급장치; 및,
    상기 방전관의 하단에 결합하여 상기 가스 및 분말 공급장치로부터 공급된 분말이 기상으로 변화되어 환원 또는 산화 반응 후에 냉각되어 금속분말이 형성되는 반응관을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스마를 이용한 금속 나노 분말의 합성장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전자파는 그 주파수가 433 MHz 내지 5.80 GHz이고, 상기 플라스마는 열 플라스마인 것을 특징으로 하는 플라스마를 이용한 금속 나노 분말의 합성장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 방전관은 방전관의 내벽으로 와류가스를 분사하는 와류가스 주입구를 더 포함하고,
    상기 가스 및 분말 공급장치는 상기 와류가스 주입구에 와류가스를 더 공급 하는 것을 특징으로 하는 플라스마를 이용한 금속 나노 분말의 합성장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 반응관은 분말을 냉각하는 냉각가스 주입구를 더 포함하고,
    상기 냉각가스 주입구에 냉각가스를 공급하는 냉각가스 공급장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스마를 이용한 금속 나노 분말의 합성장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 금속산화물은 AgO, Ag2O, Ag2O2, AgNO3이고, 환원가스는 수소가스이며, 금속분말은 Ag인 것을 특징으로 하는 플라스마를 이용한 금속 나노 분말의 합성장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 반응관 이후에 결합하여 분말의 일정한 크기별로 분류하는 분급부 또는 사용되었던 가스 및 분말을 분리하여 포집하는 포집부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스마를 이용한 금속 나노 분말의 합성장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 가스 및 분말 공급장치에서, 분말은 불활성가스 또는 질소가스의 캐리 어 가스에 의하여 공급되는 것을 특징으로 하는 플라스마를 이용한 금속 나노 분말의 합성장치.
  8. 제1항의 플라스마를 이용한 금속 나노 분말의 합성장치에서,
    상기 플라스마 발생장치에서 플라스마를 발생시키고, 상기 방전관의 플라스마 발생 부위에 25 내지 300 ℃로 예열된 i)금속 산화물 분말 및 환원가스, 또는 ii) 금속 환원물 분말 및 산화가스를 상기 가스 및 분말 공급장치를 통하여 공급하고, 상기 반응관에서 상기 가스 및 분말 공급장치로부터 공급된 분말이 기상으로 변화되어 환원 또는 산화 반응 후에 냉각되어 금속분말이 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 플라스마를 이용한 금속 나노 분말의 합성방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 전자파는 그 주파수가 433 MHz 내지 5.80 GHz이고, 상기 플라스마는 열 플라스마인 것을 특징으로 하는 플라스마를 이용한 금속 나노 분말의 합성방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 방전관은 방전관의 내벽으로 와류가스를 분사하는 와류가스 주입구를 더 포함하고,
    상기 가스 및 분말 공급장치는 상기 와류가스 주입구에 와류가스를 더 공급하는 것을 특징으로 하는 플라스마를 이용한 금속 나노 분말의 합성방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 반응관은 분말을 냉각하는 냉각가스 주입구를 더 포함하고,
    상기 냉각가스 주입구에 냉각가스를 공급하는 냉각가스 공급장치를 더 포함하여 상기 냉각가스 주입구에 냉각가스를 공급하는 것을 특징으로 하는 플라스마를 이용한 금속 나노 분말의 합성방법.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 금속산화물은 AgO, Ag2O, Ag2O2, AgNO3이고, 환원가스는 수소가스이며, 금속분말은 Ag인 것을 특징으로 하는 플라스마를 이용한 금속 나노 분말의 합성방법.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 가스 및 분말 공급장치에서, 분말은 불활성가스 또는 질소가스의 캐리어 가스에 의하여 공급되는 것을 특징으로 하는 플라스마를 이용한 금속 나노 분말의 합성방법.
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