KR20110129299A - 플라즈마 토치 및 이를 포함하는 나노 분말 제조 장치 - Google Patents

플라즈마 토치 및 이를 포함하는 나노 분말 제조 장치 Download PDF

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Abstract

플라즈마 토치가 개시된다. 본 발명에 일 실시예에 따른 플라즈마 토치(300)는 속이 빈 원통형의 유도 코일 구조체(310); 유도 코일 구조체(310)에 감겨져서 배치되며, 외부로부터 플라즈마 발생을 위한 고주파 전력이 인가되는 유도 코일(320); 유도 코일 구조체(310)의 내측에 유도 코일 구조체(310)와 동축으로 배치되며, 플라즈마가 발생되는 플라즈마 발생관(320); 및 플라즈마 발생관(320)의 상부에서 플라즈마 발생관(320)의 내부로 원료 물질을 공급하는 주입관(340)을 포함하며, 유도 코일(320)의 간격은 유도 코일(320)의 양단부에서 중앙부로 갈수록 좁아지는 것을 특징으로 한다.

Description

플라즈마 토치 및 이를 포함하는 나노 분말 제조 장치{PLASMA TORCH AND APPARATUS FOR PRODUCING NANO POWDER CONTAINING THE SAME}
본 발명은 플라즈마 토치 및 이를 포함하는 나노 분말 제조 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 원료 물질이 공급되는 영역에 플라즈마를 집중적으로 발생시켜 원료 물질을 효과적으로 증발시킬 수 있는 플라즈마 토치 및 이를 포함하는 나노 분말 제조 장치에 관한 것이다.
근래에 들어, 크기가 작고 구형의 모양을 가진 미세 분말에 대한 수요가 증가하고 있다. 이러한 미세 분말은 항공학, 전자공학, 정밀 전자공학, 요업 및 의학 등과 같은 여러 가지 분야에서 광범위한 용도를 가지며 이용되고 있다. 미세 분말이 위와 같은 여러 가지 분야에서 광범위하게 이용될 수 있는 이유는 미세 분말이 높은 부피당 표면적을 가지고 있기 때문이다. 이러한 미세 분말의 장점을 보다 적극적으로 이용하고자 근래에는 미세 분말의 크기를 더욱 작게 하려는 노력이 계속되고 있다.
종래의 대표적인 미세 분말 제조 기술로는 원하는 조성의 덩어리 또는 분말을 기계적으로 분쇄하는 방식을 들 수 있다. 그러나, 이러한 기계적인 분쇄 방식으로 미세 분말의 크기를 500 nm 이하로 줄이는 것은 불가능하다고 알려져 있다. 따라서, 기계적인 분쇄 방식을 대체하여 근래에는 플라즈마를 이용하여 미세 분말의 크기를 줄이는 기술이 이용되고 있다.
미세 분말을 제조하기 위한 플라즈마로서 초고온의 열 플라즈마가 주로 이용된다. 초고온의 열 플라즈마를 이용하는 경우 극히 작은 나노 단위의 분말을 제조하는 것이 가능하며 나노 분말을 제조하기 위한 원료 물질도 고상, 액상, 기상을 선택적으로 사용하는 것이 용이하기 때문이다. 이러한 초고온의 열 플라즈마를 발생시키기 위해서 플라즈마 토치, 그 중에서도 고주파 유도 결합 플라즈마 토치가 일반적으로 사용되고 있는데, 이러한 고주파 유도 결합 플라즈마 토치에 대한 구성을 살펴보면 다음과 같다.
도 1은 종래의 고주파 유도 결합 플라즈마 토치(20)를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 유도 코일 구조체(22)에 유도 코일(24)이 감겨져서 배치되어 있는 것을 확인할 수 있다. 여기서 유도 코일(22)은 외부로부터 전력을 인가 받아 유도 코일 구조체(24) 내부에 플라즈마를 발생시키는 기능을 수행하게 된다.
이때에. 도 1을 다시 참조하면, 유도 코일(24)이 일정한 간격을 가지면서 유도 코일 구조체(22)에 감겨지는 것을 확인할 수 있다. 다시 말하여, 1회째 감기는 코일, 2회째 감기는 코일, 3회째 감기는 코일, 4회째 감기는 코일 모두 서로 일정한 간격을 가지면서 유도 코일 구조체(22)에 감겨지는 것을 확인할 수 있다. 이처럼 유도 코일(24)을 일정한 간격으로 감는 경우 유도 코일 구조체(22) 내부에 균일한 형태로(즉, 참조 영역 A에 표시된 바와 같은 형태로) 플라즈마가 발생하게 되는데, 이러한 형태의 플라즈마는 미세 분말 형성 과정이 플라즈마에 의한 원료의 증발 및 냉각을 거쳐서 이루어진다는 점을 고려하여 볼 때 적합하지 아니하다. 따라서, 이를 개선할 수 있는 새로운 기술이 요구되고 있다.
한편, 앞서 간단히 언급한 바와 같이, 미세 분말의 제조 과정은 플라즈마에 의한 원료의 증발 및 증발된 원료의 냉각을 포함하여 이루어진다. 이때에 원료의 냉각은 도 1에 도시된 유도 코일 구조체(22) 하부에 배치된 냉각관(26)에 의하여 이루어질 수 있다.
도 2는 종래의 고주파 유도 결합 플라즈마 토치(20) 및 냉각관(26)의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 유도 코일 구조체(22) 하부에 원통 형태의 냉각관(26)이 배치되어 있으며, 냉각관(26)의 내부에 냉각수 라인(28)이 설치되어 있는 것을 확인할 수 있다. 유도 코일 구조체(22)에서 증발된 원료는 가스 형태로 냉각관(26)으로 유입되는데, 유입된 원료는 냉각관(22)에서 냉각되어 미세 분말화 될 수 있다.
이때에, 도 2에 도시된 바와 같이, 냉각수 라인(28)은 원료 가스와 직접적으로 접촉할 수 있도록 설치되는 것이 일반적이다. 이러한 설치 방식은 냉각 효과를 극대화할 수 있다는 장점은 있으나, 유도 코일 구조체(22)와 냉각관(26) 사이의 현저한 온도 차이 때문에 균일한 미세 분말의 형성이 이루어지지 못한다는 문제점이 있었다. 즉, 원료 가스가 유도 코일 구조체(22)에서 냉각관(26)으로 이동될 때에 급격히 외부 온도가 변화하는 까닭에 균일한 미세 원료 분말로 변화되지 못한다는 문제점이 있었다.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래기술의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 원료 물질이 공급되는 영역에 플라즈마를 집중적으로 발생시켜 원료 물질을 효과적으로 증발시킬 수 있는 플라즈마 토치 및 이를 포함하는 나노 분말 제조 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명은 원료 가스가 급격하게 냉각되는 것을 방지하여 원료 가스를 나노 분말로 균일하게 변화시킬 수 있는 나노 분말 제조 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 토치는 속이 빈 원통형의 유도 코일 구조체; 상기 유도 코일 구조체에 감겨져서 배치되며, 외부로부터 플라즈마 발생을 위한 고주파 전력이 인가되는 유도 코일; 상기 유도 코일 구조체의 내측에 상기 유도 코일 구조체와 동축으로 배치되며, 플라즈마가 발생되는 플라즈마 발생관; 및 상기 플라즈마 발생관의 상부에서 상기 플라즈마 발생관의 내부로 원료 물질을 공급하는 주입관을 포함하며, 상기 유도 코일의 간격은 상기 유도 코일의 양단부에서 중앙부로 갈수록 좁아지는 것을 특징으로 하는 한다.
상기 유도 코일 구조체의 재질은 산화 알루미늄을 포함할 수 있다.
상기 유도 코일의 재질은 구리를 포함할 수 있다.
상기 유도 코일의 표면은 은으로 코팅될 수 있다.
상기 유도 코일의 간격은 5 내지 15 mm 범위 이내일 수 있다.
상기 유도 코일이 상기 유도 코일 구조체에 감겨진 횟수는 4 내지 10회일 수 있다.
상기 플라즈마 발생관과 동축으로 배치되고, 상기 플라즈마 발생관 및 상기 주입관과 일정한 간격을 가지면서 상기 플라즈마 발생관과 상기 주입관 사이에 배치되며, 일단이 상기 유도 코일 부근에 위치하는 가스 안내관을 더 포함할 수 있다.
상기 주입관과 상기 가스 안내관의 사이로는 플라즈마 형성 가스가 공급될 수 있다.
상기 플라즈마 발생관과 상기 가스 안내관의 사이로는 발생되는 플라즈마를 안정화 시키기 위한 쉬스 가스가 공급될 수 있다.
상기 플라즈마 발생관의 재질은 질화 규소를 포함할 수 있다.
상기 플라즈마 발생관의 직경은 60 내지 80 mm일 수 있다.
상기 플라즈마 발생관과 상기 유도 코일 구조체는 일정한 간격을 가지면서 배치되며, 상기 플라즈마 발생관과 상기 유도 코일 구조체의 사이로는 냉각수가 공급될 수 있다.
상기 주입관의 일단은 상기 유도 코일의 중앙부 부근에 위치할 수 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 분말 제조 장치는 속이 빈 원통형의 유도 코일 구조체; 상기 유도 코일 구조체에 감겨져서 배치되며, 외부로부터 플라즈마 발생을 위한 고주파 전력이 인가되는 유도 코일; 상기 유도 코일 구조체의 내측에 상기 유도 코일 구조체와 동축으로 배치되며, 플라즈마가 발생되는 플라즈마 발생관; 상기 플라즈마 발생관의 상부에서 상기 플라즈마 발생관의 내부로 원료 물질을 공급하는 주입관; 상기 유도 코일 구조체의 하부에 배치되며, 상기 플라즈마 발생관에서 생성된 원료 가스가 이동하면서 냉각되어 나노 분말이 생성되는 냉각관; 및 상기 나노 분말을 포집하는 포집부를 포함하고, 상기 유도 코일의 간격은 상기 유도 코일의 양단부에서 중앙부로 갈수록 좁아지는 것을 특징으로 한다.
상기 냉각관은 냉각수 라인을 포함할 수 있다.
상기 냉각관은 상부에서 하부로 갈수록 내경이 넓어질 수 있다.
상기 포집부는 속이 빈 원통 형태의 포집관; 상기 포집관 내부에 배치되며 상기 나노 분말을 선택적으로 투과시키는 필터; 및 상기 포집관 내부에 배치되며 상기 필터에 의하여 투과된 나노 분말을 가두는 필터 하우징을 포함할 수 있다.
상기 필터에는 복수개의 기공이 형성되어 있으며, 상기 복수개의 기공의 직경은 200 내지 500 nm일 수 있다.
상기 냉각관과 상기 포집부는 나노 분말 이동관을 통하여 연결되어 있을 수 있다.
상기 나노 분말 이동관 상에는 상기 나노 분말의 산화 억제를 위한 글러브 박스가 설치되어 있을 수 있다.
상기 나노 분말 이동관 및 상기 포집부를 통과한 가스를 냉각하는 열 교환부를 더 포함할 수 있다.
상기 나노 분말 이동관 내의 상기 나노 분말의 흐름을 유도하는 진공 펌프를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면 원료 물질이 공급되는 영역에 플라즈마를 집중적으로 발생시켜 원료 물질을 효과적으로 증발시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 의하면 원료 가스가 급격하게 냉각되는 것을 방지하여 원료 가스를 나노 분말로 균일하게 변화시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 고주파 유도 결합 플라즈마 토치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 종래의 고주파 유도 결합 플라즈마 토치 및 냉각관의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 분말 제조 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 토치(300)의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 토치(300)에서 플라즈마가 발생되는 모습을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 토치의 일부 구성 및 냉각관의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 7은 도 3의 나노 분말 제조 장치에서 포집부의 구성을 확대하여 나타내는 도면이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭하며, 길이 및 면적, 두께 등과 그 형태는 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다.
이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 분말 제조 장치(10)의 구성을 나타내는 도면이다.
먼저, 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 분말 제조 장치(10)는 발진부(100)를 포함하여 구성될 수 있다. 이러한 발진부(100)는 소정의 주파수를 가지는 전원을 증폭시키는 기능을 수행할 수 있다. 여기서 전원의 주파수는 약 1 내지 4 MHz의 고주파수인 것이 바람직하다. 또한 전원은 약 80 KW로 증폭되는 것이 바람직하다. 본 발명의 발진부(100)로는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 일반적으로 이용되는 발진 장치를 제한 없이 이용할 수 있으며, 더 이상의 상세한 설명은 생략하도록 한다.
다음으로, 도 3을 더 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 분말 제조 장치(10)는 임피던스 정합부(200)를 포함하여 구성될 수 있다. 이러한 임피던스 정합부(200)는 발진부(100)와 후술하는 플라즈마 토치(300)의 임피던스를 정합시키는 기능을 수행할 수 있다. 이에 따라, 발진부(100)에서 증폭된 전원이 플라즈마 토치(300)에 손실 없이 효율적으로 전달될 수 있게 된다. 본 발명의 임피던스 정합부(200)로는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 일반적으로 이용되는 임피던스 정합부(200)를 제한 없이 이용할 수 있으며, 더 이상의 상세한 설명은 생략하도록 하겠다.
다음으로, 도 3을 더 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 다른 나노 분말 제조 장치(10)는 플라즈마 토치(300)를 포함하여 구성될 수 있다. 이러한 플라즈마 토치(300)는 플라즈마를 발생시켜 플라즈마 토치(300)로 공급된 원료 물질을 원료 가스로 변환시키는 기능을 수행할 수 있다. 여기서 플라즈마 토치(300)에 의하여 발생되는 플라즈마는 열 플라즈마이다. 열 플라즈마는 그 구성 성분인 이온과 자유 전자들이 높은 에너지를 가지고 있는 까닭에 플라즈마 토치(300)로 공급된 원료 물질을 원료 가스로 용이하게 변환시킬 수 있다.
본 발명의 플라즈마 토치(300)는 고주파 유도 결합 형태의 플라즈마 토치(300)이다. 즉, 본 발명의 플라즈마 토치(300)는 고주파 전원을 유도 코일(320)에 인가하여 발생된 유도 기전력에 의하여 플라즈마를 발생시키고 유지시키는 장치이다. 이하에서는 이러한 본 발명의 플라즈마 토치(300)의 세부적인 구성에 대해서 살펴보기로 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 토치(300)의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
먼저, 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 토치(300)는 유도 코일 구조체(310)를 포함하여 구성된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 유도 코일 구조체(310)는 그 내부가 비어 있는 원통형으로 구성된다. 유도 코일 구조체(310)의 내부 공간에는 후술하는 플라즈마 발생관(330) 및 가스 안내관(350) 등이 배치될 수 있다.
유도 코일 구조체(310)는 플라즈마 토치(300)의 외부 골격으로서 외부의 충격으로부터 플라즈마 토치(300)의 내부 구성요소를 보호하고 유도 코일(320)의 진동을 방지하는 기능을 수행할 수 있다. 이러한 기능을 원활하게 수행하면서도 유도 코일(320) 사이의 절연성을 확보하기 위하여 유도 코일 구조체(310)는 산화 알루미늄으로 구성되는 것이 바람직하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
다음으로, 도 4를 더 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 토치(300)는 유도 코일(320)을 포함하여 구성된다. 유도 코일(320)은 유도 코일 구조체(310)에 소정의 횟수로 감겨져서 배치된다. 이때에, 유도 코일(320)은 유도 코일 구조체(310) 외부면에 감겨져서 배치될 수도 있으나, 도 4에 도시된 바와 같이 유도 코일 구조체(310) 내부에 삽입된 상태로 감겨져서 배치되는 것이 바람직하다. 다시 말하여, 유도 코일(320)은 유도 코일 구조체(310)와 일체형을 이루면서 배치되는 것이 바람직하다.
유도 코일(320)은 외부로부터 고주파 전원을 인가 받아 플라즈마를 발생시키고 유지시키는 기능을 수행할 수 있다. 이와 관련하여, 도 4를 더 참조하면, 유도 코일 구조체(310)의 내부로부터 유도 코일(320)의 양단이 외부로 돌출되어 있는 것을 확인할 수 있다. 외부로 돌출된 유도 코일(320)의 양단으로는 고주파 전원이 인가되고 흘러 나갈 수 있다. 이렇게 유도 코일(320)에 인가된 고주파 전원에 의하여 유도 기전력이 발생되며, 이러한 유도 기전력에 의하여 플라즈마가 발생되고 유지될 수 있게 된다.
도 4를 더 참조하면, 유도 코일(320)의 간격이 서로 일정하지 아니하고 양단부에서 중앙부로 갈수록 좁아지는 것을 확인할 수 있다. 다시 말하여, 유도 코일(320)의 중앙에서 유도 코일(320)간의 간격은 좁지만, 유도 코일(320)의 양단으로 갈수록 유도 코일(320) 간의 간격이 넓어지는 것을 확인할 수 있다. 이처럼, 본 발명에서는 유도 코일 구조체(310)에 감겨진 유도 코일(320)의 간격이 양단부에서 중앙부로 갈수록 좁아지는 것을 하나의 특징적인 구성으로 한다.
유도 코일(320)의 간격이 양단부에서 중앙부로 갈수록 좁아진다면, 유도 코일(320)의 중앙부에서 또는 유도 코일(320)의 양단부에서 유도 코일(320)의 간격이 얼마인지는 특별하게 한정되지 아니한다. 다만, 바람직하게는 유도 코일(320)의 전 영역에서 유도 코일(320)의 간격은 5 내지 15 mm의 범위 이내인 것이 바람직하다. 또한, 보다 집중적으로 플라즈마를 발생시키기 위하여 유도 코일(320)의 간격은 중앙부를 기준으로 대칭적으로 이루어지는 것이 바람직하다. 이를 테면, 유도 코일 구조체(310)에 유도 코일(320)을 4회 감는다고 가정할 때, 2번째 감기는 코일과 3 번째 감기는 코일의 간격이 6 mm이고, 1번째 감기는 코일과 2번째 감기는 코일의 간격, 및 3번째 감기는 코일과 4번째 감기는 코일의 간격이 12 mm일 수 있다.
또한, 일정한 양 이상의 원료 물질을 플라즈마 처리하기 위하여 유도 코일(320)을 유도 코일 구조체(310)에 감는 횟수는 4 내지 10회인 것이 바람직하다. 다만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 본 발명이 이용되는 목적에 따라 유도 코일(320)을 유도 코일 구조체(310)에 감는 횟수는 다양하게 변경될 수 있다.
또한, 유도 코일(320)의 재질은 특별하게 한정되지 아니하나 구리를 이용하여 유도 코일(320)을 제조하는 것이 바람직하다. 이처럼 유도 코일(320)이 구리를 포함하여 구성되는 경우, 유도 코일(320)은 은으로 코팅되는 것이 바람직하다. 이러한 물질들로 유도 코일(320)을 구성함으로써 플라즈마를 보다 효과적으로 발생시킬 수 있다. 물론, 유도 코일(320) 및 유도 코일(320)에 코팅되는 금속은 상술한 바에 한정되지 아니하며 다양하게 변경될 수 있다.
다음으로, 도 4를 더 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 토치(300)는 플라즈마 발생관(330)을 포함하여 구성된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 플라즈마 발생관(330)은 유도 코일 구조체(310)의 내측에 배치되며 유도 코일 구조체(310)와 동축으로 배치된다. 플라즈마 발생관(330)은 유도 코일(320)에 의하여 발생되는 플라즈마를 가두는 기능을 수행할 수 있다. 다시 말하여, 플라즈마 발생관(330)은 플라즈마가 발생되는 공간을 한정하는 기능을 수행할 수 있다.
플라즈마 발생관(330)으로는 플라즈마를 발생시키기 위한 플라즈마 형성 가스가 공급될 수 있다. 여기서 플라즈마 형성 가스는 유도 코일(320)에 의하여 발생되는 유도 기전력에 의하여 플라즈마로 변환될 수 있는 가스를 말한다. 이때에 변환된 플라즈마는 상술한 바와 같이 열 플라즈마이다. 이러한 열 플라즈마의 높은 온도에 의하여 후술하는 주입관(340)을 통하여 공급되는 원료 물질은 원료 가스로 변환될 수 있다. 플라즈마 형성 가스로 이용되는 가스의 종류는 특별하게 제한되지 아니하나, 바람직하게는 아르곤, 헬륨 가스 등이 이용될 수 있다.
본 발명에서 이용되는 플라즈마는 고온의 열 플라즈마이기 때문에, 고온의 열 플라즈마를 원활하게 가두기 위해서는 고온에서도 변형이 발생하지 아니하는 재질로 플라즈마 발생관(330)을 제조하는 것이 바람직하다. 이러한 의미에서, 본 발명의 플라즈마 발생관(330)의 재질은 질화 규소를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 플라즈마 발생관(330)의 직경은 플라즈마가 발생될 때에 플라즈마 발생관(330) 내부의 온도 분포 및 플라즈마 발생관(330)의 외측으로 손실되는 열량의 크기를 고려하여 설정하는 것이 바람직하다. 이러한 의미에서, 본 발명의 플라즈마 발생관(330)의 직경은 60 내지 80 mm인 것이 바람직하다.
한편, 도 4를 다시 참조하면, 플라즈마 발생관(330)이 유도 코일 구조체(310)의 내측으로 배치됨에 있어서, 플라즈마 발생관(330)과 소정의 간격을 가지면서 배치되는 것을 확인할 수 있다. 이에 따라, 플라즈마 발생관(330)과 유도 코일 구조체(310) 사이에는 소정의 유로가 형성되는데, 이러한 유로로는 냉각수가 흐를 수 있다. 이를 위하여, 도 4에 도시되지는 않았지만, 본 발명의 플라즈마 토치(300)는 냉각수를 공급하기 위한 냉각수 공급 헤드(미도시) 등을 더 포함하여 구성될 수 있다. 플라즈마 발생관(330)과 유도 코일 구조체(310) 사이의 유로로 유동되는 냉각수는 플라즈마 발생관(330)과 유도 코일 구조체(310)를 고온의 열 플라즈마로부터 보호하는 기능을 수행할 수 있다.
다음으로, 도 4를 더 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 토치(300)는 주입관(340)을 포함하여 구성된다. 주입관(340)은 플라즈마 발생관(330)의 상부에서 플라즈마 내부로 원료 물질을 공급하는 기능을 수행할 수 있다. 이를 위하여, 도 4에 도시되지는 않았지만, 주입관(340)은 원료 물질이 공급되는 원료 물질 공급부(미도시)와 연결되어 있을 수 있다.
주입관(340)을 통하여 공급되는 원료 물질은 유도 코일(320)에 의하여 발생되는 플라즈마에 의하여 증발되고 분해된다. 다시 말하여, 원료 물질은 플라즈마에 의하여 가스화된다[이와 관련하여, 본 명세서에서는 원료 물질이 플라즈마에 의하여 변환되어 가스화된 것을 원료 가스라 명명하기로 한다]. 원료 가스는 후술하는 냉각관(400)에서 다시 냉각되고 결정화되어 나노 분말로 변환되게 된다.
주입관(340)을 통하여 공급되는 원료 물질이 유도 코일(320)에 의하여 발생되는 플라즈마에 의하여 증발되고 분해된다는 점을 고려하여 볼 때, 바람직하게는 주입관(340)의 일단은 유도 코일(320) 부근에 위치할 수 있다. 여기서, 더 바람직하게는, 도 4에 도시된 바와 같이, 주입관(340)의 일단은 유도 코일(320)의 중앙부 부근에 위치할 수 있다. 이에 따라, 원료 물질이 플라즈마 발생 영역에 집중적으로 공급될 수 있게 되며, 결과적으로 원료 물질이 효과적으로 플라즈마에 의하여 증발되고 분해될 수 있게 된다.
주입관(340)을 통하여서는 다양한 종류의 원료 물질이 공급될 수 있다. 이를 테면, 주입관(340)으로 Ni, Si, SiO2, ZrO2, YSZ, Al2O3, WC, TiN, Re, Ta, Mo, Cr/Fe/C 합금, Re/Mo 합금, Re/W 합금 등이 공급될 수 있다. 원료 물질은 벌크 입자 형태로 공급되는 것이 바람직한데, 이를 위하여 소정의 밀링(milling) 공정이 원료 물질에 수행될 수 있다.
주입관(340)은 공정이 진행되는 동안 고온의 플라즈마에 노출되기 때문에 지속적으로 냉각해 주어야 할 필요가 있다. 이를 위하여, 도 4에 도시되지는 않았지만, 주입관(340)의 외주면에는 주입관(340)을 냉각하기 위한 냉각 수단(미도시)이 더 설치될 수 있다. 이러한 냉각 수단의 냉각 방식은 특별하게 제한되지 아니하나 수냉식인 것이 바람직하다.
주입관(340)은 반응성이 적고 높은 강도를 가지고 있는 스테인리스 스틸을 이용하여 제조되는 것이 바람직하다. 그러나, 주입관의(340) 재질이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 이용되는 목적에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
다음으로, 도 4를 더 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 토치(300)는 가스 안내관(350)을 더 포함하여 구성될 수 있다. 가스 안내관(350)은 플라즈마 발생관(330)과 동축으로 배치되며, 또한 플라즈마 발생관(330) 및 주입관(340)과 일정한 간격을 가지면서 플라즈마 발생관(330)과 주입관(340) 사이에 배치될 수 있다. 이러한 플라즈마 발생관(330)에 의하여 플라즈마 발생관(330)에 공급되는 두 가지 가스의 흐름이 유도될 수 있는데, 이에 대해서 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명에서는 플라즈마 발생관(330)에 두 가지 가스가 공급될 수 있다. 한 가지는 앞서 언급한 플라즈마 형성 가스이고, 나머지 한 가지는 쉬스(sheath) 가스이다. 쉬스 가스는 플라즈마 형성 가스가 변환되어 발생된 플라즈마를 안정화시키는 가스를 말하는데, 본 발명에서는 아르곤 가스 등이 쉬스 가스로 이용될 수 있다.
여기서, 플라즈마 형성 가스가 변환되어 플라즈마가 되고 쉬스 가스는 플라즈마를 안정화시키는 역할을 한다는 점을 고려하여 볼 때, 플라즈마 발생관(330)의 내부의 중앙 부근에는 플라즈마 형성 가스가 흐르고, 플라즈마 발생관(330)의 내부의 가장자리 부근에는 쉬스 가스가 흐르는 것이 바람직하다는 것을 알 수 있다. 본 발명에서는 가스 안내관(350)에 의하여 상술한 두 가지 가스가 각자의 바람직한 영역으로 공급될 수 있다.
보다 구체적으로, 가스 안내관(350)이 주입관(340)과 일정한 간격을 가지며 배치됨에 따라 가스 안내관(350)과 주입관(340) 사이에 소정의 유로가 형성될 수 있는데, 이러한 유로로는 앞서 언급한 플라즈마 형성 가스가 공급될 수 있다. 이에 따라, 플라즈마 발생관(330)의 내부의 중앙 부근에는 플라즈마 형성 가스가 흐를 수 있게 된다. 또한, 가스 안내관(350)이 플라즈마 발생관(330)과도 일정한 간격을 가지며 배치됨에 따라 가스 안내관(350)과 플라즈마 발생관(330) 사이에도 소정의 유로가 형성될 수 있는데, 이러한 유로로는 앞서 언급한 쉬스 가스가 공급될 수 있다. 이에 따라, 플라즈마 발생관(330)의 내부의 가장자리 부근에는 쉬스 가스가 흐를 수 있게 된다. 결과적으로, 가스 안내관(350)에 의하여 플라즈마 발생관(330)의 내부의 중앙 부근에는 플라즈마 형성 가스가 흐를 수 있게 되고, 플라즈마 발생관(330)의 내부의 가장자리 부근에는 쉬스 가스가 흐를 수 있게 된다.
상술한 가스 안내관(350)의 역할을 고려하여 볼 때, 도 4에 도시된 바와 같이, 가스 안내관(350)의 일단은 플라즈마 발생관(330)의 상부를 기준으로 첫 번째 감겨진 유도 코일(320)의 부근에까지 연장되는 것이 바람직하다. 또한, 가스 안내관(350)의 재질은 플라즈마 발생관(330)과 유사하게 산화 알루미늄인 것이 바람직하다.
상술한 구성을 가지는 플라즈마 토치(300)는 공급된 원료 물질을 원료 가스로 변환시킬 수 있다. 이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따라 플라즈마 토치(300)가 원료 물질을 원료 가스로 변환시키는 과정에 대해서 살펴보기로 한다.
먼저, 플라즈마 형성 가스와 쉬스 가스가 플라즈마 발생관(300)으로 공급된다. 이어서, 외부로부터 유도 코일(320)에 고주파 전원이 공급되어 플라즈마 발생관(300) 내부에 유도 기전력이 발생되며, 이에 따라 플라즈마 형성 가스가 플라즈마로 변환되게 된다. 이때에, 원료 물질은 주입관(340)을 통하여 플라즈마 발생관(300) 내부로 공급되며, 이렇게 공급된 원료 물질은 플라즈마의 높은 열에 의하여 증발되어 원료 가스로 변환되게 된다.
상술한 과정에서도 알 수 있듯이, 발생된 플라즈마의 높은 열은 원료 물질을 원료 가스로 변환시키는 결정적인 역할을 한다. 이러한 점을 고려하여 볼 때, 플라즈마가 높은 온도를 가지며 발생될수록 원료 물질은 보다 효과적으로 증발되어 원료 가스로 변환될 수 있게 된다는 것을 알 수 있다. 본 발명에서는, 유도 코일 구조체(310)에 감겨진 유도 코일(320)의 간격이 양단부에서 중앙부로 갈수록 좁아지게 구성함으로써, 도 1의 참조 번호 A로 표시된 바와 같이 플라즈마를 발생시키는 것이 아니라, 도 5의 참조 번호 B로 표시된 바와 같이 집중적으로 플라즈마를 발생시킬 수 있게 된다. 다시 말하여, 본 발명에서는, 유도 코일 구조체(310)에 감겨진 유도 코일(320)의 간격이 양단부에서 중앙부로 갈수록 좁아지게 구성함으로써, 보다 높은 온도를 가지는 열 플라즈마를 발생시킬 수 있게 된다. 결과적으로, 본 발명에서는 보다 효과적으로 원료 물질을 원료 가스로 변환시킬 수 있게 된다.
다음으로, 도 3을 다시 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 분말 제조 장치(10)는 냉각관(400)을 포함하여 구성될 수 있다. 냉각관(400)은 플라즈마 토치(300)의 하부에 배치되어 이동하는 원료 가스를 냉각시키는 기능을 수행할 수 있다. 이렇게 냉각관(400)에서 냉각된 원료 가스는 극히 작은 크기를 가지는 나노 분말로 변환되게 된다.
냉각관(400)이 원료 가스를 냉각시키는 방식은 특별하게 제한되지 아니하나 바람직하게는 냉각수를 이용하는 수냉식이 이용될 수 있다. 이러한 의미에서, 본 발명의 냉각관(400)은 냉각수가 흐르는 냉각수 라인(410)을 포함하여 구성될 수 있다. 냉각수 라인(410)은 그 내면과 외면이 소정의 기울기를 가지지 아니하는 원통 형태인 것이 바람직하다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 토치(300)의 일부 구성 및 냉각관(400)의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 냉각관(400)이 그 내면이 소정의 기울기를 가지는 냉각관(400)인 것을 확인할 수 있다. 다시 말하여, 본 발명의 냉각관(400)이 상부 및 하부에 걸쳐서 일정한 내경을 가지는 것이 아니라 상부에서 하부로 갈수록 내경이 넓어지는 구조인 것을 확인할 수 있다. 이처럼, 본 발명은 냉각관(400)이 상부에서 하부로 갈수록 내경이 넓어지는 구조인 것을 또 다른 특징적인 구성으로 한다. 이러한 특징적인 구성에 의하여 본 발명에서는 원료 가스를 균일한 크기를 가지는 나노 분말로 변환시킬 수 있게 된다. 이에 대해서 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
종래의 냉각관(400)을 나타내는 도 2를 참조하면, 종래의 냉각관(26)은 상부 및 하부에 걸쳐서 일정한 내경을 가진다. 이러한 구성에 따르면, 원료 가스가 유도 코일 구조체(22)에서 냉각관(26)으로 이동될 때에 급격히 외부 온도가 변환하게 된다. 결과적으로, 원료 가스가 이동되면서 서서히 냉각되는 것이 아니라 급격하게 냉각되는 까닭에 균일한 미세 나노 분말로 변화되지 못하게 된다.
그러나, 본 발명에서는 상부에서 하부로 갈수록 내경이 넓어지는 구조의 냉각관(400)을 채용함으로써 원료 가스가 이동되면서 서서히 냉각수 라인(410)과 접촉하게 된다. 다시 말하여, 원료 가스가 냉각관(400)으로 유입된 직후에는 냉각수 라인(410)과 직접적으로 접촉하지 아니하고 일정한 거리로 떨어져서 냉각되게 되지만, 원료 가스가 계속적으로 이동하여 냉각관(400)을 빠져나가게 되는 시기에는 냉각수 라인(410)과 거의 직접적으로 접촉하면서 냉각되게 된다. 이에 따라, 원료 가스가 이동되면서 서서히 냉각될 수 있게 되고 균일한 미세 나노 분말로 변환될 수 있게 된다.
상술한 냉각관(400)의 특징적인 구성 및 효과에 비추어 봤을 때, 냉각관(400)의 내면의 기울기 θ1은 약 7°인 것이 바람직하다. 다만, 냉각관(400)의 내면의 기울기가 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 본 발명이 이용되는 목적에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
다음으로, 도 3을 다시 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 분말 제조 장치(10)는 나노 분말 이동관(500)을 포함하여 구성될 수 있다. 나노 분말 이동관(500)은 나노 분말이 이동되는 통로로서의 역할을 수행할 수 있다. 즉, 나노 분말 이동관(500)은 냉각관(400)과 후술하는 포집부(700)를 연결하면서 나노 분말이 냉각관(400)에서 포집부(700)로 이동될 수 있도록 하는 통로로서의 역할을 수행할 수 있다. 물론, 나노 분말 외에도 플라즈마 형성 가스, 쉬스 가스 등도 함께 나노 분말 이동관(500)을 통하여 이동될 수 있을 것이다.
나노 분말은 그 표면적이 매우 넓기 때문에 나노 분말 이동관(500)을 통과하는 중에 의도치 않게 표면 산화가 발생될 수 있다. 나노 분말의 표면 산화는 나노 분말의 제반 특성을 저하시키기 때문에 반드시 방지될 필요가 있다. 이를 위하여, 도 3을 더 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 분말 이동관(500) 상에는 나노 분말의 표면 산화를 방지하는 글러브 박스(600)가 더 설치될 수 있다. 글러브 박스(600)는 복수개로 설치될 수 있으며 그 개수는 특별하게 제한되지 아니한다.
다음으로, 도 3을 더 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 분말 제조 장치(10)는 포집부(700)를 포함하여 구성될 수 있다. 상술한 바와 같이 나노 분말 이동관(500) 내부로는 플라즈마 형성 가스, 쉬스 가스, 나노 분말 등이 함께 이동할 수 있는데, 이 중에서 포집부(700)는 나노 분말을 포집하는 기능을 수행할 수 있다.
도 7은 도 3의 나노 분말 제조 장치(10)에서 포집부(700)의 구성만을 확대하여 나타내는 도면이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 포집부(700)는 포집관(710)을 포함하여 구성될 수 있다. 포집관(710)은 나노 분말을 포집하는 공간을 제공하는 기능을 수행할 수 있다. 이를 위하여, 도 7에 도시된 바와 같이, 포집관(710)은 나노 분말 이동관(500)과 연결되어 플라즈마 형성 가스, 쉬스 가스, 나노 분말 등이 함께 유입될 수 있도록 구성될 수 있다. 포집관(710)의 재질은 스테인리스 스틸인 것이 바람직하나 반드시 이에 한정되지는 아니한다. 또한, 포집관(710)의 직경은 약 2 인치 이상인 것이 바람직하나 반드시 이에 한정되지는 아니한다.
다음으로, 도 7에 도시되지는 않았지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 포집부(700)는 필터(미도시)를 포함하여 구성될 수 있다. 필터에는 복수개의 기공이 형성되어 있으며, 이러한 복수개의 기공을 통해서는 선택적으로 나노 분말만이 통과될 수 있다. 즉, 필터는 복수개의 기공을 이용하여 선택적으로 나노 분말을 포집하는 기능을 수행할 수 있다. 필터의 재질은 다공성의 스테인리스 스틸인 것이 바람직하나 반드시 이에 한정되지는 아니한다. 또한, 필터의 기공의 직경은 약 200 내지 500 nm인 것이 바람직하나 반드시 이에 한정되지는 아니한다.
다음으로, 도 7을 더 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 포집부(700)는 필터 하우징(720)을 포함하여 구성될 수 있다. 필터 하우징(720)은 포집관(710)의 내부에 배치되어 필터에 의하여 선택적으로 통과된 나노 분말을 가두는 기능을 수행할 수 있다. 작업자는 모든 공정이 완료된 이후에 나노 분말이 가두어진 필터 하우징(720)을 수거할 수 있을 것이다.
다음으로, 도 3을 다시 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 분말 제조 장치(10)는 열 교환부(800)를 포함하여 구성될 수 있다. 열 교환부(800)는 포집부(700)를 통과한 플라즈마 형성 가스, 쉬스 가스 등을 추가적으로 냉각하는 기능을 수행할 수 있다. 물론, 냉각관(400)에서도 플라즈마 형성 가스 및 쉬스 가스 등의 냉각이 이루어지게 되나, 열 교환부(800)를 이용하여 플라즈마 형성 가스 및 쉬스 가스를 추가적으로 상온 근처까지 냉각함으로써, 보다 안전하게 플라즈마 형성 가스 및 쉬스 가스를 외부로 배출할 수 있게 된다. 열 교환부(800)의 냉각 방식은 냉각 가스를 이용하는 공냉식인 것이 바람직하나 반드시 이에 한정되지는 아니한다.
다음으로, 도 3을 더 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 분말 제조 장치(10)는 진공 펌프(900)를 포함하여 구성될 수 있다. 진공 펌프(900)는 나노 분말 이동관(500) 내의 나노 분말과 가스[즉, 플라즈마 형성 가스 및 쉬스 가스]의 흐름을 유도하는 기능을 수행할 수 있다. 이를 테면, 진공 펌프(900)는 나노 분말이 나노 분말 이동관(500)을 거쳐서 포집부(700)로 원활하게 이동되도록 하는 기능을 수행할 수 있으며, 또한 플라즈마 형성 가스 및 쉬스 가스가 나노 분말 이동관(500)­포집부(700)­열 교환부(800)­외부의 순서대로 원활하게 이동되도록 하는 기능을 수행할 수 있다. 본 발명의 진공 펌프(900)로는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 일반적으로 이용되는 진공 펌프(900)를 제한 없이 이용할 수 있으며, 더 이상의 상세한 설명은 생략하도록 한다.
본 발명은 상술한 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형과 변경이 가능하다. 그러한 변형예 및 변경예는 본 발명과 첨부된 특허청구범위의 범위 내에 속하는 것으로 보아야 한다.
10: 나노 분말 제조 장치
20: 종래의 플라즈마 토치
24: 종래의 냉각관
100: 발진부
200: 임피던스 정합부
300: 플라즈마 토치
310: 유도 코일 구조체
320: 유도 코일
330: 플라즈마 발생관
340: 주입관
350: 가스 안내관
400: 냉각관
410: 냉각수 라인
500: 나노 분말 이동관
600: 글러브 박스
700: 포집부
710: 포집관
720: 필터 하우징
800: 열 교환부
900: 진공 펌프

Claims (22)

  1. 속이 빈 원통형의 유도 코일 구조체;
    상기 유도 코일 구조체에 감겨져서 배치되며, 외부로부터 플라즈마 발생을 위한 고주파 전력이 인가되는 유도 코일;
    상기 유도 코일 구조체의 내측에 상기 유도 코일 구조체와 동축으로 배치되며, 플라즈마가 발생되는 플라즈마 발생관; 및
    상기 플라즈마 발생관의 상부에서 상기 플라즈마 발생관의 내부로 원료 물질을 공급하는 주입관
    을 포함하며,
    상기 유도 코일의 간격은 상기 유도 코일의 양단부에서 중앙부로 갈수록 좁아지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 토치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유도 코일 구조체의 재질은 산화 알루미늄을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 토치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 유도 코일의 재질은 구리를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 토치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 유도 코일의 표면은 은으로 코팅된 것을 특징으로 하는 플라즈마 토치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 유도 코일의 간격은 5 내지 15 mm 범위 이내인 것을 특징으로 하는 플라즈마 토치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 유도 코일이 상기 유도 코일 구조체에 감겨진 횟수는 4 내지 10회인 것을 특징으로 하는 플라즈마 토치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 플라즈마 발생관과 동축으로 배치되고, 상기 플라즈마 발생관 및 상기 주입관과 일정한 간격을 가지면서 상기 플라즈마 발생관과 상기 주입관 사이에 배치되며, 일단이 상기 유도 코일 부근에 위치하는 가스 안내관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 토치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 주입관과 상기 가스 안내관의 사이로는 플라즈마 형성 가스가 공급되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 토치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 플라즈마 발생관과 상기 가스 안내관의 사이로는 발생되는 플라즈마를 안정화 시키기 위한 쉬스 가스가 공급되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 토치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 플라즈마 발생관의 재질은 질화 규소를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 토치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 플라즈마 발생관의 직경은 60 내지 80 mm인 것을 특징으로 하는 플라즈마 토치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 플라즈마 발생관과 상기 유도 코일 구조체는 일정한 간격을 가지면서 배치되며, 상기 플라즈마 발생관과 상기 유도 코일 구조체의 사이로는 냉각수가 공급되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 토치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 주입관의 일단은 상기 유도 코일의 중앙부 부근에 위치하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 토치.
  14. 속이 빈 원통형의 유도 코일 구조체;
    상기 유도 코일 구조체에 감겨져서 배치되며, 외부로부터 플라즈마 발생을 위한 고주파 전력이 인가되는 유도 코일;
    상기 유도 코일 구조체의 내측에 상기 유도 코일 구조체와 동축으로 배치되며, 플라즈마가 발생되는 플라즈마 발생관;
    상기 플라즈마 발생관의 상부에서 상기 플라즈마 발생관의 내부로 원료 물질을 공급하는 주입관;
    상기 유도 코일 구조체의 하부에 배치되며, 상기 플라즈마 발생관에서 생성된 원료 가스가 이동하면서 냉각되어 나노 분말이 생성되는 냉각관; 및
    상기 나노 분말을 포집하는 포집부
    를 포함하고,
    상기 유도 코일의 간격은 상기 유도 코일의 양단부에서 중앙부로 갈수록 좁아지는 것을 특징으로 하는 나노 분말 제조 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 냉각관은 냉각수 라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 분말 제조 장치.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 냉각관은 상부에서 하부로 갈수록 내경이 넓어지는 것을 특징으로 하는 나노 분말 제조 장치.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 포집부는,
    속이 빈 원통 형태의 포집관;
    상기 포집관 내부에 배치되며 상기 나노 분말을 선택적으로 투과시키는 필터; 및
    상기 포집관 내부에 배치되며 상기 필터에 의하여 투과된 나노 분말을 가두는 필터 하우징
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 분말 제조 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 필터에는 복수개의 기공이 형성되어 있으며, 상기 복수개의 기공의 직경은 200 내지 500 nm인 것을 특징으로 하는 나노 분말 제조 장치.
  19. 제14항에 있어서,
    상기 냉각관과 상기 포집부는 나노 분말 이동관을 통하여 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 나노 분말 제조 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 나노 분말 이동관 상에는 상기 나노 분말의 산화 억제를 위한 글러브 박스가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 나노 분말 제조 장치.
  21. 제19항에 있어서,
    상기 나노 분말 이동관 및 상기 포집부를 통과한 가스를 냉각하는 열 교환부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 분말 제조 장치.
  22. 제19항에 있어서,
    상기 나노 분말 이동관 내의 상기 나노 분말의 흐름을 유도하는 진공 펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 분말 제조 장치.
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