KR20180135760A - 나노 분말의 제조 장치 및 이 제조 장치를 이용한 제조 방법 - Google Patents

나노 분말의 제조 장치 및 이 제조 장치를 이용한 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 서로 대향하는 전극 사이에 플라즈마 아크가 발생함으로써 그 열에 의해 이들 사이에 배치되는 소재를 용융 및 증발시키는 플라즈마 생성 수단과 플라즈마 생성 수단을 밀폐하고 플라즈마 생성 분위기 및 나노 분말 형성을 위한 공간을 형성하는 반응 챔버를 포함하고, 전극 사이에 나노 분말의 모재가 배치되어 플라즈마 생성 수단에 의해 생성되는 플라즈마에 의해 모재가 증발하고 응결되어 나노 분말을 형성하도록 구성되는 것인 나노 분말의 제조 장치에 관한 것으로서, 본 발명의 제조 장치는, 플라즈마 생성 수단에 의해 생성되는 플라즈마 아크의 열에 의해 모재가 용융되어 증발하고 증발되는 모재가 반응 챔버의 내부 표면에서 냉각되어 응결 및 부착됨으로써 나노 분말을 형성하도록 반응 챔버의 내부 표면의 상부 또는 전체를 냉각하는 냉각 수단; 및 반응 챔버의 내부 표면에 부착되어 생성되는 나노 분말을 반응 챔버의 내부 표면으로부터 이탈시켜 포집하는 포집 수단을 더 포함하고, 플라즈마 생성 수단은 반응 챔버의 하부에 배치되고, 반응 챔버는 하부에 대하여 상부가 더 넓은 표면적을 갖도록 형성되는 것이다.

Description

나노 분말의 제조 장치 및 이 제조 장치를 이용한 제조 방법{AN APPRATUS FOR PRODUCING NANO POWDERS AND A METHOD OF PRODUCING USING THE SAME}
본 발명은 나노 분말의 제조 장치 및 이 제조 장치를 이용한 제조 방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 플라즈마 아크의 열에 의해 나노 분말의 모재를 용융 및 증발시킨 후에 냉각 및 응결하여 나노 분말을 얻는 제조 장치 및 제조 방법에 관한 것이다.
나노 분말은 통상 나노 단위의 크기를 갖는 미립자를 칭하는 것으로서, 단위 부피당 높은 표면적을 가지므로 마이크로 단위의 분말에서는 발현되지 않았던 다양한 새로운 물성이 발현된다. 이러한 나노 분말은 그 독특한 물성으로 인하여 전기 전자 산업, 고강도 기계 부품, 촉매, 의약 및 생명 공학 분야 등의 다양한 산업 분야에서 응용되고 있다.
금속계의 나노 분말을 제조하는 기상 합성 기술로서는 불활성 기체 응축(Inert Gas Condensation, IGC), 화학 기상 응축(Chemical Vapor Condensation, CVC), 금속염 분무 건조(Metal Salt Spray-Drying) 등이 이용되고 있으나, 이러한 기법들은 제조 원가가 상당히 소요되거나 제조 원가가 저렴한 경우에는 제조되는 나노 분말의 품질이 낮다는 문제점이 있다.
나노 분말의 제조에 비교적 널리 이용되는 염용액 환원과 같은 액상법이나 분위기 제어 밀링 공정 등은 공정이 복잡하고 불순물 제어가 용이하지 않으며 순도 등에 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해소하여 우수한 분말 특성을 갖는 나노 분말을 경제적으로 대량 합성할 수 있는 환경친화적 공정이 필요하고, 이러한 문제점을 해결하기 위한 기법으로서, 플라즈마 아크(Plasma Arc)에 의해 나노 분말의 모재를 용융 및 증발시킨 후에 발생되는 금속 증기가 응결되어 나노 금속 분말을 제조하는 플라즈마 아크를 이용한 나노 분말의 제조 방법 및 장치가 다양하게 연구 및 개발되고 있다.
그러한 플라즈마 아크를 이용한 나노 분말의 제조 방법에 관한 발명으로서, 특허 제597180호에 개시된 '플라즈마 아크방전을 이용한 나노합금분말 제조 공정'에 관한 것이 있다.
이 문헌 1에 개시된 플라즈마 아크 방전을 이용한 나노 합금 분말의 제조 장치의 구성 및 작동에 대하여 첨부의 도 1을 참조하여 살펴 본다.
문헌 1의 발명에 따른 플라즈마 아크 장치는 플라즈마 아크를 발생시켜 금속증기를 생성시키는 조업 챔버(100), 이 조업 챔버(100)에서 생성되는 금속 증기를 나노합금분말로 포집하는 포집 챔버(200), 포집 챔버(200)에서 포집되는 나노 금속 분말을 저장하여 후처리하는 후처리 챔버(300), 조업 챔버(100)에 연속적으로 가스를 주입하는 가스 순환부(400)를 포함하여 구성된다.
조업 챔버(100)의 내부에는 음극(-)으로 사용되는 전극봉(122)과 양극(+)으로 사용되는 금속 분말(124)을 수용하는 구리제의 전극판(126)으로 구성된 아크 발생부(120)가 형성되어 있다.
조업 챔버(100)의 일측에는 가스 순환부(400)를 통해 일정한 유속의 가스가 상기 아크 발생부(120)로 주입되는 제1 가스주입부(140)가 형성되며, 조업 챔버(100)의 아래쪽에는 조업 챔버(100) 내의 가스 대류를 위한 가스가 주입되는 제2 가스 주입부(150)가 형성된다.
조업 챔버(100)의 옆에는 튜브로 연결되는 포집 챔버(200)가 설치되는데, 포집 챔버(200) 내에는 조업 챔버(100)에서 생성되는 나노 금속 분말이 유입되어 응착되는 포집판(220)이 형성된다. 포집판(220)의 하단에는 포집판(220)이 회전하면서 포집판(220)에 응착된 나노 금속 분말을 분리하는 스크래퍼(Scrapper,240)가 설치된다.
후처리챔버(300)는 포집 챔버(200)의 하부에 튜브로 연결되어 포집 챔버(200)에서 포집된 나노 금속 분말을 저장하여 후처리하는 것으로, 포집 챔버(200)에서 포집된 나노 금속 분말을 저장하고 불활성 가스로 충진되는 분말 저장 용기(320)가 구비된다.
가스 순환부(400)에는 가스를 강제 순환시키는 순환팬(420)이 구비되며, 포집챔버(200)의 일측에 조업 챔버(100)와 포집 챔버(200)를 진공으로 만들기 위한 부스터펌프(500) 및 로터리펌프(600)가 구비된다.
조업 챔버(100)의 일측에는 아크 발생부(120)의 전극에 전원을 공급하는 전원부(700)가 설치되며, 조업 챔버(100) 및 포집 챔버(200)를 냉각하는 냉각수를 공급하는 냉각수 공급기(800)가 설치된다.
이러한 구성을 가지는 문헌 1의 발명에 따른 장치에서 플라즈마 아크 방전을 이용하여 나노 금속 분말을 제조하는 공정을 설명한다.
먼저 아크 발생부(120)의 구리 전극판(126) 상단부에 나노 금속 분말의 모재인 펠릿 형태의 금속 분말을 배치하고, 이어서 모든 챔버(100,200,300)의 내부를 10- 3Torr까지 진공 배기한 후, 아르곤(Ar)가스를 주입하여 아르곤(Ar) 분위기 내에서 플라즈마 아크(Plasma Arc)를 발생시킨다.
아크 발생부(120)에서 플라즈마 아크가 발생하면 플라즈마 아크열에 의해 금속 분말(124)이 용융되고 증발되는데, 이 때에는 가스 주입구(252)로 아르곤(Ar)과 수소(H2)의 혼합 가스가 주입된다.
아크 발생부(120)의 플라즈마 아크에 의해 용융된 금속 분말(124)의 용융 금속이 기화하여 혼합 가스에 의해 이동하고 냉각되면서 나노 입자를 형성함과 동시에 응축되어 나노 금속 분말을 형성한다.
이렇게 형성되는 나노 금속 분말은 조업 챔버(100)로부터 포집 챔버(200)로 이송되고, 포집 챔버(200) 내의 포집판(220)에 응착되어 포집된다. 포집된 나노 금속 분말은 공기와의 폭발적인 산화를 방지하기 위하여 후처리챔버(300)에서 후처리된다.
후처리 챔버(300) 내부에 형성된 분위기 기체를 진공 배기시킨 다음, 다시 1%의 산소(O2), 메탄(CH4) 또는 폴리머 기체가 포함된 아르곤(Ar) 기체를 주입하여 후처리 챔버(300)를 충진함으로써 후처리 챔버(300)에 유입된 나노 분말은 부동태화한다. 이렇게 함으로써 상기 나노 금속 분말의 표면에 수 nm 두께의 산화물층을 형성하여 대기 중에서의 나노 금속 분말의 발화가 억제된다.
그러나, 이러한 문헌 1의 발명과 같은 기법에서는 챔버 내에 가스를 유통시켜 가스에 의해 증발된 금속 원자를 냉각하여 나노 분말을 형성하는 것과 더불어 가스의 유통에 의해 생성된 나노 분말을 포집하므로, 나노 분말의 제조에 있어서 다량의 가스를 유통하여야 하는 문제점이 있다.
또한, 문헌 1의 발명에서는 포집 챔버(200)에서 나노 분말을 포집하지만, 실제로 생성되는 나노 분말은 포집 챔버(200)에서 모두 포집되지 않고 조업 챔버(100)에 잔류하는 물론이고 포집 챔버(200)에서 포집되지 않고 가스가 순환하는 가스 순환부(400)를 따라 유동하면서 가스 순환부(400)를 포함한 장치 전체의 가스 순환 경로에 분산되어 이들을 오염시키게 된다.
따라서, 문헌 1의 발명과 같은 종래 기술의 제조 방법과 장치에서는 포집판과 같은, 생성된 나노 분말을 포집하는 요소에 포집되는 나노 분말의 비율이 낮아서 장치와 제조 공정의 수율이 매우 낮고 장치 전체가 나노 분말에 의해 오염되어 버리는 문제가 있어서, 다른 기법에 대비하여 갖는 장점에도 불구하고 실제로는 나노 분말의 양산에 이용되지 않는 실정이다.
특허 제597180호 (문헌 1) 특허 제1565891호(문헌 2) 특허 제1477573호(문헌 3)
본 발명은 나노 분말의 모재를 플라즈마 아크의 열에 의해 용융 및 증발시킨 후에 냉각 및 응결시켜 나노 분말을 얻는 제조 장치 및 제조 방법을 제공하려는 것이다.
구체적으로, 본 발명은 플라즈마 아크의 열에 의해 증발된 모재의 증기를 냉각용 가스의 유통에 의해 응결시키거나 응결되어 생성되는 나노 분말을 가스의 유통 과정에서 포집하는 일이 필요 없는 제조 장치 및 제조 방법을 제공하려는 것이다.
본 발명의 발명자들은 문헌 1 및 문헌 2에 개시된 발명과 같은 종래 기술에 있어서 다량의 가스를 유통시켜 나노 분말을 형성하고 포집하는 데도 불구하고 나노 분말의 수율이 극히 낮은 원인을 파악하고자 하였다.
본 발명자들의 연구와 실험에 따르면, 종래 기술의 제조 장치는 반응 챔버에서 형성된 증기가 포집 챔버로 이동하면서 응결되어 포집 챔버에서 나노 분말이 형성되어 포집되는 것으로 구성되지만, 실제로는 반응 챔버의 내부 표면이나 반응 챔버로부터 포집 챔버로 이동하는 관로 및 포집 챔버의 내부 표면 등에도 다량의 나노 분말이 응결되어 부착되는 것을 확인하였고, 특히 냉각 가스에 비산되어 있는 나노 분말이 포집 챔버에서 포집되지 않고 포집 챔버의 하류 관로의 벽면 등에도 부착되는 것을 확인하였다.
종래 기술에서는 냉각 가스에 비산되어 있는 나노 분말을 포집하는 방법에서 포집 효율을 높이는 것만을 고려하였지만, 본 발명자들은 문헌 1과 2의 발명에서와 같은 냉각 가스의 유통이나 문헌 3에서 제안하는 액체와의 접촉을 통한 포집을 고려하지 않고, 종래 기술에서 나노 분말의 포집 효율을 낮추는 원인이 된 것, 즉 나노 분말이 챔버들이나 관로의 내측 표면에 응결되어 부착되는 현상을 역으로 이용하여 나노 분말을 포집하는 방안을 고려하였다.
이러한 발상과 관련하여 본 발명자들은 종래 기술의 플라즈마 아크를 이용한 나노 분말의 제조 장치를 이용하여 나노 분말을 제조하고, 제조된 나노 분말의 입도와 그 분포를 측정하였다.
이 실험에서는, 도 2에 도시한 바와 같이, 반응 챔버에서 플라즈마 발생 기구로서 구리제의 양극(Anode) 위에 나노 분말을 형성하는 모재 금속을 올려 놓고 그 상부에는 텅스텐제의 음극 전극을 배치하며 원통형의 반응 챔버에 반응 가스로서 아르곤(Ar), 수소(H2), 질소(N2) 및 메탄(CH4)를 공급하면서 전극에 전원을 인가하여 플라즈마를 형성함으로써 금속 모재를 용융 및 증발시켜 나노 분말을 형성하였다.
이 실험에서는 플라즈마 발생 기구인 전극들과 금속 모재가 원통형의 반응 챔버의 종단면 상에서 중심에 놓이고, 도 2에 도시된 3개의 지점(B, C, E)에서 반응 챔버의 내측 벽면에서 나노 분말을 포집하고 그 입도를 측정하였다.
3개의 포집 지점은 각각 플라즈마 발생 기구의 전극 위치에 대하여 높이 방향으로 위쪽 지점(E), 중앙(C), 아래쪽(B)의 3개 지점이다.
각각의 포집 지점에서 포집한 나노 분말의 주사현미경 사진을 도 3에 도시하였고, 측정된 입도의 분포의 개략적인 값은 아래의 표 1과 같다.
포집 지점 300 ㎚ 미만 300 ~ 500 ㎚ 500 ㎚ 초과
B 50 % ~ 50 %
C 60 % 40%
E 90% 10%
표 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 전극의 아래쪽에서 포집된 나노 분말은 대부분 300 ㎚를 초과하는 크기의 입도를 가지며, 도 3의 사진에서도 볼 수 있듯이 조대한 입자와 상대적으로 작은 입자가 혼합되어 있는 것을 볼 수 있다.
전극과 같은 높이에서 포집된 나노 분말은 전극의 아래쪽에서 포집된 나노 분말에 비해 300 ㎚ 미만의 입도를 갖는 분말의 비율이 높으며, 전극의 위쪽에서 포집된 나노 분말은 대부분이 300 ㎚ 미만의 입도를 갖지며 주사현미경 사진에서도 볼 수 있듯이 입도가 낮은 분말이 고르게 분포되어 있다.
본 발명자들은 이러한 실험 결과로부터 플라즈마 아크에 의해 증발하고 냉각되어 생성되는 나노 분말은 전극의 위쪽에서 입도가 낮은 경향을 분명하게 나타내는 점을 확인하였다.
또한, 이러한 실험을 통하여 종래 기술에서는 반응 챔버에서 전극 사이에 배치되는 모재를 용융 및 증발시키고 냉각용 가스의 유통에 의해 모재의 증기를 별도의 포집 챔버로 보내면서 냉각하여 응결하여 나노 분말을 형성하도록 함에도 불구하고 상당한 양의 나노 분말이 나노 챔버에도 형성되어 그 내측 표면에 부착되는 것을 확인하였다.
본 발명자들은 이러한 실험 결과에서 도출된 사항에 기초하여 플라즈마 아크에 의해 나노 분말의 모재를 용융 및 증발시켜 나노 분말을 형성하는 장치 및 방법에 있어서, 냉각용 가스의 유통에 의존하지 않으며, 아울러 냉각용 가스 중에서 응결되어 생성되는 나노 분말을 포집하지 않고, 반응 챔버에서 직접 나노 분말을 형성하고 포집하는 방안을 마련하게 되었다.
특히, 본 발명자들은 이러한 방안에서 나노 분말의 생성을 촉진하고 그 입도를 낮게 하는 제조 장치와 제조 방법을 안출하였다.
본 발명에 따른 나노 분말의 제조 장치는, 서로 대향하는 전극 사이에 플라즈마 아크가 발생함으로써 그 열에 의해 이들 사이에 배치되는 나노 분말의 모재를 용융 및 증발시키는 플라즈마 생성 수단과 플라즈마 생성 수단을 밀폐하고 플라즈마 생성 분위기 및 나노 분말 형성을 위한 공간을 형성하는 반응 챔버를 포함하는 것이다.
본 발명의 제조 장치는,
플라즈마 생성 수단에 의해 용융되어 증발되는 모재가 반응 챔버의 내부 표면에서 냉각되어 응결 및 부착됨으로써 나노 분말을 형성하도록 반응 챔버의 내부 표면의 상부 또는 전체를 냉각하는 냉각 수단; 및
반응 챔버의 내부 표면에 부착되어 생성되는 나노 분말을 반응 챔버의 내부 표면으로부터 이탈시켜 포집하는 포집 수단을 더 포함하고,
플라즈마 생성 수단은 반응 챔버의 하부에 배치되고, 반응 챔버는 하부에 대하여 상부가 더 넓은 표면적을 갖도록 형성되는 것이다.
이러한 본 발명의 제조 장치를 이용한 나노 분말의 제조 방법은 다음의 공정으로 진행된다.
우선, 본 발명의 제조 장치에서 플라즈마를 생성하는 기구인 전극들은 이 전극을 둘러싸는 반응 챔버의 하부에 배치되고, 전극 사이에 나노 분말의 모재가 배치된다.
모재의 배치 후에 반응 챔버는 밀폐되고 진공 배기된 후에 반응 챔버에는 플라즈마 아크의 생성과 모재의 증발 및 나노 분말의 형성을 위한 분위기 가스가 주입된다.
이어서, 전극들에 전원을 인가하여 전극들 사이에 플라즈마 아크가 생성되고, 그 열에 의해 모재가 용융되어 증발하고, 이 때 냉각 수단에 의해 반응 챔버의 내부 표면을 냉각한다.
이로써, 기화된 모재의 입자는 반응 챔버의 내부 표면에 접촉하여 냉각됨으로써 응결되어 나노 분말이 형성되고 반응 챔버의 내부 표면에 부착된다.
이 때, 전극 및 전극 사이에 배치된 나노 분말의 모재는 반응 챔버의 하부에 배치되고 반응 챔버는 하부에 비하여 상부가 더 넓은 표면적을 가지는 구조이므로, 반응 챔버의 내부 표면 중에서 전극들의 위측에 놓이게 되는 내부 표면의 표면적이 전극의 아래쪽에 놓이게 되는 내부 표면의 표면적보다 훨씬 더 넓게 된다.
도 3과 표 1을 들어 설명한 바와 같이, 반응 챔버에서는 기화된 모재의 증기가 반응 챔버의 내측 표면에서 응결되어 나노 분말을 형성하며 그 나노 분말의 입도는 전극의 위쪽에서 작고 고르게 분포된다.
본 발명의 제조 장치에서는 전극이 반응 챔버의 내부 표면이 냉각 수단에 의해 냉각되므로, 반응 챔버에서 기화된 모재의 증기가 반응 챔버의 내부 표면에서 냉각되어 응결되어 나노 분말을 형성하는 비율이 높게 되고, 특히 반응 챔버의 상부가 하부에 비해 넓은 표면적을 가지며 전극이 반응 챔버의 하부에 배치되므로, 반응 챔버의 상부에서는 입도가 낮고 고른 분포를 가지는 나노 분말이 다량 형성된다.
이와 같이 형성된 나노 분말은 포집 수단에 의해 반응 챔버의 내부 표면으로부터 이탈되어 포집된다.
본 발명의 하나의 실시 양태로서, 본 발명의 제조 장치를 이루고 제조 방법에 이용되는 플라즈마 생성 수단은, 상측에 배치되고 전원이 인가되는 전극봉, 반응 챔버의 저면을 관통하여 연장되어 전극봉을 지지하는 지지체, 반응 챔버의 저면을 관통하여 연장되어 전극봉과 대향하여 배치되고 전원이 인가되는 전극판, 전극판 위에 배치되고 나노 분말의 모재가 수용되는 도가니를 포함하여 구성될 수 있다.
이러한 구성에 따르면, 플라즈마 생성 수단을 이루는 주요 요소들이 모두 반응 챔버의 하부에 설치됨으로써, 나노 분말의 모재를 용융 및 증발시키는 플라즈마 아크가 반응 챔버의 하부에서 생성될 수 있는 것은 물론이고, 전극판과 전극봉이 반응 챔버의 저면을 통하여 설치됨으로써 전극판과 전극봉의 위치를 조절하기 위한 수단들의 구성이 간단하게 되고 전극판과 전극봉 사이의 간극 조절이나 위치 조절이 용이하게 된다.
본 발명의 또 다른 측면의 실시 양태로서, 본 발명의 제조 장치를 이루고 제조 방법에 이용되는 포집 수단은 반응 챔버의 내부 표면에 대해 나노 분말의 포집용 액체를 분사하는 노즐 및 나노 분말을 포집하여 반응 챔버의 아래쪽으로 낙하하는 포집용 액체를 수용하거나 반응 챔버의 외부로 배출하는 수단을 포함하는 것으로 구성될 수 있다.
이와 같은 구성에 따르면, 반응 챔버의 내부 표면에서 응결되어 부착되는 나노 분말을 반응 챔버로부터 용이하게 이탈시켜 포집하는 것이 가능하게 된다. 특히, 이러한 포집 과정에서 반응 챔버 외의 다른 요소가 나노 분말에 의해 오염되는 일이 발생하지 않게 된다.
본 발명의 또 다른 측면의 실시 양태로서, 본 발명의 제조 장치를 이루고 제조 방법에 이용되는 반응 챔버는 하부로부터 상부로 갈수록 그 폭 또는 직경이 커지는 형태로 형성되는 것으로 구성할 수 있다.
이러한 구성에 따르면, 반응 챔버를 비교적 단순한 형태로 구성하면서도 반응 챔버의 내부에서 하부에 대하여 상부가 더 넓은 표면적을 갖게 되므로 입도가 낮고 분포가 고른 나노 분말을 제조할 수 있게 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 나노 분말의 제조 장치와 이 장치를 이용한 제조 방법에 의해 나노 분말의 소재를 플라즈마 아크 방전에 의해 용융 및 증발시킨 후에 냉각 및 응결하여 나노 분말을 얻을 수 있다.
특히, 본 발명의 구성과 작용에 따르면, 플라즈마 아크 방전에 의해 증발된 모재의 증기를 별도의 냉각용 가스를 유통하여 응결시킬 필요가 없고, 용융 및 증발이 일어나는 반응 챔버에서 증기의 냉각 및 응결에 의해 나노 분말을 얻게 되고, 또한 생성되는 나노 분말을 가스의 유통 과정에서 포집하는 일이 없이 반응 챔버에서 바로 포집하게 되므로, 가스의 유통 및 가스 중의 나노 분말의 포집을 위한 복잡한 가스 순환을 위한 구성이 필요 없게 되어 전체 제조 장치의 구성이 간단하게 되고, 제조 방법에서 공정의 운영이 단순화하며, 나노 분말이 가스의 순환 계통 등을 오염시키는 일이 발생하지 않게 된다.
더욱이, 본 발명에서는 입도가 낮고 고른 분포를 갖는 나노 분말을 다량 취득할 수 있으므로 고품질의 나노 분말을 얻으며 제조 수율이 높아지므로, 플라즈마 아크에 의한 나노 분말의 제조 기법을 실용화할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 나노 분말의 제조 장치의 개략적 구성을 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 착상과 관련하여 종래 기술에 따른 나노 분말의 제조 장치에서 수행한 실험을 보여주는 도면이고,
도 3은 도 2에 따른 실험의 결과를 보여주는 주사현미경 사진이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 분말의 제조 장치의 전체적인 구성을 보여주는 도면이다.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용으로서, 본 발명의 하나의 실시예의 구성과 작용을 구체적으로 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 나노 분말의 제조 장치의 전체적인 구성을 보여주며 일부 구성은 개략적인 블로도로서 나타내고 있는데, 이 도면을 참조하여 본 실시예의 제조 장치의 구성을 설명한다.
본 실시예의 나노 분말의 제조 장치는 크게 플라즈마 아크(Plasma Arc)를 발생시키는 플라즈마 발생 수단(11 ~ 15), 플라즈마 발생 수단을 외부로부터 밀폐하여 플라즈마 발생 수단에 의해 나노 분말의 모재가 용융 증발되어 나노 분말이 형성되는 공간으로서의 반응 챔버(20), 반응 챔버(20)를 냉각하는 냉각 수단으로서의 제1 냉각부(30), 플라즈마 발생 수단(11 ~ 15)을 냉각하는 제2 냉각부(40), 플라즈마의 형성과 나노 분말의 생성을 위한 분위기를 형성하는 가스를 반응 챔버(20)에 공급하고 반응 챔버(20) 내부를 배기하는 분위기 형성 수단(51 ~ 57), 플라즈마 발생 수단(11 ~ 15)의 전극을 승강 및 이동하고 전극 간의 거리를 조절하는 전극 위치 조절부(미도시), 및 반응 챔버(20)에서 생성되는 나노 분말을 포집하기 위한 나노 분말 포집부(61 ~ 66)를 포함하여 이루어져 있다.
반응 챔버(20)는 대략 그 종단면, 즉 지면에 수직한 평면에서 자른 단면이 역사다리꼴 형태로 형성되어 상부로 갈수록 그 폭이 확장되어 하부에 비해 상부의 내부 표면적이 넓게 형성되어 있다.
다만, 반응 챔버의 종단면 형태는 역사다리꼴 외에도 역으로 놓인 반구형과 같이, 그 폭이나 직경이 하부로부터 상부로 갈수록 커지는 형태를 취하여 하부에 비해 상부가 넓은 표면적을 갖는 형태로 형성될 수 있다.
도면에는 간략히 윤곽만 도시되어 있지만, 반응 챔버(20)는 이중의 벽을 갖는 챔버로 형성되어 내부에서 발생하는 열이 외부로 전달되지 않고 차단되는 형태로 형성되어 있으며, 그 벽 사이의 공간에는 냉각수가 흐르는 채널(미도시)이 형성되어 있고, 이 채널(21)로는 펌프와 밸브 및 튜브를 갖춘 제1 냉각부(30)에 의해 냉각수가 공급되어 유통됨으로써 반응 챔버(20)의 내부에서 플라즈마 아크에 의한 반응 챔버(20)의 온도 상승을 억제하고, 특히 반응 챔버(20)의 내부 표면의 온도가 나노 분말의 냉각과 응결에 요하는 온도 이하로 유지된다.
반응 챔버(20) 내부에는 음극(Cathode)인 텅스텐(W) 재질의 전극봉(11), 이 전극봉과 대향하여 배치되는 양극(Anode)인 구리(Cu) 재질의 전극판(12) 및 전극판(12) 위에 놓여서 나노 분말의 모재(1)가 놓여 지지되는 구리 재질의 도가니(Crucible, 13)가 배치되어 있으며, 이들 전극들(11 ~ 13)에는 전원을 공급하고 플라즈마 발생을 제어하는 전원 공급부(15)가 전기적으로 결합되어 있다.
전극(11), 전극판(12) 및 도가니(13)는 플라즈마 발생 수단을 이루는 것으로서, 전극봉(11)은 전극판(12) 및 도가니(13)에 대하여 상측으로 배치되고 전극판(12)은 도가니(13)를 상단면에 지지하는 상태로 전극봉(11)의 하측에 전극봉과 대향하여 배치되어 있는데, 이들은 모두 반응 챔버(20)의 내부에서 높이 방향의 하부에, 특히 저면에 가깝게 배치되어 있다.
전극판(12)은 반응 챔버(20)의 하단면을 통하여 외부로 연장되어 있고, 전극봉(11)은 반응 챔버(20) 내에서 하측으로 연장되어 반응 챔버의 하단면을 통하여 외부로 연장되는 지지체(14)에 부착되어 있다.
전극봉의 지지체(14)는 반응 챔버(20)의 하단면을 관통하여 외부로 연장되어 있고, 전극 위치 조절부를 구성하는 승강 기구(미도시)에 의해 상하로 승강되어 반응 챔버(20) 내부에서의 높이가 가변됨으로써 전극판(12)과 전극봉(11) 사이의 간격이 조절된다.
전극판(12)과 전극봉(11) 및 지지체(14)에는 이들을 냉각하는 제2 냉각부(40)가 각각 연결되어 있는데, 제2 냉각부(40)는 냉각수 공급원 및 냉각수를 순환시키는 펌프들과 밸브 등으로 구성되어 있다.
전극판(12)과 전극봉(11) 및 지지체(14)의 내부에는 제2 냉각부(40)로부터 공급되는 냉각수가 순환하는 채널(미도시)이 형성되어 있어서, 플라즈마 아크에 의해 이들 요소들이 과도하게 가열되지 않게 된다.
반응 챔버(20)에는 플라즈마의 형성과 나노 분말의 생성을 위한 분위기를 형성하는 가스를 공급하고 반응 챔버(20) 내부를 진공으로 배기하는 분위기 형성 수단(51 ~ 57))가 갖추어져 있다.
분위기 형성 수단으로서는, 플라즈마의 형성과 나노 분말의 생성을 위한 분위기를 형성하는 가스를 공급하는 가스 공급원(51)이 반응 챔버(20)의 외부에 마련되고, 가스 공급원(51)으로부터 공급되는 가스는 도관(52)과 밸브(53)를 거쳐 반응 챔버(20)의 내부로 연장되어 있는 유입구(54)를 통하여 유입된다.
또한, 반응 챔버(20)에서 유입구(54)의 반대 측에는 반응 챔버(20)를 배기하여 진공으로 하거나 나노 분말의 제조가 완료된 후에 반응 챔버(20)에 잔류하는 가스를 배기하기 위한 유출구(55)가 반응 챔버(20)를 관통하여 배치되어 있으며, 유출구(55)에는 밸브(56) 및 진공 펌프 등을 갖추고 분위기 가스를 회수하여 가스 공급원(51)으로 복귀시키거나 반응 챔버(20) 내부의 공기를 외부로 배출하는 제어부(57)가 마련되어 있다.
반응 챔버(20)의 상측에는 반응 챔버의 내측 표면에서 응결되어 형성되는 나노 분말을 포집하기 위한 나노 분말 포집부로서, 포집 액체로서 에탄올이나 메탄올을 함유하는 액체를 반응 챔버(20)의 내부 표면에 분사하는 노즐(62)이 반응 챔버(20)를 관통하여 배치되어 있고, 이 노즐(62)은 밸브(63)를 통하여 포집 액체의 공급원(61)에 연결되어 있다.
또한, 반응 챔버(20)의 하단면에는 나노 분말 포집부를 구성하는 요소로서, 반응 챔버의 하단면 아래로 오목하게 연장되는 포집 액체의 배출구(64) 및 이 배출구에 연결되는 밸브(65) 및 포집 액체에 포집된 나노 분말을 포집 액체로부터 분리하기 위한 필터(미도시)를 갖춘 나노 분말 포집기(66)가 마련되어 있다.
이상 설명한 구성을 가지는 나노 분말 제조 장치를 이용하여 나노 분말을 제조하는 제조 방법에 대해 설명한다.
도면에는 도시하지 않았지만, 반응 챔버(20)에는 뷰파인더(View Finder)가 마련되고 개폐되는 도어(미도시)가 마련되어 있어서, 이 도어를 개방하고 전극판 위의 도가니(13)에 나노 분말의 모재(1)를 적재하고, 도어를 폐쇄한다.
도어를 폐쇄하여 반응 챔버(20)를 밀폐하고, 분위기 형성 수단의 제어부(57)가 밸브(56)를 열어 유출구(55)를 통하여 반응 챔버(20) 내의 가스를 배기하여 진공을 형성한다.
반응 챔버(20)가 대략 10- 3Torr의 진공으로 되면, 분위기 제어 수단의 밸브(53)을 개방하고 가스 공급원(51)으로부터 도관(52) 및 유입구(54)를 통하여 반응 챔버(20) 내에 분위기를 형성하는 가스를 공급한다.
분위기를 형성하는 가스로서는 전극판(12)과 전극봉(11) 사이에 플라즈마를 형성하기 위한 불활성기체인 아르곤(Ar)이 이용된다. 아르곤 외에도 플라즈마 형성에 적합한 다른 불활성 기체가 이용될 수도 있다.
또한, 분위기를 형성하는 가스에는 모재(1)의 산화를 방지하고 환원성 분위기를 형성하여 모재(1)의 증발 속도를 높이기 위해 수소(H2) 및/또는 질소(N2)가 함유된다.
또한, 분위기를 형성하는 가스로서는 산소(O2)나 메탄가스(CH4) 등이 이용될 수도 있다. 산소는 반응 챔버(20)에서 형성된 나노 분말의 표면을 산화시켜 나노 분말이 공기와 접촉하면서 급격한 산화 등에 따른 폭발이 일어나지 않게 해주며, 메탄이나 기타 가스 등은 그 조성 원소가 나노 분말을 이루는 원소와 화학적 결합을 하여 나노 분말이 그 요하는 조성을 갖도록 하는 용도로 이용된다.
산소나 그 밖의 가스는 플라즈마의 형성을 위한 가스의 주입시에 함께 공급될 수도 있고, 챔버 내에서 플라즈마 아크에 의한 모재(1)의 용융 및 증발이 완료되어 나노 분말이 형성되는 과정에서 진공 챔버(20)에 공급될 수도 있다.
모재(1)를 도가니(13)에 장입하고 반응 챔버(20)를 폐쇄한 후에 진공 배기 및 가스의 주입에 앞서 또는 이들 작업 후나 작업 중에, 전극봉(11)을 지지하는 지지체(14)를 승강시켜서 전극봉(11)과 전극판(12) 또는 도가니(13) 사이의 간극을 해당 모재(1)의 용융과 증발에 적합한 플라즈마 아크를 형성하도록 조절한다.
분위기를 형성하기 위한 각종 가스가 공급된 후에 전원 공급부(15)에 의해 전극봉(11)과 전극판(12)에 전원이 공급되어 이들 사이에서 플라즈마 아크가 형성된다.
플라즈마 아크가 형성된 후에도 전극봉(11)의 높이를 조절하여 전극봉(11)과 도가니(13)의 간극을 조절하여 플라즈마 아크의 발생 및 모재(1)의 용융을 조절할 수 있다.
또한, 플라즈마 아크의 열은 모재(1)에 가해져 모재(1)를 용융시키지만, 전극봉(11)과 전극판(12) 및 도가니(13)도 이 열에 의해 가열된다. 플라즈마 아크의 온도는 그 발생 수단인 전극봉 등을 용융시키기에 충분히 높은 온도이므로, 제2 냉각부(40)로부터 공급되는 냉각수는 내측에 형성되는 채널(미도시)에 의해 지지체(14)와 전극봉(11) 및 전극판(12)에 공급되어 이들을 용융 온도 미만의 온도로 유지되게 해준다.
도가니(13)는 별도의 냉각수 채널이 형성되어 있지 않고 전극판(12)에 지지되어 있지만, 전극판(12)과의 접촉을 통하여 그 온도 상승이 용융 온도 이하로 억제된다.
플라즈마 아크의 열에 의해 모재(1)가 용융되고 증발되면 모재(1)는 가스 상으로 되어 반응 챔버(20) 내에서 분산되는데, 이 때 반응 챔버(20)의 이중 벽 사이의 채널(21)로 제1 냉각부(30)로부터 냉각수가 공급되어 순환한다.
이러한 냉각수 공급에 의해 반응 챔버(20)의 내측 표면은 가스 상의 모재(1)의 원소가 응결되기에 적합한 온도로 되고, 반응 챔버(20)의 내측 표면에서 응결되면서 나노 분말을 형성한다.
반응 챔버(20)는 역사다리꼴로 형성되고 전극봉(11)과 전극판(12) 등은 반응 챔버의 하단면에 가깝게 배치되어 있으므로, 반응 챔버(11)에서 전극봉(11)의 위쪽 공간에서의 내측 표면의 표면적이 전극봉(11) 아래쪽의 공간에서의 내측 표면의 표면적보다 매우 넓다.
나노 분말은 플라즈마 아크가 발생하여 모재가 용융 및 증발되는 전극들의 위치보다 위쪽에서 고른 입도 분포를 갖고 입도가 낮은 입자가 생성되므로, 본 실시예의 제조 장치와 공정에서는 반응 챔버(20)에서 낮은 입도를 갖는 나노 분말이 그 내부 표면에 부착되어 형성된다.
모재(1)의 용융과 증발이 완료되고 일정 시간이 경과한 후에는 나노 분말의형성이 종료되고, 분위기 형성 수단의 제어부(57)에 의해 유출구(55)로부터 반응 챔버(20) 내부의 가스를 배기한다. 배기된 가스는 제어부(57)을 통하여 별도의 회수 용기(미도시)로 이송되거나 가스 공급원(51)으로 복귀될 수 있다.
반응 챔버(20)로부터의 배기가 완료되면, 나노 분말의 포집이 개시된다.
반응 챔버(20)에는 포집 액체 공급원(61)에 연통되는 다수의 노즐(62)이 관통하여 반응 챔버의 내부 공간을 향하여 배치되어 있으며, 이 노즐들(62)로부터 포집 액체가 분사된다.
노즐(62)은 반응 챔버(20)의 내부 표면에 골고루 분사되도록 다양한 각도와 위치에 배치되어 있으며, 특히 입도가 낮고 고른 나노 분말이 형성되어 부착되는 반응 챔버(20)의 상부측 표면을 향하여 포집 액체를 분사하도록 배치되어 있다.
포집 액체로서는 에탄올이나 메탄올을 이용하는데, 이들 액체는 형성된 나노 분말의 산화를 방지하면서 반응 챔버(20)의 내측 표면으로부터 나노 분말의 이탈을 촉진한다.
반응 챔버(20)의 내측 표면에서 응결되어 형성되어 부착되어 있는 나노 분말을 포집 액체의 분사에 의해 내측 표면으로부터 이탈되어 포집 액체에 의해 포집되어 포집 액체와 함께 반응 챔버(20)의 하부로 낙하한다.
낙하한 포집 액체는 나노 분말이 포집되어 분산되어 있는 상태로 반응 챔버(20) 하부 저면의 배출구(64)에 모이게 되며, 밸브(65)를 개방하면 나노 분말 포집기(66)로 유출되어 그 필터에 의해 나노 분말이 포집 액체로부터 분리된다.
이상과 같은 공정에 따라, 본 실시예의 제조 장치와 제조 방법에서는, 나노 분말의 형성과 포집을 위하여 여러 개의 챔버에 냉각용 가스 및 기화된 나노 분말 모재를 순환시키는 일이 없이, 플라즈마 아크의 열에 의한 나노 분말 모재(1)의 용융과 증발, 증발된 가스상의 응결과 나노 분말의 형성, 및 형성된 나노 분말의 포집이 모두 반응 챔버(20)에서 이루어지며, 입도가 낮고 그 분포가 고른 나노 분말을 제조할 수 있다.
이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 이러한 실시예는 예시적인 것일 뿐이고, 당업자라면 청구범위에 기재된 범위 내에서 다양한 수정과 변경 및 구성 요소의 부가가 가능하고, 그러한 수정, 변경 및 구성 요소가 부가된 구성은 본 발명의 범위에 속하는 것이다.
11: 전극봉 12: 전극판
20: 반응 챔버 30: 제1 냉각부
40: 제2 냉각부 51: 가스 공급원
62: 노즐

Claims (9)

  1. 서로 대향하는 전극 사이에 플라즈마 아크가 발생함으로써 그 열에 의해 이들 사이에 배치되는 나노 분말의 모재를 용융 및 증발시키는 플라즈마 생성 수단과 플라즈마 생성 수단을 밀폐하고 플라즈마 생성 분위기 및 나노 분말 형성을 위한 공간을 형성하는 반응 챔버를 포함하는 것인 나노 분말의 제조 장치에 있어서,
    플라즈마 생성 수단에 의해 용융되어 증발되는 모재가 반응 챔버의 내부 표면에서 냉각되어 응결 및 부착됨으로써 나노 분말을 형성하도록 반응 챔버의 내부 표면의 상부 또는 전체를 냉각하는 냉각 수단; 및
    반응 챔버의 내부 표면에 부착되어 생성되는 나노 분말을 반응 챔버의 내부 표면으로부터 이탈시켜 포집하는 포집 수단
    을 더 포함하고,
    플라즈마 생성 수단은 반응 챔버의 하부에 배치되고, 반응 챔버는 하부에 대하여 상부가 더 넓은 표면적을 갖도록 형성되는 것인, 나노 분말의 제조 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    플라즈마 생성 수단은, 상측에 배치되고 전원이 인가되는 전극봉, 반응 챔버의 저면을 관통하여 연장되어 전극봉을 지지하는 지지체, 반응 챔버의 저면을 관통하여 연장되어 전극봉과 대향하여 배치되고 전원이 인가되는 전극판, 전극판 위에 배치되고 나노 분말의 모재가 수용되는 도가니를 포함하여 구성되는 것인, 나노 분말의 제조 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    포집 수단은 반응 챔버의 내부 표면에 대해 나노 분말의 포집용 액체를 분사하는 노즐 및 나노 분말을 포집하여 반응 챔버의 아래쪽으로 낙하하는 포집용 액체를 수용하거나 반응 챔버의 외부로 배출하는 수단을 포함하는 것인, 나노 분말의 제조 장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    포집용 액체는 에탄올 또는 메탄올을 함유하는 것인, 나노 분말의 제조 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    반응 챔버는 하부로부터 상부로 갈수록 그 폭 또는 직경이 커지는 형태로 형성되는 것인, 나노 분말의 제조 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    반응 챔버는 역사다리꼴의 종단면을 갖도록 형성되는 것인, 나노 분말의 제조 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    반응 챔버의 내측 표면과 외측 표면 사이에는 반응 챔버의 내측 표면을 냉각하는 냉각 수단으로서 냉각 매체가 유통하는 채널이 마련되는 것인, 나노 분말의 제조 장치.
  8. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 하나의 청구항에 따른 제조 장치를 이용하여 나노 분말을 제조하는 제조 방법으로서,
    플라즈마 생성 수단의 전극 사이에 나노 분말의 모재를 배치하는 단계;
    반응 챔버를 밀폐하고 진공 배기하며 플라즈마 아크 생성을 위한 분위기를 형성하는 단계;
    전극들에 전원을 인가하여 플라즈마 아크를 생성하여 플라즈마 아크의 열에 의해 모재가 용융되어 증발하고, 이 때 냉각 수단에 의해 반응 챔버의 내부 표면을 냉각함으로써 기화된 모재의 입자가 반응 챔버의 내부 표면에 접촉하여 냉각됨으로써 응결되어 나노 분말을 형성하는 단계; 및
    포집 수단에 의해 반응 챔버의 내부 표면에 응결된 나노 분말을 이탈시켜 포집하는 단계
    를 포함하는 것인, 나노 분말의 제조 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    포집 단계에서는 분사 수단에 의해 반응 챔버의 내부 표면에 대해 나노 분말의 포집용 액체를 분사함으로써 포집용 액체가 반응 챔버의 내부 표면에 응결되어 형성된 나노 분말을 수용하고 반응 챔버의 아래쪽으로 낙하하는 것인, 나노 분말의 제조 방법.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110961646A (zh) * 2019-11-07 2020-04-07 深圳航科新材料有限公司 金属粉末及其制备方法
CN110961645A (zh) * 2019-11-07 2020-04-07 深圳航科新材料有限公司 金属的绿色回收再加工生成球形复合粉末的新方法
KR20200102810A (ko) * 2019-02-22 2020-09-01 울산과학기술원 수평이동식 파우더 플라즈마 처리장치
WO2021112295A1 (ko) * 2019-12-05 2021-06-10 김태윤 나노분말의 수거 효율 개선을 위한 나노분말 연속제조장치
WO2021112294A1 (ko) * 2019-12-05 2021-06-10 김태윤 원료물질의 증발량 및 증발속도가 조절되는 나노분말 연속제조장치
CN113056080A (zh) * 2021-03-17 2021-06-29 合肥中航纳米技术发展有限公司 一种制备纳米粉体的等离子弧汽相法生产系统
KR20220120763A (ko) * 2021-02-23 2022-08-31 김세현 플라즈마를 이용한 촉매물질 합성장치

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005246339A (ja) * 2004-03-08 2005-09-15 Masayoshi Murata ナノ粒子製造方法及びナノ粒子製造装置
KR100597180B1 (ko) 2004-12-16 2006-07-05 한국기계연구원 플라즈마 아크방전을 이용한 나노합금분말 제조공정
KR100833574B1 (ko) * 2006-12-29 2008-06-03 에이비씨나노텍 주식회사 금속 나노입자 분말의 양산을 위한 플라즈마 반응로 시스템및 그 방법
KR101477573B1 (ko) 2013-08-19 2014-12-30 재단법인 철원플라즈마 산업기술연구원 열 플라즈마 기화 입자의 액상 급냉 나노입자 제조 방법 및 그 장치
KR101565891B1 (ko) 2014-11-03 2015-11-05 한국기계연구원 플라즈마 아크 방전 장치

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005246339A (ja) * 2004-03-08 2005-09-15 Masayoshi Murata ナノ粒子製造方法及びナノ粒子製造装置
KR100597180B1 (ko) 2004-12-16 2006-07-05 한국기계연구원 플라즈마 아크방전을 이용한 나노합금분말 제조공정
KR100833574B1 (ko) * 2006-12-29 2008-06-03 에이비씨나노텍 주식회사 금속 나노입자 분말의 양산을 위한 플라즈마 반응로 시스템및 그 방법
KR101477573B1 (ko) 2013-08-19 2014-12-30 재단법인 철원플라즈마 산업기술연구원 열 플라즈마 기화 입자의 액상 급냉 나노입자 제조 방법 및 그 장치
KR101565891B1 (ko) 2014-11-03 2015-11-05 한국기계연구원 플라즈마 아크 방전 장치

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200102810A (ko) * 2019-02-22 2020-09-01 울산과학기술원 수평이동식 파우더 플라즈마 처리장치
CN110961646A (zh) * 2019-11-07 2020-04-07 深圳航科新材料有限公司 金属粉末及其制备方法
CN110961645A (zh) * 2019-11-07 2020-04-07 深圳航科新材料有限公司 金属的绿色回收再加工生成球形复合粉末的新方法
CN110961645B (zh) * 2019-11-07 2023-08-04 深圳航科新材料有限公司 金属的绿色回收再加工生成球形复合粉末的新方法
WO2021112295A1 (ko) * 2019-12-05 2021-06-10 김태윤 나노분말의 수거 효율 개선을 위한 나노분말 연속제조장치
WO2021112294A1 (ko) * 2019-12-05 2021-06-10 김태윤 원료물질의 증발량 및 증발속도가 조절되는 나노분말 연속제조장치
KR20220120763A (ko) * 2021-02-23 2022-08-31 김세현 플라즈마를 이용한 촉매물질 합성장치
CN113056080A (zh) * 2021-03-17 2021-06-29 合肥中航纳米技术发展有限公司 一种制备纳米粉体的等离子弧汽相法生产系统

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