TWI271381B

TWI271381B - Method for preparing carbon nano-fine particle, apparatus for preparing the same, and mono layer carbon nanotube

Info

Publication number: TWI271381B
Application number: TW092107357A
Authority: TW
Inventors: Hirofumi Takikawa; Mitsukuni Ikeda; Shigeo Itoh; Tomonori Tahara
Original assignee: Hirofumi Takikawa; Futaba Denshi Kogyo Kk; Tokai Carbon Kk
Priority date: 2002-04-05
Filing date: 2003-04-01
Publication date: 2007-01-21
Also published as: KR100840500B1; US6989083B2; US20030188963A1; KR20030079801A; JP3621928B2; TW200400919A; JP2003300713A; CN100503430C; CN1456497A

Description

1271381 五、發明說明α) [發明所屬之技術領域] 本發明係有關於高效率且低成本製造主要成分係碳 (石墨、活性碳、非晶碳、樹脂等），包含具碳奈米角、極短單層碳奈米管微粒子之奈米大小（1 0 至1 0 -咪）微粒子之方法及其製造裝置。特別是有關於適用在製造二次（蓄）電池電極、燃料電池電極用之混合物者。又，本發明係有關於新穎奈米碳物質。在此，碳奈米角係指石墨片捲成圓錐狀，末端亦成封閉之圓錐狀的碳奈米粒子（參照日本專利特開2 Ο (H - 6 4 0 0 4 號公報）。極短單層碳奈米管則係指長度為直徑之數倍至數十倍之單層碳奈米管。具體而言，係直徑〇. 7奈米至5奈米，長 3奈米至100奈米，以碳之六員環（six memberedring)構造為主要構造之由石墨片所構成之單層圓筒構造，外徑係奈米大小之碳纖維。因係如此之小，適於奈米微粒子之微囊 (封入磁性奈米微粒子而成的抗腐蝕性磁性體、磁記憶用微粒子、藉移動混入微粒子微囊之運算子），離子導體（不過表面需要有化學修飾；電解質，尤以作為燃料電池用者）等。同樣，碳奈米微粒子係指，含碳奈米角、極短單層碳奈米管等碳奈米材料為構件之微粒子。此乃由於，碳奈米角、極短單層碳奈米管通常並非逐一獨立存在，而係集合該等而成微粒子狀態存在。此外其他亦存在，富樂烯 (Fullerene)、奈米多面體、單層奈米微囊、奈米石墨

314577.ptd 第8頁 1271381 五、發明說明（2) 片、泡狀碳等微粒子。另外雖屬微量，有時亦有長單層碳奈米管、多層壤奈米管之存在。富樂烯、奈米微囊及極短單層碳奈米管亦可判斷均為同一物體，其不同之一點在大小。單層奈米微囊、極短單層碳奈米管尺寸大於富樂烯。單層奈米微囊與極短單層碳奈米管之不同在於，極短單層碳奈米管本體係呈直線管狀 (亦可係連接不同管徑之管），而奈米微囊未必需直線，可係封閉成殼狀。同樣，碳奈米材料係指，單層碳奈米管、多層碳奈米管、碳奈米纖維、碳奈米角、富樂烯，或該等之混合物。 [先前技術] 碳奈米角係呈圓錐狀之碳奈米材料（參照日本特開 2 0 0 1 - 6 4 0 0 4號公報）。碳奈米角通常係製成凝集該等之狀態。碳奈米角之凝集微粒子的尺寸約為1 0 0奈米。碳奈米角主要係以固態石墨單質物質經雷射蒸發法製造（參照日本特開2 0 0 1 - 6 4 0 0 4號公報）。其製程如下。配置固態石墨單質物質於製程用密閉容器内，一旦減壓排氣至10-粕（Pa)以下後，充填Ar (氬）等惰性氣體成10 3 至1 0帕之環境氣體。密閉容器裝有雷射光可透過之玻璃窗。透過該玻璃窗，以二氧化碳氣體（C02)雷射光等之雷射光照射固態石墨單質物質。經CO霜射光照射，固態石墨單質物質表面蒸發，形成煙灰（soot)狀物質。該煙灰狀物質中存在有碳奈米角之凝集微粒子。 [發明所欲解決之課題]

314577.ptd 第9頁 1271381 五、發明說明（3) 以習知雷射蒸發法製造碳奈米角時有下列課題： ① 需要真空容器、真空排氣裝置、雷射光導入用真空窗、co2雷射，裝置成本較高。C0霜射尤其昂貴。 ② 因製程係於充填Ar氣體之密閉容器内進行，不適於連續大量合成。 ③ 需重複排氣、導入Ar氣體、開放大氣，步驟長。 ④ 當雷射光導入用窗受碳煙灰污染，即無法以所欲之雷射光功率照射石墨材料，故需經常清潔該窗。因此，條件難以加以劃一，不適於連續大量生產。 [發明内容] 本發明提供，未必需要製程容器，用產生於大氣中之弧射（arc jet)來蒸發碳原料，簡易而廉價，約含20%以上石炭奈米角微粒子之碳奈米微粒子之合成（包含大量合成）方法，亦提供其製造裝置。並提供新穎奈米碳物質。 [用以解決課題之手段] 申請專利範圍第1項之碳奈米微粒子之製造方法，其特徵為：具備第1電極及以碳材料為主要成分之第2電極介以至少具有一缺口部之絕緣構件而予以相向配置之步驟，於上述第1電極與上述第2電極間施加電壓，而使面對上述缺口部的上述第1電極與上述第2電極之間，於大氣中或空氣中產生電弧放電之步驟，措上述電弧放電条發上述弟2電極之上述碳材料’並由上述缺口部產生含有碳材料之弧射之步驟，

314577.ptd 第10頁 1271381 五、發明說明（4) 冷卻上述弧射形成含碳奈米材料煙灰之步驟。申請專利範圍第2項之碳奈米微粒子之製造方法，其特徵為：係於申請專利範圍第1項之碳奈米微粒子之製造方法中，自上述電弧放電之電極點蒸發上述第2電極之上述碳材料。申請專利範圍第3項之碳奈米微粒子之製造方法，其特徵為··係於申請專利範圍第1項之碳奈米微粒子之製造方法中，使上述第1電極與上述第2電極一面相對移動，一面藉上述電弧放電蒸發上述第2電極之上述碳材料。申請專利範圍第4項之碳奈米微粒子之製造方法，其特徵為··係於申請專利範圍第1項之碳奈米微粒子之製造方法中，更包括回收含上述碳奈米材料之煙灰之步驟。申請專利範圍第5項之碳奈米微粒子之製造方法，其特徵為：係於申請專利範圍第4項之碳奈米微粒子之製造方法中，包括面對上述弧射配置以基材，並藉該基材回收含上述碳奈米材料之煙灰之步驟。申請專利範圍第6項之碳奈米微粒子之製造方法，其特徵為：係於申請專利範圍第1項之碳奈米微粒子之製造方法中，一面施加磁場於上述電弧放電，一面產生上述弧射。

314577.ptd 第11頁 1271381 五、發明說明（5) 申請專利範圍第7項之碳奈米微粒子之製造方法，其特徵為：係於申請專利範圍第1項之碳奈米微粒子之製造方法中，一面供給特定氣體於上述電弧放電，一面進行上述電弧放電。申請專利範圍第8項之碳奈米微粒子之製造方法，其特徵為：係於申請專利範圍第7項之碳奈米微粒子之製造方法中，上述特定氣體為稀有氣體、氮氣、含碳氣體、氧氣、氫氣、空氣、大氣或此等之混合氣體。申請專利範圍第9項之碳奈米微粒子之製造方法，其特徵為：係於申請專利範圍第1項之碳奈米微粒子之製造方法中，一面冷卻上述第1電極與上述第2電極，一面施行上述電弧放電。申請專利範圍第1 0項之碳奈米微粒子之製造裝置，其特徵為：具備第1電極及以碳材料為主要成分之第2電極介以至少具有一缺口部之絕緣構件，而於大氣中或空氣中保持於特定間隔之電極’ 用以於上述第1電極與上述第2電極間施加電壓以產生電弧放電’並猎該電弧放電条發上述碳材料’且自上述缺口部產生含有碳材料之弧射之由電源構成之電弧產生機構，以及

314577.ptd 第12頁 1271381 五、發明說明（6) 回收冷卻上述弧射所形成之含有碳奈米材料之煙灰之回收構件。申請專利範圍第11項之碳奈米微粒子之製造裝置，其特徵為：係於申請專利範圍第1 0項之碳奈米微粒子之製造裝置中，更具有，使上述第1電極與上述第2電極相對移動之移動機構，以使上述第1電極與上述第2電極一面相對移動，一面於上述第1電極與上述第2電極之間施加電壓以產生上述電弧放電’並措上述電弧放電洛發上述碳材料’以產生含有碳奈米材料之煙灰。申請專利範圍第1 2項之碳奈米微粒子之製造裝置，其特徵為：係於申請專利範圍第1 0項之碳奈米微粒子之製造裝置中，上述回收構件係為基材，更具有保持該基材與上述弧射相向之保持構件’ 藉上述基材回收上述含碳奈米材料之煙灰。申請專利範圍第1 3項之碳奈米微粒子之製造裝置，其特徵為：係於申請專利範圍第1 0項之碳奈米微粒子之製造裝置中，更具有，一面於上述電弧放電施加磁場一面產生上述弧射之磁場施加構件。申請專利範圍第1 4項之碳奈米微粒子之製造裝置，其特徵為：係於申請專利範圍第1 0項之碳奈米微粒子之製造

314577.ptd 第13頁 1271381 五、發明說明（7) 裝置中，更具備，供給特定氣體於上述電弧放電之產生區域之特定氣體供給構件。申請專利範圍第1 5項之碳奈米微粒子之製造裝置，其特徵為：係於申請專利範圍第1 0項之碳奈米微粒子之製造裝置中，更具備，冷卻上述第1電極與上述第2電極之冷卻構件。申請專利範圍第1 6項之極短單層碳奈米管，其特徵為：直徑0 . 7奈米至5奈米，長3奈米至1 0 0奈米。 [實施方式] 本發明係於開放大氣中或空氣中，藉石墨等由碳材料所構成之多數電極間之電弧放電，以製造包含碳奈米角等碳奈米材料之碳奈米微粒子。具體内容如下。於開放大氣中或空氣中，使二個電極介以具有至少一缺口部之絕緣構件相向配置。於二個電極間施加電壓，以在形成於絕緣構件缺口部之空間產生電弧放電。此時，當二個電極與絕緣構件缺口部所形成之空間十分狹小時，通常之電弧放電所形成之圓形陽極點（亦即，電弧陽輝區 (arc positive colume)電漿與陽極之邊界，即形成於陽極表面之電流通路，接收電子電流之處所）會消滅，陽極點廣布於未為絕緣構件所覆蓋之整個電極表面。該狀態係，因電弧之高溫（4 0 0 0 K至2 0 0 0 0 K左右）及來

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1271381 _---- 五、發明說明（9) 時，例如缺口部大，或絕緣構件厚時，，行，丁 /予时’險極妙之微小圓形（最大約4毫米）。此時’弧射不甚/形成係，γ 幾無含碳奈米角之微粒子之產出。 &無形成弧射時之電弧電壓比較，形成狐射時的電弧電壓減少。此乃由於形成弧射時’陽極點擴大，陽極表面之電阻降低，其結果陽極下降電壓變小之故。而包夾絕緣構件之電極構造及製造碳奈米角等之形成弧射之際，因會產生汽笛聲，故本發明之方法稱為汽笛弧射法（Whistling Arc Jet Method)。該汽笛聲係人耳可聞之每曰。並非極其南日’而係如「°畢—」之連續'聲音。反之’無该Ά由聲發出日rr ’弧射不甚會形成，而幾無含碳奈米角之微粒子之產出。此時，係發出「啪听啦σ即」之不連續聲響。而二個電極與絕緣構件缺口部構成有細孔。由該形狀，本發明之方法亦稱為孔穴弧射（Μ. I k e d a，IL Takikawa， T. Tahara， Y. Fujimura， M. Kato, K. Tanaka, S. Itoh， T. Sakakibara: ’’Preparation of carbon nanohorn aggregates by cavity arc jet in open air”， Japanese Journal of Applied Physics, 41， L852 (2002))。以下更詳細說明本發明，當然，本發明並不限定於以下實施例，而可作種種設計變更。又，以下所示各實施例 (第1實施例至第8實施例）之構成當然可各有多數組之組合0

Μ

314577.ptd 第16頁 1271381 五、發明說明（ίο) [實施例] 本實施例係藉由使用泛用之電弧焊接用電源，在開放大氣中或空氣中’於二個碳材料電極間夹置設有缺口部之絕緣構件，於該缺口部產生電弧放電，而急遽蒸發該缺口部之陽極碳材料，由缺口部之缺口產生弧射，將該弧射導至回收構件等，製造煙灰形態之含碳奈米角等碳奈米材料之碳奈米微粒子。茲參照第1圖說明第1實施例。第1圖（a)係本實施例之碳奈米微粒子製造方法所使用之製造裝置簡圖。第1圖（b) 係第1圖（a)中A-A部份之剖視圖。第1圖（c)係第1圖（a)中 B-B部份之剖視圖。 ^ 如第1圖所示，本發明之製造裝置係由，第1電極之由石墨等所構成之陰極1、與上述陰極1相向配置的第2電極之由碳材料（石墨、活性碳、非晶碳、樹脂等）所構成之陽極2、配設於上述陰極1與上述陽極2間之絕緣薄板3、以與陰極1、陽極2相向而外露之方式形成在絕緣板3之缺口部 4，於上述陰極1與上述陽極2間施加電壓（例如，可列舉出接觸點電孤、施加南電壓、施加南頻等）並精由以電弧放電產生弧射（電弧）5的方式’务發陽極2之碳材料，以產生含碳奈米材料之煙灰之焊接用電源6、與上述弧射5相向配置，同時並堆積上述煙灰之作為回收構件的不鏽鋼等之基板（基材）7，以及作為固定並保持上述基板7之保持構件的基座8構成。9係堆積於上述基板7之由含碳奈米材料的煙灰所構成之碳奈米微粒子。

314577.ptd 第17頁 1271381 五、發明說明（11) 陰極1、陽極2係相向配置於大氣中或空氣中，電弧放電係於大氣中或空氣中產生。在此，陰極1與陽極2之配置場所或電弧放電之產生點，即使不在大氣中，亦可在A r、 He等惰性氣體中，或0 2、N 2、Η氦體環境中，烴氣、二氧化碳等之含碳氣體中，或上述氣體（包含大氣、空氣）之混合氣體中進行之。更亦可於減壓或加壓下（5 0千帕至2 0 0千帕左右）施行。最簡便廉價者即係在大氣中。在此，空氣係指氮：氧=大約4 : 1之組成之氣體（亦可含微量成分的Ar等。一般係經去除水分之乾燥空氣）。空氣中則指例如包含5 0千帕至1 5 0千帕左右之壓力。同樣地，大氣一般係指環繞主天體之氣體，主要指地球之大氣。地球上係以氮及氧為主要成分，此外含少量二氧化碳、氖、氦、曱烷、氫等之混合物。亦含水蒸氣。亦即，在空氣中含天然水蒸氣者。大氣中（大氣開放中或大氣開放下）係含例如9 0千帕至11 0千帕左右之大氣壓程度之壓力。基本上雖無容器之必要，但欲維持工作場所之清潔時、欲於惰性氣體中施行時，或為防風等所引起之對流影響時等，亦可將包含工作部之裝置全體設置於包被機構的簡單容器（真空容器或加壓容器均可。亦可係密閉型容器或開放型容器）内。電弧放電係由電弧電極點（直流者係陰極點及陽極點）及電弧陽輝區構成。電極點係電漿（電離氣體）的電弧陽輝區與固態的電極之邊界。

314577.ptd 第18頁 1271381 五、發明說明（12) 電弧放電可於直流、直流脈衝、交流、交流脈衝等模式下進行。以直流或直流脈衝模式產生電弧放電時，陽極 2會伴隨大量的蒸發，而陰極1則幾無蒸發。另一方面，以交流或交流脈衝模式產生電弧放電時，則二個電極1、2均蒸發。然而，可形成最安定之弧射5，且碳奈米微粒子9之製造量最大者係直流模式。此乃，交流下雖亦有某種程度之弧射5產生，但由於陽極2與陰極1之極性週期性反轉，會產生冷卻期間，所以一方之電極點不會擴大。其結果，蒸發量低，且弧射5長度變短，因此產出量變少。陰極1與陽極2二者係以碳（石墨、活性碳、非晶碳、樹脂等）為主要成分之材料構成，以交流或父流脈衝模式產生電弧放電時，二個電極1、2會交替蒸發。嗣後之實施例係以直流運作之電弧放電作說明。構成陰極1與陽極2之石墨電極，用不含雜質之石墨即可。在此，若利用混合金屬微粒之石墨作為陽極時，蒸發量會增加，碳奈米微粒子之製造量會增加。此乃由於金屬微粒子的蒸發溫度低於石墨，其蒸發將會促進周圍石墨之蒸發之故。該金屬微粒子可用N i、Y、F e、Cu等種種金屬。亦可混合不同金屬。其中適當者有混合N i微粒子（4 莫耳％)與γ微粒子（1莫耳％)之石墨，煙灰的產出量極大。但是，煙灰中碳奈米角微粒子之收獲率高者，係在所用石墨不含雜質時。此乃因基本上碳奈米角的合成不需觸媒（雷射蒸發法亦係使用純石墨）。含雜質（即觸媒）微粒子時，堆積於該觸媒金屬之碳量將會增加。亦即，能構成碳

314577.ptd 第19頁 1271381 五、發明說明（13) 奈米角之碳比率減少之故。而以每單位時間之產出量論，係以蒸發量絕對較大之加有N i及Y之石墨電極為合適。作為絕緣構件之絕緣板3厚度雖未予規定，但為以泛用電弧電源6產生電弧放電，以0. 2至5毫米為適當。其中，為形成弧射5，以0 · 2至2毫米為佳。絕緣板3缺口部4 之形狀可利用四角形、圓弧形、三角形等種種形狀。此等形狀均係弧射5之出口為寬廣之形狀或相等之形狀。其中，三角形容易加工。當然，亦可係逆三角形而把出口縮小〇絕緣板3缺口部4之深度（離弧射喷出口之距離）及缺口寬度（弧射喷出口之開口寬度）無特殊規定。但是，石墨陽極時因蒸發不易，故缺口深度宜淺且寬度宜窄。加有N i及 Y之石墨陽極時，因蒸發容易，故廣受採用。但是，電弧電流為1 0 0至2 0 0安培時，缺口深度及開口寬度各以2 0毫米以下及1 5毫米以下為適當。較佳者為各在 1 0毫米以下及5毫米以下。超乎此外之缺口，僅會蒸發一部份之應蒸發的電極。而電弧電流為2 0 0至3 0 0安培時，缺口深度及開口寬度各以2 5毫米以下及2 0毫米以下為適當。較佳者為各在1 5毫米以下及1 0毫米以下。電弧電流雖係愈大愈佳，但3 0 0安培以上時，絕緣板3 與電弧相向之面因溫度達數百°C左右，絕緣板3易於熔化，故以3 0 0安培以下為佳。電弧電流在5 0安培以下時，傾向難以產生弧射5。絕緣板3當用以規定陰極1與陽極2之間隔，即規定弧

314577.ptd 第20頁 1271381 五、發明說明（14) 射5之喷出方向，故密接於二個電極1、2。然而，絕緣板ί 並無完全加以密合之必要。絕緣板3面積大於陰極1與陽極2。亦即，絕緣板3自二個電極1、2間伸出外側。此乃為防所欲處所以外產生電弧放電。當然，絕緣板3亦可與陰極1及陽極2同大小。至少係設定陰極1、陽極2及絕緣板3之大小，不致在所欲處所以外產生電弧放電。基板（回收板）7係以不鏽鋼、陶瓷等，1 0 0 0°C以上之而才熱材質構成。基板7之大小係2 0毫米X 2 0毫米以上。基板7離弧射之距離，係5毫米至2 0 0毫米。當該距離過近時基板7將會熔化，過遠時則煙灰之堆積（附著）變少。而基板7係配置成朝向弧射5之產生方向。基板7係設定成直接接觸弧射5，此係為藉基板急遽冷卻電弧，以形成更多的煙灰。但亦可配置成離開特定間隔。回收構件之絕緣基板7若係耐高溫（約2 0 (TC以上）之絕緣性材料（含半導體。因電弧電漿的導電性高，故電阻在] 歐姆/毫米以上之材料即無問題。電弧之電阻約在0. 2歐姆/毫米左右）均可使用。可用例如聚四氟乙烯、雲母、陶曼或聚石夕氧（silicone)。其中適當者為聚四氟乙稀。此乃由於，聚四氟乙烯亦為電弧之熱所蒸發，而產生氣體，該氣體亦支援弧射5之形成。而陶瓷會因電弧之熱解離，並附著於電極表面成為玻璃狀物質。在此，電極係用純石墨時，回收板係含磁性成分之不鏽鋼等的情況，回收時因其成分會溶入碳奈米材料，故可

ill 314577.ptd 第21頁 1271381 五、發明說明（15) 合成具磁性之碳奈米粒子。而電極係用加有N i及Y之石墨時，因煙灰中混有N i及Y，故可使碳奈米粒子全體之煙灰具磁性。至此係以陰極1、陽極2或絕緣板3的各形狀採用方形者為例加以說明。但不限於此，亦可用圓形、三角形等種種形狀。亦可使回收構件之基板7自行豎立，而兼具保持構件基座8之功能，以省略基座8。第1圖（a)中，弧射5(煙灰9之堆積位置）係於基板7附近，對基板7上下方向之形狀並非呈上下均等。亦即，弧射5之電弧係往紙面之上方延伸較長，下方較短。此乃由於形成弧射5之電弧本身之熱，產生上升氣流之故。被附於基板7之碳奈米微粒子（煙灰）自基板7分離回收，可直接用作一次電池、二次電池、燃料電池、電子釋出源、氣體儲存裝置、氣體、液體淨化裝置氣體•液體改質裝置、與橡膠•樹脂（塑膠）·尿烷•彈性體等之混合材料、潤滑材料、研磨材料、切削材料等。當然亦可純化分離該煙灰，用作單質之碳奈米角等之碳奈米材料。第2圖至第4圖係，作為絕緣構件之絕緣板3的缺口部4 為三角形之形狀，缺口部4的深度及開口寬度各為1 5毫米及1 0毫米，完成製造實驗時，陽極表面之情況的照片。在此，絕緣板3係以聚四氟乙烯製成，厚1毫米。第1電極的陰極1與第2電極的陽極2係用純石墨。電弧放電時間為1 秒。而在陽極2不進行相對移動時，放電時間之極限為2秒左右。

III Μ

314577.ptd 第22頁 1271381 五、發明說明（16) 第2圖係電弧放電前所拍陽極表面情況之照片。第3圖係電弧電流為2 0 0安培，形成汽笛弧射5時所拍陽極表面情況之照片。第4圖係電弧電流為5 0安培，不形成汽笛弧射5 時所拍陽極表面情況之照片。第3圖之形成汽笛弧射5時之樣態，與第2圖之電弧放電前之樣態作比較，可知絕緣板3缺口部4之陽極2表面大致成均勻蒸發。另一方面，觀察第4圖之不形成汽笛弧射5 時（不發汽笛聲，成啪唧啪唧啪唧之不連續聲響）之樣態，可見陽極2表面蒸發不均勻，有多數個連續或不連續之陽極點所形成之直徑約2毫米左右之陽極點凹洞。該狀態下，難以製造含碳奈米角之碳奈米微粒子。第5圖及第6圖顯示電弧電壓之波形。第5圖係形成汽笛弧射5時（亦即，第3圖者）之電弧電壓波形。第6圖係不形成汽笛弧射5時（即，第4圖者）之電弧電壓波形。如第6 圖所示，不形成弧射5時之電弧電壓係約4 0伏特。但是，如第5圖所示，形成弧射5時降至約2 7伏特。此應係於形成弧射5時，陽極點擴大，陽極表面之電阻降低，其結果陽極下降電壓降低之故。進一步說明，則應係同一電流流經陽極、陽極點、電弧陽輝區電聚。陽極點之截面積因小於陽極及電弧陽輝區電漿，故電流不易流通（即，形成瓶頸），因此電阻變高。當陽極點擴大，則電流即易於流通（即，無瓶頸），電阻就會降低。第7圖至第1 1圖係，陰極1、陽極2均用純石墨電極，在形成汽笛弧射5時，回收構件之基板7所回收之煙灰9之

314577.ptd 第23頁 1271381 五、發明說明（17) 穿透型電子顯微鏡照片。在此，純石墨係指不含雜質之石墨。更嚴格地說，並非完全不含雜質，而指不故意添加觸媒等的石墨。使用含活性碳、非晶碳或觸媒金屬之石墨、樹脂等來取代石墨電極時，所得結果幾乎相同。在此所謂的樹脂，係兼具電極之功能之導電性樹脂。有例如混有石墨或金屬等而具導電性之樹脂。此時，樹脂本身或混入於樹脂之石墨等之碳成分，成為含奈米角等奈米碳材料之原料。第7圖係煙灰9之低倍率穿透型電子顯微鏡照片。由第 7圖可見煙灰9幾乎全係直徑約1 0 0奈米以下之微粒子。第8圖係集合碳奈米角的微粒子之穿透型電子顯微鏡擴大照片。由第8圖可見在微粒子的外周存在呈角形之碳奈米角。如此之微粒子約占所有微粒子之3 0 %。碳奈米角幾乎全係單層，但亦有些許的雙層物存在。碳奈米角以外，亦有部份含極短單層碳奈米管之微粒子存在。該單層碳奈米管示之於第9圖，在圖中的框内為極短單層碳奈米管。管長在1 0奈米左右以下。不用觸媒而製造單層礙奈米管之例向來未見。在此，長單層碳奈米管無觸媒時應無法製得。但是，短單層碳奈米管因大小與奈米微囊相同，故若係小石墨片（g r a p h e n e s h e e t )，其應係捲成管狀的極短單層碳奈米管。又，幾乎所有其它微粒子具如第1 0圖之構造。該微粒子係未充分成長為碳奈米角微粒子或極短單層碳奈米管微粒子之前驅物。在此，前驅物並無碳奈米角或碳奈米管之

314577.ptd 第24頁 1271381 五、發明說明（18) 圓筒部份，而僅係其末端之集合物。故視覺上看似泡狀集合物。文獻’’參照 Nano-aggregates of single-walled graphitic carbon nano-horns/S. Iijima， M. Y udasaka, R. Yamada，S. Bandow, K. Suenaga, F.

Koka i/Chem. Phys. Lett. Vo 1. 3 0 9，PP. 1 6 5 - 1 7 0 ( 1 9 9 9 ) n 亦有介紹。使用純石墨電極時，在以本製造方法製造之碳奈米微粒子中，除上述碳奈米角或碳奈米管以外，並含微量之富樂烯（C 6 0、C 7 0及多於7 0個碳原子所構成之巨大球殼狀物質），多層碳奈米管及奈米多面體（多面體碳奈米微粒子：參照文獻齊藤彌八•坂東俊治著「碳奈米管之基礎」， ρρ· 37- 42，CORONA社，（1998))。而使用含Ni及Y之石墨黾極日守，亦含被1之富樂烤、束狀（例如吸管束之概念）或單獨之單層碳奈米管、多層碳奈米管及奈米多面體。更有如第1 1圖所示之氣球狀奈米微粒子存在5至1〇%。在此’氣球狀奈米微粒子係大於奈米微囊，幾乎無單層者’而係2層至1 0層所成之奈米碳。其次參照第12圖說明第2實施例。本實施例係用以更切貫產生弧射之裝置之一例。第12圖（a)係用於本例之碳奈米微粒子製造方法之製造裝置簡圖。第12圖（b)係第12 圖（a)中C-C部份之剖視圖。鱼箆]相 a 口弟丄圚相冋部份附有相同符號，其說明省略。如第1 2圖所示，本例之絮诰奘罟焱衣仏衣置係，於第1實施例之製造裝置構造以外，更且備〗έ日诚i县# 4 w ^ 叉/、彳有i組磁％靶加構件（磁場產生構

第25頁

1271381 五、發明說明（19) 件）的電磁線圈1 0。亦可取代電磁線圈1 0 ’使用永久磁石等。電磁線圈1 0係配置於對連接陰極1及陽極2之兩相向電極之最短直線呈交叉（含正交）之方向。藉該裝置構造，施加磁場於電流的流向及其垂直方向。電弧放電所產生之電聚因係局溫電離氣悲流體’故在採到外力下會朝該方向轉彎。在此，因電弧本身之電流I 與施加磁場B之相互作用，而於吹出口方向接到力F (弗來明左手定律（當施加垂直方向的磁場於電流流向時，產生垂直於電流方向及磁場方向之力））。其結果，自缺口部4 之缺口吹出電弧電漿，而形成弧射5。該弧射5内所含之碳成分，於冷卻過程形成碳奈米角等碳奈米材料。施加之磁場理論上愈強愈佳。但是，當施加過強磁場時，電弧電壓會上升，而超過電源之可輸出電壓。此乃由於，電弧電流之通路的電弧陽輝區電漿彎曲，電極間距相對變長，而使電弧陽輝區電漿的電阻加大，以致電弧電壓上升之緣故。使用泛用之電弧電源6時，磁通量密度以1毫泰斯拉至50 0毫泰斯拉為合適。茲參照第1 3圖說明第3實施例。本實施例呈示用以更切實產生弧射的裝置之一例。第1 3圖（a )係本例之用於碳奈米微粒子製造方法之製造裝置簡圖。第1 3圖（b )係第1 3 圖（a)中D-D部份之剖視圖。與第1圖相同之部份附有相同符號，其說明省略。如第1 3圖所示，本例之製造裝置係除第1實施例之製造裝置的構造以外，具備供給特定氣體1 1於弧射（電弧）5

314577.ptd 第26頁 1271381 五、發明說明（20) 之氣體供給源的氣體瓶i 2、自上述氣導入絕緣板3之氣體流路部1 5之氣體導入μ 2將彳寸疋氣體1 1 於上述氣體槪a與上述絕緣板3之j以及配設自上述氣體瓶1 2之流量之氣體調整器定氣體1 1來瓶12、氣體導入管13、氣體調整器及济計14。以氣體體供給構件。 '丨L里5十1 4構成特定氣又如弟1 3圖所示，本例之梦造穿之形狀與第丄實施例之製造% '，構造及絕緣板3 口部4以外尚有转宗气雕，， ^ 本例之絕緣板3係缺 ⑽形成與缺口部疋=11之氣=路部…氣體流路部板3内部，呈線型：而：：：路部15係形成於絕緣筒狀之中空邻工邛。換$之，係於絕緣板3中形成於絕緣才反3而不合板3%f體流路# 1 5宜係形成亦可形成溝部使曰险極=i及陽極2相向導致放電。例如，連通。吏陰極1或除極2中之一外露，並與缺口部4 本例之韋j、生壯口（氣體流路置係由弧射5之吹出口反向之氣體導入達外可至絕綾 b之一端），強制性地送入特定氣體11。送電弧擠向吹出f 3缺口部4之最深處。送入之特定氣體11將防止絕缘柘方向以達到形成孤射5之效果，同時達到在i 弧接觸，並保護絕緣板3之效果。弧電極點（電將4寸疋氣體吹向弧射5之電弧電極點時，於電區均有特定1氣火_之☆電弧陽輝區與固體電極之邊界）以及陽輝少於陽輝區^ ’泉動。但是，侵入電弧電極點之特定氣體牛例來說，有如朝打火機或蠟燭之火焰橫向

1271381 五、發明說明（21) 吹氣的感覺。如此，特定氣體1 1之導入即屬有效之手段。供給稀有氣體等惰性氣體時，煙灰之燃燒量應會減少。而若以流動特定氣體11等使電極冷卻，更可抑制加熱所致之破損。特定氣體1 1係可利用Αϊ·或He等惰性氣體、02氣體、N2 氣體、H2氣體、烴氣、二氧化碳等之含碳氣體，大氣、空氣之任一者或該等之混合氣體。尤以Ar、He、N2、空氣為佳，其中以Ar為最合適。但使用其它氣體時，產物可予以變化。在此，空氣係完全不含水分。又，大氣係含水分 (溼度高於0 %低於1 0 0 %)之空氣。最簡單者係壓力約大氣壓程度之大氣，例如，可用壓縮機送入。特定氣體1 1之流量不必一定時，亦可不用氣體調整器及流量計1 4。茲參照第1 4圖說明第4實施例。本實施例顯示，連續性製造含碳奈米角等碳奈米材料之碳奈米微粒子的裝置之一例。第1 4圖（a )係本例之用於碳奈米微粒子製造方法之製造裝置簡圖。第14圖（b)係第14圖（a)中E-E部份之剖視圖。第14圖（c)係第14圖（a)中F-F部份之剖視圖。與第1圖相同之部份附有相同符號，其說明省略。如第1 4圖所示，本例之製造裝置，構造與第1圖之裝置構造幾乎相同。差別在於，使第2電極的蒸發用電極（陽極，蒸發電極）2配合吹出口的寬度而呈細長。製程中，為所蒸發之寬係十數毫米左右即可，故藉此材料可作有效利用。具構成為當位處於絕緣板3缺口部4之蒸發電極2蒸發時，以送出蒸發電極2的形態補給原料。藉蒸發電極2之

314577.ptd 第28頁 1271381 五、發明說明（22) 緩緩送出，連續製造成為可能。當絕緣板3之絕緣物消耗殆盡時，可同時送出絕緣物 (亦即絕緣板3 )及陽極2。在此，於送出絕緣板3時可例如藉三分割絕緣板3，調整經三分割之中央絕緣板3之送出量，確保絕緣板3之缺口部4。在此，蒸發電極2之送出，基本上係於電弧放電之連續進行時連續補給。但亦可一面間斷的進行電弧放電，一面進行間斷的補給。又在連續製造時，亦可求出一定電流下之電極蒸發速率，然後採用決定蒸發電極2之送出速率的方法。其次，陰極1與陽極2之相對移動可用手動（人手）為之，亦可使用具有至少將陽極2往特定方向移動之移動機制之裝置，例如以NC (數位控制）裝置等自動為之。亦可移動陰極1與陽極2二者。本例中，與第1圖之裝置構造之另一差異點，在於設有用以冷卻陰極1與陽極2的二個電極之冷卻構件水冷塊 1 6。該水冷塊1 6分別冷卻陰極1與陽極2以使可長期運作生產。此外，以維持在2 0 0°C以下左右之溫度為佳（不冷卻則達2 0 0°C至6 0 0°C左右）。如此，連續生產即成可能。水冷塊1 6係由接觸陰極1與陽極2之方塊部，以及接觸而貫穿上述方塊部，用以於内部流通冷卻上述方塊部之冷卻水（水、油等）之中空部之管構成。冷卻構件不限於水冷塊1 6，能冷卻陰極1與陽極2者即可。例如，可用水、二氧化碳氣體等冷卻媒體吹拂、喷霧。

314577.ptd 第29頁 1271381 五、發明說明（23) 水冷塊1 6之材質無特殊限制，陽極2用之水冷塊1 6，材質係以石墨為佳。此乃由於，當蒸發用電極2消耗殆盡時，形成弧射5之電弧直接接觸水冷塊1 6，而可能發生溶解漏水。若係石墨則雖與電弧接觸亦不致造成大問題。茲參照第1 5圖說明第5實施例。本實施例顯示，連續性製造含碳奈米角等碳奈米材料之碳奈米微粒子的裝置之另一例。第1 5圖（a )係本例之用於碳奈米微粒子製造方法之製造裝置簡圖。第15圖（b)係第15圖（a)中G- G部份之剖視圖。第15圖（c)係第15圖（a)中H-H部份之剖視圖。與第1 圖（第1 4圖）相同之部份附有相同符號，其說明省略。前述第1 4圖之裝置係蒸發電極2於絕緣板3水平滑動連續供給原料之方式。相對於此，第1 5圖之裝置係，蒸發電極2即原料（陽極石墨材料）自絕緣板3之交叉方向（垂直方向）相對移動送出，而將原料進行連續蒸發。進一步說明，則第1 5圖之裝置係將第1 4圖之陽極2二分為，可移動之蒸發電極1 7，及用以施加電壓於上述蒸發電極1 7而被固定的陽極電流導入端子1 8 (本來，陽極2兼具蒸發電極1 7及用以施加電壓於上述蒸發電極1 7之陽極電流導入端子1 8之功能）。在此，比較第1 4圖所示之製造裝置與第1 5圖所示之製造裝置時，通常因絕緣板3並非全無損耗，故絕緣板3亦有送出之必要。因此係以可同時送出原料的石墨板2及絕緣板3之第1 4圖之裝置構造為佳。但用幾無損耗之絕緣板材料，或以氣體冷卻時，則係以第1 5圖之裝置為佳。此乃由

314577.ptd 第30頁 1271381 五、發明說明（24) t m ^ . 於第15圖所示之裝〆料：全辑；：對== 圖所示之裝置之方a，因原料無法完全蒸發’故產生原枓之殘骸。兹參照帛16圖説明帛6實施例。本實施^；νΛ\ "4圖或第15圖之製遠裝置’連續製f含奈米材料之碳奈米微粗子日寺，Ϊ效回收製造讨置例。第16圖係本例之博於碳奈米微粒子製造方法之衣1"I 置簡圖。與第丨圖（第14圖或第15圖）相同之部份附有相同符號’其說明省略。首先，當在第&製造裝置連續產生電弧時’特意附著於回收板基板7义竣奈米微粒子（煙灰）9，會因弧射5 之電弧熱，而於附著後消失、氧化。因而，為防止其發生使基板7旋轉，使煙灰9附者於說轉基板7之一處後，於未受電弧照射之位置，用刮刷器2 0將附著物（煙灰g )從基板7 上刮除。被刮除之煙灰9蓄積於儲存器2 1。在此，2 2係用以使基板7旋轉之旋轉移動裝置。而2 3 =以固定上述刮刷器20於上述旋轉移動裝置^之固定構 :二藉：成固定構件23之彈簧等張力施加構 »亦可使基板7往前後運動’再用刮刷器 2 Ok基板7刮除附著物（煙灰9 )。亦會產生有不附著於基板7而浮游於 2 ’應有約全部煙灰之三成不附著於基板 ;則，收率就會改善。因此，除基板7以外，土反邛之抽吸口 24、煙灰捕集過濾器25、連接管26、

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1271381 五、發明說明（25) 抽吸裝置2 7所構成之系統（回收構件），回收氣中之浮游煙灰1 9。為捕集大範圍之浮游煙灰1 9，抽吸口 2 4可用開口宜大之形狀。過濾器2 5可用泛用之紙過濾器、濾紙等。抽吸裝置2 7可用泛用之吸塵器、抽吸泵、真空泵等。在此，因形成弧射5之電弧本身之熱，會產生上升氣流，故回收浮游煙灰之抽吸口 2 4，係以至少設於紙面之上方為佳。茲參照第1 7圖說明第7實施例。本實施例顯示，使用多數個弧射更高收獲率地製造含妓奈米材料之碳奈米微粒子之裝置之例。第1 7圖係本例之用於碳奈米微粒子製造方法之製造裝置簡圖。第1 7圖係相當於第1圖中第1實施例之第1圖（b)。其它構造則與第1圖同。而與第1圖相同之部份附有相同符號，其說明省略。如第1 7圖所示，本例之製造裝置與第1實施例（第1圖）之製造裝置構造幾乎相同。差別在於，形成有多數個（本例為3個）絕緣構件絕緣板3之缺口部4。與上述多數個缺口部4 (即弧射5 )相向，各配置有回收構件基板7。藉該裝置之構造，令其同時產生多數個弧射5，可於多數個處所（多數方向）同時堆積煙灰9。亦即，透過形成不只1個之多數個缺口部4，即可增加碳奈米微粒子之收獲量。茲參照第1 8圖說明第8實施例。本實施例顯示，使用多數個弧射製造含碳奈米材料之碳奈米微粒子之裝置之另一例。第1 8圖（a )係用於本例之碳奈米微粒子製造方法之製造裝置簡圖。第1 8圖（b )係第1 8圖（a )中I - I部份之剖視

314577.ptd 第32頁 1271381 五、發明說明（26) 圖。第1 8圖（c)係第1 8圖（b)之變化例。而與第1圖相同之部份附有相同符號，其說明省略。如第1 8圖（a )及第1 8圖（b )所示，本例之製造裝置與第 1實施例（第1圖）之製造裝置構造幾乎相同。差別在於，與陰極1之雙面相向，各配置陽極2及絕緣板3，成為三明治型構造。藉該裝置之構造，令其同時產生多數個（本例為2 個）弧射5，可於大致同一處所（同一方向）堆積煙灰9。亦即，藉由將第2電極之蒸發陽極2積層不只1層而為多數層，可增加碳奈米微粒子之收獲量。第1 8圖（c )係以多數個弧射來增加碳奈米微粒子收獲量之另一裝置變化例。與第1 8圖（b)之差別在於，與陽極2 之雙面相向，各配置陰極1及絕緣板3，成為三明治型構造。藉該裝置構造，令其同時產生多數個（本例為2個）弧射5，可於大致同一處所（同一方向）堆積煙灰9。亦即，藉由將陰極1面對陽極2積層不只1層而為多數層，以加速陽極2之蒸發，可增加碳奈米微粒子之收獲量。上述各實施例係以回收構件使用基板者為例。但是亦可取代基板，以天然水、聚矽氧油、油（產生電弧放電之溫度以下具流動性之油）等基質構成之流體（液體），及容納該流體之由玻璃、陶瓷、金屬等構成的開放容器作為保持構件之流體容器，配設於煙灰9之飛散區域。此時，弧射係朝下方產生。該流體除上述以外，可用水溶液、乾冰、液態氮、液態氦等低溫冷媒。在此，該流體容器係具有可循環流體之封閉系流路。

314577.ptd 第33頁 1271381 五、發明說明（27) 此外，該流路途中，設有具回收含奈米碳煙灰9之功能之過濾構件等。如此構成，即可連續回收煙灰9，並可提供更簡單之製造方法及其所使用之裝置。當然，亦可使煙灰附著於流體表面、沉澱或溶解後在流體中，將流體精選、過濾，並抽出、精選特定奈米碳材料。此時，基質即使並非為流體，亦可係砂、玻璃、陶瓷、金屬等之耐熱微粒子（該等統稱為粒狀物）。更亦可係上述流體（液體）與上述耐熱微粒子之混合物。此時，作為保持構件之容器，係粒狀物的容器或流體與粒狀物之容器。上述各實施例中，於絕緣板3形成缺口部4時，可規定弧射5之喷出方向。並易於控制使煙灰9之堆積位置在特定範圍成為多數。更可在陰極1與陽極2之間高效率地進行電弧放電，因此可增加碳奈米微粒子等之收獲量。更可隨缺口部4之發聲輕易判定是否已形成弧射5。而原料可用廉價材料，其選擇範圍加大。 [發明之效果] 根據本發明可提供，包含碳奈米角、極短單層碳奈米管等碳奈米材料之碳奈米微粒子之極為容易之製造方法及其製造裝置。且根據本發明可提供，新穎奈米碳物質之極短單層碳奈米管。

314577.ptd 第34頁 1271381 圖式簡單說明 [圖式簡單說明] xj第1¾、用於碳奈米微粒子之製造方法中的製造裝置之 ^ 1C) 第1實施例ί：本發明之基本形）簡圖及剖視圖。第2圖用於第1圖所示裝置之第二電極在電弧放電前形狀之照片。第3圖用於第1圖所示裝置之第二電極在形成汽笛電弧放電時表面形狀之照片。第4圖用於第1圖所示裝置之第二電極在不形成汽笛電弧放電時表面形狀之照片。第5圖第3圖之情況下（形成汽笛電弧放電時）電弧電壓之波形圖。第6圖第4圖之情況下（不形成汽笛電弧放電時）電弧電壓之波形圖。第7圖用第1圖之裝置製造之煙灰（含碳奈米角之碳奈米材料）的整體像之ΤΕΜ照片（低倍率照片）。第8圖用第1圖之裝置製造之煙灰所含碳奈米角微粒子之ΤΕΜ照片（高倍率照片）。第9圖用第1圖之裝置製造之煙灰所含極短單層碳奈米管之ΤΕΜ照片（高倍率照片）。第1 0圖用第1圖之裝置製造之煙灰所含碳奈米角微粒子前驅物（泡狀粒子）之ΤΕΜ照片（高倍率照片）。第1 1圖用第1圖之裝置，且用混合N i及Υ之石墨電極製造出之煙灰所含氣球狀奈米粒子之TEM照片（高倍率照片

314577.ptd 第35頁 1271381 圖式簡單說明第1 2圖用於碳奈米微粒子製造方法之製造裝置之第2 實施例（利用磁場之製造法）之簡圖及剖視圖。第1 3圖（a )至（b )用於碳奈米微粒子製造方法之製造裝置之第3實施例（利用氣體之製造法）之簡圖及剖視圖。第1 4圖（a )至（c )用於碳奈米微粒子製造方法之製造裝置之第4實施例（連續製造法（使蒸發電極於絕緣板平行滑動之方法））之簡圖及剖視圖。第15圖（a)至（c)用於碳奈米微粒子製造方法之製造裝置之第5實施例（連續製造法（使蒸發電極於絕緣板垂直擠出之方法））之簡圖及剖視圖。第1 6圖用於碳奈米微粒子製造方法之製造裝置之第6 實施例（高效率回收方法）之簡圖。第1 7圖用於碳奈米微粒子製造方法之製造裝置之第7 實施例（使用多數個弧射之製造法）之簡圖。第1 8圖（a )至（c )用於碳奈米微粒子製造方法之製造裝置之第8實施例（使用多數個弧射之另一製造法）之簡圖。 1 陰極 (第一 •電極） 2 陽極 (第二電極） 3 絕緣構件 (絕緣板） 4 缺 V 部 5 弧射 6 電源 (電弧產生機構） 7 基板 (回收構件） 8 基座 (保持構件） 9 被著於基板之煙灰 (含碳奈米材料之碳奈米微粒子） 10 電磁線圈 (磁場施加『構件, ) 11 特定氣體 12 氣體瓶（氣體供給構件）

314577.ptd 第36頁 1271381 圖式簡單說明 13 氣體導入管 (氣體供給構件 ) 14 氣體調整器及流量計 (氣體供給構件 ) 15 氣體流路部 (氣體供給構件 ) 16 水冷塊 (電極冷卻構件） 17 蒸發電極 18 陽極電流導入端子 19 浮游於氣中之煙灰 (含碳奈米材料之碳奈米微粒子） 20 刮刷器 21 煙灰儲存器 2 2基板（ :回收構件）之旋轉移動裝置 23 刮刷器之固定構件 24 抽吸 π 25 煙灰捕集過滤器 26 連接管 27 抽吸裝置 I 電弧電流之方向 B 磁場方向 F 於電弧放電之施力方向

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Claims

1271381 |ri)^ ¥rf/, 案號 92107357 六、申請專利範圍 1 . 一種碳奈米微粒子之製造方法，其特徵為：具備弟1電極及以碳材料為主要成分之弟2電極介以至少具有一缺口部之絕緣構件而予以相向配置之步驟，於上述第1電極與上述第2電極間施加電壓，而使面對上述缺口部的上述第1電極與上述第2電極間於大氣中、空氣中或特定氣體中產生電弧放電之步驟，藉上述電弧放電蒸發上述第2電極之上述碳材料，並由上述缺口部產生含有碳材料之弧射之步驟，以及冷卻上述弧射形成含碳奈米材料之煙灰之步驟。 2. 如申請專利範圍第1項之碳奈米微粒子之製造方法，其中，由上述電弧放電之電極點蒸發上述第2電極之上述碳材料。 3. 如申請專利範圍第1項之碳奈米微粒子之製造方法，其中，使上述第1電極與上述第2電極一面相對移動，一面藉上述電弧放電蒸發上述第2電極之上述碳材料。 4. 如申請專利範圍第1項之碳奈米微粒子之製造方法，其中，更具備，回收含上述碳奈米材料之煙灰之步驟。 5. 如申請專利範圍第4項之碳奈米微粒子之製造方法，其中，具備與上述弧射相向配置以基材，並藉該基材回收含上述碳奈米材料之煙灰之步驟。 6. 如申請專利範圍第1項之碳奈米微粒子之製造方法，其中，一面施加磁場於上述電弧放電一面產生上述弧射。 7. 如申請專利範圍第1項之碳奈米微粒子之製造方法，其

314577修正版.ptc 第38頁 1271381 _案號92107357_%年〇月β日修正_ 六、申請專利範圍中，係一面供給特定氣體於上述電弧放電，一面進行上述電弧放電。 8. 如申請專利範圍第7項之碳奈米微粒子之製造方法，其中，上述特定氣體係稀有氣體、氮氣、含碳氣體、氧氣、氫氣、空氣、大氣或此等之混合氣體。 9. 如申請專利範圍第1項之碳奈米微粒子之製造方法，其中，係一面冷卻上述第1電極與上述第2電極，一面施行上述電弧放電。 10. —種碳奈米微粒子之製造裝置，其特徵為：具備第1電極及以碳材料為主要成分之第2電極介以至少具有一缺口部之絕緣構件，而於大氣中、空氣中或特定氣體中保持於特定間隔之電極’ 用以於上述第1電極與上述第2電極間施加電壓以產生電弧放電’並措該電弧放電条發上述碳材料’且自上述缺口部產生含有碳材料之弧射之由電源構成之電弧產生機構，以及回收冷卻上述弧射所形成之含有碳奈米材料之煙灰之回收構件。 1 1.如申請專利範圍第1 0項之碳奈米微粒子之製造裝置，其中，更具有，使上述第1電極與上述第2電極相對移動之移動機構，以使上述第1電極與上述第2電極一面相對移動，一面於上述第1電極與上述第2電極間施加電壓以產生上述電弧放電，並藉上述電弧放電蒸發上述碳材料。

314577修正版.ptc 第39頁 1271381 _ 案號92107357 中y年u月响日修正_ 六、申請專利範圍 1 2 .如申請專利範圍第1 0項之碳奈米微粒子之製造裝置，其中，上述回收構件係為基材，更具有保持該基材與上述弧射相向之保持構件，以藉上述基材回收上述含碳奈米材料之煙灰。 1 3 .如申請專利範圍第1 0項之碳奈米微粒子之製造裝置，其中，更具有，一面於上述電弧放電施加磁場一面產生上述弧射之磁場施加構件。 1 4.如申請專利範圍第1 0項之碳奈米微粒子之製造裝置，其中，更具備，供給特定氣體於上述電弧放電之產生區域之特定氣體供給構件。 1 5 .如申請專利範圍第1 0項之碳奈米微粒子之製造裝置，其中，更具備，冷卻上述第1電極與上述第2電極之冷卻構件。

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