TWI673241B - 用於使用電漿熱源來進行材料處理的方法及裝置 - Google Patents

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Abstract

方法及裝置提供用於：將玻璃分批材料以一方式進料至電漿圍堵容器中，該方式使得該玻璃分批材料係作為玻璃分批材料粒子之片層而分配；將電漿氣體之一或多個來源以一方式導向至該電漿圍堵容器之內體積中，該方式使得該電漿氣體作為電漿氣體之至少一個片層進入該電漿圍堵容器；以及施加交變電場以促進電漿羽於該電漿圍堵容器之該內體積內之產生，其中該電漿羽具有足以包封玻璃分批材料粒子之該片層之尺寸，且該電漿羽具有充分的熱能量以引起該玻璃分批材料熱反應且熔融，進而形成實質上均質、球體成形玻璃中間物粒子。

Description

用於使用電漿熱源來進行材料處理的方法及裝置
本申請案根據專利法主張2014年3月31日申請的美國申請案序列號第14/231008號之優先權權益，該申請案之內容為本文之基礎且係以全文引用方式併入本文。
本揭示內容係關於用於使用電漿熱源來進行材料處理的方法及裝置。
玻璃基板可用於各種應用，包括窗戶、高效能顯示設備及任何數量之其他應用。對玻璃基板之品質要求已隨著對改良解析度、透明度及效能之需求的增加而變得更為嚴格。然而，玻璃品質可負面地受各種處理步驟的影響，該等處理步驟範圍自形成玻璃熔體至玻璃產品之最終封裝。
可造成降低的玻璃品質之一個處理步驟為熔融製程，其中在熔融裝置中混合並加熱玻璃分批材料。在此製程期間，玻璃分批材料熔融且反應，釋出反應氣體，該等反應氣體在熔融玻璃中產生氣泡。另外，熔融製程可產生非均質玻璃熔體，該非均質玻璃熔體具有化學組成有所不同的區域。形成的第一熔 體常常具與耐火材料之高反應性，從而可導致裝置之過度磨損及/或玻璃熔體中之缺陷。熔體之較緻密部分亦可沉至熔融裝置之底部，從而導致淤渣層，該淤渣層具有與熔體之剩餘部分不同的光學性質，且難以完全回混至總體熔體中。淤渣層因此產生熔體之非均質部分，其在此項技術中及本文中稱為起筋(chord)。最後，由於典型地大的處理體積，可能的是：各種玻璃分批材料可能不會完全熔融。任何未熔融或部分熔融材料在熔融製程全程獲攜帶，且可稍後變成玻璃產品中之缺陷。
用於產生高品質光學玻璃之當前熔融製程利用高溫及攪拌來自玻璃熔體移除氣泡。然而，此等製程可受成本限制，因為該等製程需要昂貴的金屬及經特殊設計的高溫耐火材料以用於處理設備。此外，此等昂貴的熔融系統需要長的處理時間及高能消耗，因為反應氣體須行進長距離以逸出玻璃熔體，且淤渣層必須自熔爐槽之底部混合至槽中玻璃熔體之剩餘部分中，從而需要在長距離上經由高黏性流體之混合運動。
用於防止玻璃熔體中之玻璃氣泡及非均質部分的替代方法包括以較小批料來處理熔體。以此方式，氣泡須行進較短距離來逸出熔體，且淤渣層可更易於併入熔體之剩餘部分中。然而，如同許多小規 模製程一樣，此等方法具有各種缺點，諸如增加的處理時間及費用。
因此，此項技術中存在對改良用於玻璃分批材料之熔融製程以產生高品質光學玻璃之技術的需要。
本揭示內容係關於藉助於大氣壓熱電漿進行材料(例如，玻璃分批材料)之材料處理的領域，其中將要處理的材料係作為材料粒子之平面片狀形式分配至具有平面片狀組態之電漿羽中。為產生電漿羽，將電磁場提供至電漿氣體，以使得電漿羽獲得至少9,000K之電子溫度，例如11,603K(其為1.602 x 10-19J或1eV)之電子溫度。電漿氣體之帶電粒子藉由電磁場加速，以便產生離子化且將動量及動能賦予至電漿氣體中之離子及電子。當離子及電子與材料(例如，呈粉末形式之玻璃分批材料)碰撞時，動能轉移至材料。動能之轉移使材料之內部溫度升高至其進行熱反應(例如，部分地熔融、完全地熔融及/或引起一些其他或另外反應)之點。
出於商業目的，重要的是：大氣壓熱電漿製程展現高吞吐量及充分的熱能量以達成所要熱反應。
感應耦合電漿(Inductively coupled plasma；ICP)系統已用於基板上之低壓 濺鍍及蝕刻系統。感應耦合大氣壓電漿材料處理系統通常利用小直徑線圈或微波波導來構造，該等小直徑線圈或微波波導將電漿限制於小的體積柱體(直徑典型地為約5mm)中。因而，僅低速率之顆粒材料可在任何給定時間引入電漿中。
電容耦合電漿(Capacitively coupled plasma；CCP)系統已用於其中處理固體基板的低壓反應性處理、濺鍍、電漿增強化學氣相沉積(PECVD)製程、薄膜物理氣相沉積(PVD)等等。電容耦合電漿系統亦已與充當分離電容器極板之同心管一起使用，該等同心管產生小的柱狀電漿體積(直徑又為約5mm)及所得低顆粒材料處理速率。大氣壓均勻輝光放電電漿系統已用於平行電容極板佈置產生大氣壓電漿之情形，然而，基本上沒有作為製程之部分的加熱。
本文揭示的實施例克服現存系統之低顆粒材料處理速率，以便提供工業規模應用。實施例在大氣壓力下提供高容量之電漿，且在電漿羽內產生足夠動能以加熱材料且達成所要反應，包括熔融及/或其他以熱為基礎的製程。
熟習此項技術者將結合隨附圖式自本文之描述顯而易見其他態樣、特徵及優勢。
10‧‧‧玻璃分批材料/箭頭
12‧‧‧熱反應玻璃分批材料/經塗佈玻璃分批材料粒子/均質、球體成形玻璃中間物粒子
60‧‧‧磁源
100‧‧‧系統
102‧‧‧分批進料器及/或混合器
104‧‧‧分批篩料器
110‧‧‧電漿氣體
110-1‧‧‧第一來源
110-2‧‧‧第二來源
120‧‧‧冷卻流體
120-1‧‧‧冷卻流體來源
120-2‧‧‧冷卻流體來源
130‧‧‧射頻(RF)電源
140‧‧‧阻抗匹配網路
142‧‧‧一次側繞組
144‧‧‧二次側繞組
146‧‧‧分路電容
148‧‧‧串聯輸出電感
150‧‧‧控制單元
160‧‧‧磁源電路
170‧‧‧收集容器
200‧‧‧電漿圍堵容器/電容器
202‧‧‧第一電極
204‧‧‧第二電極
210‧‧‧相對的第一壁構件
212‧‧‧相對的第二壁構件
214‧‧‧第一側面構件/壁構件
216‧‧‧第二側面構件/壁構件
218‧‧‧內體積
220‧‧‧電漿羽
222‧‧‧進口/出口
224‧‧‧進口/出口
226‧‧‧第一氣體進口
228‧‧‧第二氣體進口
230‧‧‧進口結構
232‧‧‧材料進口
234‧‧‧材料出口
236‧‧‧第一組氣體出口
238‧‧‧第二組氣體出口
246‧‧‧第一冷卻流體進口
248‧‧‧第二冷卻流體進口
300‧‧‧磁性系統
302‧‧‧第一極片
304‧‧‧第二極片
400‧‧‧開啟結構
402‧‧‧閘
404‧‧‧控制器
X‧‧‧維度/方向
Y‧‧‧維度/方向
Z‧‧‧維度
出於說明之目的，在圖式中展示目前較佳之形式，然而，應理解，本文所揭示及描述之實施例不受限於所展示之精確佈置及工具。
第1圖為根據本揭示內容之一或多個實施例的用於熔融玻璃分批材料之系統之示意圖；第2圖為可用於第1圖之系統及/或其他實施例的電漿圍堵容器之一或多個實施例之透視及示意圖；第3圖為第2圖之電漿圍堵容器之側視圖；第4圖為適用於實行第2圖之電漿圍堵容器及/或其他實施例的進口結構之透視、部分透明及示意圖；第5圖為適用於實行第1圖之系統及/或其他實施例的磁性系統之俯視圖的示意圖；第6圖為第5圖之磁性系統之側視圖的示意圖；第7及8圖為複數個第2圖之電漿圍堵容器串聯連接以達成製造可調性之示意圖；以及第9圖為使用複數個第7圖之電漿圍堵容器的系統之示意電路圖。
參考圖式，圖中相同數字指示相同元件，第1圖中展示用於使用電漿熱源來處理材料之系 統100。材料可具有大體上顆粒形式，且可為任何適合的材料，例如玻璃分批材料。
片語玻璃分批材料及其變化形式在本文中用於表示玻璃前驅物粒子之混合物，該混合物在熔融、反應及/或其他動作時組合以形成玻璃材料。玻璃分批材料可藉由用於組合玻璃前驅物粒子之任何已知方法來製備及/或混合。例如，在某些非限制性實施例中，玻璃分批材料包含玻璃前驅物粒子之乾燥或實質上乾燥混合物，例如，不利用任何溶劑或液體。在其他實施例中，玻璃分批材料可呈漿料形式，例如，玻璃前驅物粒子於液體或溶劑存在下之混合物。根據各種實施例，玻璃分批材料可包含玻璃前驅物材料，諸如矽石、氧化鋁及各種其他氧化物，諸如氧化硼、氧化鎂、氧化鈣、氧化鈉、氧化鍶、氧化錫或氧化鈦。例如，玻璃分批材料可為矽石及/或氧化鋁與一或多種其他氧化物之混合物。熟習此項技術者將瞭解，玻璃分批材料可採取化合物及物質之多種特定組合。
現將參考第1-4圖來提供對系統100之詳細論述。第2圖為電漿圍堵容器200之一或多個實施例之透視及示意圖，其中第3圖為第2圖之側視圖。第4圖為電漿圍堵容器200之進口結構之透視、部分透明及示意圖。
參考第1圖，玻璃前驅物粒子可引入分批進料器及/或混合器102中，其中將粒子加以混合；接著，將混合粒子進料至分批篩料器104，其中使任何黏聚物破碎。玻璃分批材料10可具有在約5微米至約1,000微米範圍變化的平均粒度。玻璃分批材料10(其流動藉由標記為10之箭頭來例示)離開分批篩料器104，且進入電漿圍堵容器200。玻璃分批材料10暴露於電漿圍堵容器200內之電漿羽220，藉以電漿羽220具有充分的熱能量以至少引起玻璃分批材料10之熱反應，從而產生熱反應玻璃分批材料12。
本文涵蓋的熱反應類型之實例包括以下至少一者：(i)至少部分地熔融玻璃分批材料10以產生熱反應玻璃分批材料12，(ii)至少部分地熔融玻璃分批材料及一或多種另外材料中之至少一者，進而形成經塗佈玻璃分批材料粒子12，以及(iii)至少部分地熔融玻璃分批材料以形成實質上均質、球體成形玻璃中間物粒子12。熟習此項技術者將瞭解，電漿圍堵容器200內之熱反應(及/或其他反應)之類型可包括如將根據技藝現狀而明顯的任何數量之其他反應。
為有利於電漿圍堵容器200內之電漿羽220，將電漿氣體110之一或多個來源耦合至容器200。冷卻流體120(諸如空氣、水等等)之一或多個來源亦可耦合至電漿圍堵容器200，以便控制結構於電漿羽220存在下之溫度。
如將在本文中較詳細地描述，電漿氣體經受電場及磁場。電場係經由射頻(RF)電源130及阻抗匹配網路140產生，該RF電源及阻抗匹配網路驅動第一電極202及第二電極204於其之間建立電場。控制單元150(諸如，在軟體程式影響下操作的微處理器)可向RF電源130及/或阻抗匹配網路140提供信號發送，以便對電極202、204適當地設定電壓、電流及頻率位準。磁場係藉由磁源電路160產生。利用電場及磁場之適當定向及量值，電漿羽220可達成充分的能量以在玻璃分批材料10中引起熱反應。
熱反應玻璃分批材料12在收集容器170中累積。在收集之後，熱反應玻璃分批材料12可經受其他及/或可選處理步驟。
參考第2-4圖，電漿圍堵容器200包括相對的第一壁構件210及第二壁構件212，該等壁構件藉由相對的第一側面構件214及第二側面構件216互連。壁構件210、212及側面構件214、216界定內體積218，其中維持電漿羽220。電漿圍堵容器200包括進口端，及在Y方向上與進口端分離的相對出口端。
內體積218包括X、Y、Z正交維度(及方向)，其中，在一較佳實施例中，該體積係呈正六面體形式，其中Z維度實質上小於X維度及Y維度。例 如，X維度及Y維度可各自大約為200-300mm，而Z維度可大約為約5-30mm。當然，儘管所要效果將為使內體積218具有適合大小與形狀以促進三維、平面、片狀電漿羽220之產生(參見第4圖)，但此等維度之變化是可能的。三維、平面片狀形狀之界定無需為完全直線的或完全幾何的，如第4圖所示。的確，實際電漿羽220將展現由自然定律指定的一些非均勻性。然而，出於論述之目的，大體三維平面形狀為所要的，其中三個維度中之兩者相對地大於第三維度。此種電漿羽220之有利影響將在本文稍後做進一步詳細論述。
第一壁構件210及第二壁構件212以及第一側面構件214及第二側面構件216可由適合的非導電、無腐蝕性、高溫、介電材料形成，該材料諸如高溫陶瓷材料、石英，其較佳具有超低熱膨脹係數。為允許電漿圍堵容器200之一或多個組件之冷卻，壁構件210、212、214、216中之一或多者可包括一或多個內部通道，其操作來運載冷卻流體穿過該等內部通道。就此而言，內部通道可經由各別進口/出口222、224而取用(access)，該等進口/出口與冷卻流體120之一或多個來源流體連通。
電漿圍堵容器200亦可包括安置於其進口端處的進口結構230。進口結構230之基本目的係自諸如分批篩料器104之供應接收玻璃分批材料 10，且將材料10導向至電漿圍堵容器200之內體積中，以便該材料可藉由電漿羽220來包封。進口結構230可由任何適合的材料形成，諸如非磁性合金，例如黃銅、銅、不銹鋼等等。
進口結構230可包括用於接收玻璃分批材料10之材料進口232，及用於材料流出之相對材料出口234。材料進口232及材料出口234可在X方向上為狹長的(呈狹槽形式)，以使得玻璃分批材料10作為玻璃分批材料粒子10之實質上平面、片狀累積物而分配至內體積218中(亦參見第4圖)。材料進口232可呈凸緣或軸環形式，以便與來自分批篩料器104(或其他供應)的具有互補大小與形狀之導管(未圖示)配合。
進口結構230亦可包括至少一個氣體進口，以用於自電漿氣體110之一或多個來源接收電漿氣體。如將在下文更詳細地論述，電漿氣體可包括氬、空氣、氦、氮、氧及其混合物中之至少一者。在一或多個實施例中，可使用兩個氣體進口226、228，其中第一氣體進口226可自一或多個第一來源110-1接收一或多種類型之電漿氣體，且其中第二氣體進口228可自一或多個第二來源110-2接收一或多種類型之電漿氣體。進口結構230亦可包括複數個氣體出口，其安置成接近於鄰近於材料出口234，以 用於將電漿氣體導向至電漿圍堵容器220之內體積218中。
在一或多個實施例中，複數個氣體出口可包括至少一組氣體出口，諸如第一組氣體出口236及第二組氣體出口238。參考第4圖，在此種配置中，狹長材料出口234可至少包括在X方向上延伸的相對第一圍緣及第二圍緣，且各別第一組氣體出口236及第二組氣體出口238中之每一氣體出口可沿材料出口234之此等相對第一圍緣及第二圍緣中之至少一者成間隔地安置。例如，第一組氣體出口236之氣體出口可沿材料出口234之第一邊緣佈置成直線(在X方向上)，且(若使用)第二組氣體出口238之氣體出口可沿材料出口234之第二邊緣佈置成直線(又在X方向上)。如第4圖可見，以上佈置可例如經由以下方式來實行：提供兩個平行鏜孔，該等鏜孔起始於氣體進口226、228，且在X方向上沿材料出口234之各別側面並於該材料出口上方延伸穿過進口結構230。直徑約1.2mm(其直徑可小於鏜孔之直徑)之複數個通道(或管道，或射道(jet))可大體上在Y方向上沿材料出口234之邊緣自各別鏜孔導向至各別氣體出口。氣體出口可以任何適合的間距(較佳最大間距)來安置，諸如在X方向上沿長度約每4mm進行安置。以此方式，氣體出口可操作來將電漿氣體作為電漿氣體之至少一個平面片層(諸如電漿氣體之第 一平面片層及第二平面片層)導向至電漿圍堵容器200之內體積218中。
參考第3圖，在一或多個實施例中，給定組的複數個氣體出口可以相對於Y方向之角度(諸如向內10-20度)來導向。因此，當使用兩個平面電漿氣體片時，其將在Y方向上且朝向彼此導向(在Z方向上向內)，以便包封玻璃分批材料粒子10之平面片層。電漿氣體之向內導向平面片層利用相反力朝向玻璃分批材料10成斜角，該等相反力隨後保持材料10大體處於電漿羽220之中心，在該中心處存在最熱溫度。電漿氣體之斜角平面片層亦趨向於保持玻璃分批材料10處於平面片層(或線性幕簾)定向，使得在玻璃分批材料10下落穿過電漿羽220時，該玻璃分批材料均勻地展佈。
進口結構230亦可包括一或多個內部通道，其操作來運載流體穿過該等內部通道，以便於電漿羽220存在下冷卻進口結構230。就此而言，內部通道可經由各別進口/出口而取用，該等進口/出口與冷卻流體120之一或多個來源流體連通。例如，第一冷卻流體進口246及第二冷卻流體進口248可自一或多個冷卻流體來源120-1、120-2接收冷卻流體。在可利用設計選擇中，各別進口246、248可與在X方向上延伸至各別出口的各別縱向鏜孔連通。出口允 許溫熱流體之流出，以用於再循環回冷卻流體來源120-1、120-2或予以處置。
電漿圍堵容器200亦可包括第一電極202及第二電極204，該等電極覆蓋第一壁構件210及第二壁構件212之各別外表面之部分。第一電極202及第二電極204由諸如銅之導電材料形成，該導電材料可電鍍有另一導電材料，諸如銀、金等等。第一電極202及第二電極204較佳具有矩形或正方形板狀配置，且彼此藉由在Z方向上由壁構件210、212建立的距離分離。第一電極202及第二電極204之尺寸較佳稍微小於第一壁構件210及第二壁構件212之尺寸，以便可抑制電極202、204之間的RF拱效應(arching)及/或擊穿電壓。當第一壁構件210及第二壁構件212由介電材料形成且內體積218處於大氣壓條件下(亦為介電性的)時，該組合產生電容性結構。
第一電極202及第二電極204自RF電源130及阻抗匹配網路140接收交流電(alternating current；AC)功率之來源。RF功率具有之特徵為足以在Z方向上、介於電極202、204之間且穿過內體積218產生交變電場，該交變電場足以輔助電漿羽220於電漿圍堵容器200內之產生。RF功率可處於2MHz、4MHz、13.56MHz、27MHz及60MHz(或其他適合頻率)之頻率下， 且可處於5kW至100kW之功率位準(或其他適合功率位準)下。
磁源60操作來在電漿圍堵容器200之內體積218內產生磁場，該磁場具有與電場相互作用且產生電漿羽220之足夠特徵。就此而言，參考第5-6圖，其中第5圖為適用於實行上述磁源60的磁性系統300之俯視圖的示意圖，且第6圖為第5圖之磁性系統300之側視圖的示意圖。磁性系統300包括第一極片302及第二極片304，其中極片302視為磁北(N)，且極片304視為磁南(S)。因此，磁通線自第一極片302延伸至第二極片304。第一極片302及第二極片304較佳具有柱狀配置(至少相對於第一電極202及第二電極204而言)，以使得磁通線在X方向上經導向穿過電漿圍堵容器200之內體積218。換言之，第一極片302及第二極片304可經定向以使得複數個磁通線在X方向上受導向，且平行於第一電極202及第二電極204之各別X-Y平面。
在此配置中，電場及磁場相互作用以產生電漿羽220。詳言之，第一電極及第二電極產生電場，該電場具有發源自第一電極202及第二電極204之一者而在Z方向上朝向第一電極202及第二電極204之另一者的電通線，其中此種通量根據RF功率之頻率而週期性地反轉。磁通線大體上橫向於電通線。在充分量值下，電場及磁場之相互作用引起具有 充分量值之電子(繞磁通線)之電子迴旋頻率，以產生電漿羽220。重要地，以此方式產生的電漿羽220展現充分的熱能量，以引起玻璃分批材料10熱反應。
在適當量值之電場及磁場下，電漿氣體之電子經由勞侖茲力及電子迴旋共振(electron cyclotron resonance；ECR)圍繞磁通線螺旋。當電場反轉時且磁場捕獲遷移電子，弱磁場線由電極202、204之間的電荷之遷移聯接。如藉由第5圖中之螺旋所表示，電子在極高頻率下圍繞磁場線移動，假定磁場強度為約3.6 x 10-3特士拉時，則可達到6.22 x 108弧度/秒。此頻率可如下計算：wce=eB/m=(1.602 x 10-19C)*(3.6 x 10-3T)/9.11 x 10-31kg=6.22 x 108弧度/秒。
已判定的是，適合電子迴旋頻率將包括以下至少一者：(i)至少約2.0 x 108弧度/秒、(ii)至少約3.0 x 108弧度/秒，及(iii)至少約4.0 x 108弧度/秒。為達成此電子迴旋頻率，已判定的是：磁場之量值可為以下至少一者：(i)至少約2.0 x 10-3特士拉、(ii)至少約3.0 x 10-3特士拉，及(iii)至少約4.0 x 10-3特士拉。此等條件可產生具有在以下至少一個範圍變化之核心溫度的電漿羽220：(i)約9,000K至約18,000K；(ii)約11,000K至約15,000K；以及(iii)至少約11,000K。儘管電漿羽220之核心可為例如11,000K或更大，但電 漿羽220之外邊緣可大約為約300K。然而，應注意，電漿羽220有利地處於大氣壓力下，藉以電漿羽220可表徵為大氣壓力熱電漿射流。
如第3圖可見，第一壁構件210及第二壁構件212、第一側面構件214及第二側面構件216以及進口結構230產生五側面包殼。電漿圍堵容器200之出口端可保留敞開，以便允許熱處理玻璃分批材料12因重力進料之流出。然而，在一或多個實施例中，電漿圍堵容器200之出口端可包括開啟結構400，以便可控制地打開及關閉出口端，諸如在點火期間關閉。開啟結構400可包括閘402，該閘可回應於控制器404移動。閘402(可由陶瓷材料形成)及可與電漿羽220成充分熱連通之任何相關聯元件可為水冷式的，以便在生成電漿羽220時耐受高熱吸收。
為在大氣壓力下點火電漿氣體，閘402可關閉，且可在電漿圍堵容器200之內體積218內抽真空。接著，可將氬引入(例如，達大致10托)內體積218中，且隨後可將RF功率施加於電極202、204。氬應在RF電場(及磁場)下自點火，且氬可用於使電漿達到適合電子溫度(諸如，至少約1eV)。在電漿羽達到充分高溫之後，可引入氮且初始化的電漿羽220將兩個氮原子之間的分子鍵解離。將氮原子添加至電漿氣體之目的為增加電漿氣體之導熱性，繼而允許在更快速率下加熱更多製程粒子。另外或替代地， 若需要燃盡過量碳(如可為分批材料中存在聚合物元素時的狀況)，則可以相對小量引入氧。用於促進電漿羽之條件持續直至在體積218內獲得大氣壓力，且完全達成電漿羽220。一旦內體積218中之壓力得以平衡時，閘402可隨即撤回。或者，當電漿圍堵容器200自身處於真空氣密環境中時，可消除閘402。
系統100可按比例縮放以便達成製造目標，諸如增加處理體積及速率。第7及8圖為複數個電漿圍堵容器200連接在一起以達成製造可調性之示意圖。因為每一電漿圍堵容器200展現電容器之特徵，所以電漿圍堵容器200可串聯及/或並聯連接。例如，在第7及8圖之圖解中，十六個電漿圍堵容器200可串聯連接以便獲得某一生產量。儘管未展示，但此串聯耦合電漿圍堵容器200之各別組可並聯連接以使材料容量倍增(且亦使該組合之電容倍增)。
第9圖為十六個串聯耦合電漿圍堵容器200(展示為一個等效電容器200)之等效電路之圖解，該等效電路包括RF電源130及阻抗匹配網路140。以下提供的圖解及描述僅表示系統之適合實行方案之一個實例。RF電源130可產生13.56MHz RF功率(在10KW下之707.1V RMS，及50歐姆阻抗)。阻抗匹配網路140可包括輸入變壓器，該輸入變壓器具有一次側繞組142及二次側繞組144，該等繞組係佈置成電壓步升配置。一次側繞組142自 RF來源130接收RF功率且可汲取14.14A RMS之電流，而二次側繞組144可發出0.625A RMS之電流(在10KW下之16KV RMS，以及25,606歐姆阻抗)。分路電容146可為0.26pF(45,142.7歐姆之電容性阻抗)。串聯輸出電感148可為10.6uH(903.12歐姆之電感性阻抗)。十六個電漿圍堵容器200中之每一者可展現約130pF之電容(90.3歐姆之電容性阻抗)。因此，十六個電漿圍堵容器200之串聯耦合網路可展現8.1pF之電容(1445歐姆之電容性阻抗)。
電漿圍堵容器200中之每一者可產生230mm x 230mm x 5mm電漿羽220，且可能夠每分鐘處理約179.4公克之玻璃前驅物材料10。比較而言，習知感應耦合柱狀電漿羽系統(產生直徑為約5mm之電漿羽)可僅處理每分鐘約3.9公克。此計算如下。假定習知系統處理由於重力而自由下落速率為9.8m/s2之直徑為大致5mm之單一材料柱體。假定高度為約兩公尺，自電漿包封開始至剩餘位置之距離將為0.1m，且電漿將具有0.1m之長度。粒子將在t=0.14s時遇到電漿，且在t=0.20s退出電漿。總滯留時間將為0.06s(忽略氣體阻力及歸因於氣體射流之向下加速度)。假定柱狀體積之長度為10cm且柱狀直徑為0.5cm，體積將為1.96cm3。粒子分佈將為在50um與150um之間的範圍 變化的鐘形曲線，其中大多數粒子將接近直徑100um。100um粒子之體積將為4/3*π*(50 x 106m)3=(5.24 x 10-13m3)*(1 x 106cm3/lm3)=5.24 x 10-7cm3。每一粒子佔據之空間假定為立方形，因為每一粒子將在最寬點處觸碰每一其他粒子，從而產生1.0 x 10-6cm3之體積。材料柱體空間內之粒子之總數將為1.96cm3/1.0x 10-6cm3=1,960,000個粒子。假定粒子不會緊密堆積且將藉由流體化粒子進料之分散而以大致3個體積單位來展佈(亦即，每一3 x 3 x 3=27個體積單位一個粒子)，所得粒子計數將為1/27或1,960,000/27或72,593個粒子。每一粒子之質量將為大致4.3 x 10-6g。在任一時間電漿中72,593個粒子之總質量將為3.12 x 10-1g。此質量將經由電漿在0.06s內轉變，從而產生3.12 x 10-1g/0.06s=5.2g/分鐘。
儘管已參照特定實施例描述本揭示內容，但應將理解，此等實施例僅用於說明本文中的實施例之原理及應用。因此，應理解，可對說明性實施例做出眾多修改，且可在不脫離本申請案之精神及範疇的情況下設計出其他佈置。

Claims (25)

  1. 一種裝置，其包含：一電漿圍堵容器，其至少具有：相對的第一壁構件及第二壁構件，該等壁構件界定具有X、Y、Z正交維度及方向之一內體積；一進口端；以及在該Y方向上與該進口端分離的一相對出口端；一進口結構，其安置於該電漿圍堵容器之該進口端處且包括：(i)用於接收玻璃分批材料之一材料進口，及一相對材料出口，其中該材料進口及該材料出口在該X方向上為狹長的，以使得該玻璃分批材料係作為玻璃分批材料粒子之一實質上平面片層而分配至該電漿圍堵容器之該內體積中，以及(ii)用於接收一或多個電漿氣體來源之至少一個氣體進口，及安置成接近於該材料出口之複數個氣體出口，該等氣體出口用於將該電漿氣體導向至該電漿圍堵容器之該內體積中；以及第一電極板及第二電極板，該等電極板覆蓋該電漿圍堵容器之該等第一壁構件及第二壁構件之各別外表面的部分，其中：該等第一電極及第二電極可操作來接收交流電(AC)功率之一來源，該交流電(AC)功率具有之特徵為足以在該Z方向上產生一交變電場，且促進一電漿羽於該電漿圍堵容器內之產生，該電漿羽具有一實質上平面片層形狀，該形狀具有足以包封玻璃分批材料粒子之該平面片層之尺寸，且該電漿羽具有充分的熱能量以引起該玻璃分批材料熱反應。
  2. 如請求項1所述之裝置，其中以下之至少一者：該熱反應包括至少部分地熔融該玻璃分批材料，該熱反應包括至少部分地熔融該玻璃分批材料及一或多種另外材料中之至少一者，進而形成經塗佈玻璃分批材料粒子，以及該熱反應包括至少部分地熔融該玻璃分批材料以形成實質上均質、球體成形玻璃中間物粒子。
  3. 如請求項1所述之裝置，其中：該狹長材料出口至少包括在該X方向上延伸的相對第一圍緣及第二圍緣；以及該複數個氣體出口沿該材料出口之該等相對第一圍緣及第二圍緣中之至少一者成間隔地安置，且可操作來將該電漿氣體作為電漿氣體之至少一個平面片層導向至該電漿圍堵容器之該內體積中。
  4. 如請求項3所述之裝置，其中該複數個氣體出口沿該材料出口之該等相對第一圍緣及第二圍緣中之兩者成間隔地安置，且可操作來將該電漿氣體作為電漿氣體之兩個平面片層導向至該電漿圍堵容器之該內體積中。
  5. 如請求項4所述之裝置，其中該複數個氣體出口係以相對於該Y方向之一角度來導向，以使得電漿氣體之該兩個平面片層在該Y方向上且朝向彼此導向，以便包封玻璃分批材料粒子之該平面片層。
  6. 如請求項1所述之裝置，其進一步包含：一磁源，其操作來產生一磁場，該磁場係表徵為複數個磁通線，該複數個磁通線在該X方向上經導向穿過該電漿圍堵容器之該內體積，其中該等第一電極及第二電極係定向於平行於在該X方向及該Y方向上延伸的一參考X-Y平面之各別平面中，且該複數個磁通線在該X方向上經導向且平行於該參考X-Y平面。
  7. 如請求項6所述之裝置，其中：在週期性時間的時刻下，該等第一電極及第二電極產生各別電場，每一電場係表徵為電通線，該等電通線發源自該等第一電極及第二電極之一者而在該Z方向上朝向該等第一電極及第二電極之另一者，且該電通量及該磁通量之相互作用使得產生電子繞該磁通量之一電子迴旋頻率，該電子迴旋頻率具有充分量值以產生具有充分的熱能量之該電漿羽，以引起該玻璃分批材料熱反應。
  8. 如請求項6所述之裝置，其中該磁場為以下之一：(i)至少約2.0 x 10-3特士拉、(ii)至少約3.0 x 10-3特士拉，及(iii)至少約4.0 x 10-3特士拉。
  9. 如請求項6所述之裝置，其中該電子迴旋頻率為以下之一：(i)至少約2.0 x 108弧度/秒、(ii)至少約3.0 x 108弧度/秒，及至少約4.0 x 108弧度/秒。
  10. 如請求項1所述之裝置，其中該電漿羽具有一溫度，該溫度在以下之一的範圍變化：(i)約9,000K至約18,000K；(ii)約11,000K至約15,000K；以及(iii)至少約11,000K。
  11. 如請求項1所述之裝置，其中相對的該第一壁構件及第二壁構件包括各別內部通道，其操作來運載流體穿過該等各別內部通道，以便於該電漿羽存在下冷卻該電漿圍堵容器。
  12. 如請求項1所述之裝置，其中進口結構包括一或多個內部通道，其操作來運載流體穿過該等內部通道，以便於該電漿羽存在下冷卻該進口結構。
  13. 如請求項1所述之裝置，其中該玻璃分批材料具有在約5微米至約1,000微米範圍變化的一平均粒度。
  14. 如請求項1所述之裝置，其中該電漿氣體包括氬、空氣、氦、氮、氧及其混合物中之至少一者。
  15. 如請求項1所述之裝置，其中該熱反應玻璃分批材料經由該出口端退出該電漿圍堵容器。
  16. 一種方法，其包含以下步驟：提供一電漿圍堵容器，該電漿圍堵容器至少具有界定一內體積之相對的第一壁構件及第二壁構件、一進口端及一相對出口端；將玻璃分批材料以一方式進料至該電漿圍堵容器之該進口中，該方式使得該玻璃分批材料係作為玻璃分批材料粒子之一實質上平面片層而分配至該電漿圍堵容器之該內體積中；將電漿氣體之一或多個來源以一方式導向至該電漿圍堵容器之該內體積中，該方式使得該電漿氣體作為電漿氣體之至少一個實質上平面片層進入該電漿圍堵容器；以及向該電漿氣體施加一交變電場以促進一電漿羽於該電漿圍堵容器之該內體積內之產生，其中該電漿羽具有一實質上平面片層形狀，該形狀具有足以包封玻璃分批材料粒子之該平面片層之尺寸，且該電漿羽具有充分的熱能量以引起該玻璃分批材料熱反應。
  17. 如請求項16所述之方法，其中以下之至少一者：該熱反應包括至少部分地熔融該玻璃分批材料，該熱反應包括至少部分地熔融該玻璃分批材料及一或多種另外材料中之至少一者，進而形成經塗佈玻璃分批材料粒子，以及該熱反應包括至少部分地熔融該玻璃分批材料以形成實質上均質、球體成形玻璃中間物粒子。
  18. 如請求項16所述之方法，其中電漿氣體之該至少一個平面片層包括電漿氣體之兩個實質上平面片層，該等片層經導向朝向該電漿圍堵容器之該出口端且朝向彼此，以便包封玻璃分批材料粒子之該平面片層。
  19. 如請求項16所述之方法，其進一步包含以下步驟：施加一磁場，該磁場係表徵為複數個磁通線，該複數個磁通線經導向穿過該電漿圍堵容器之該內體積且橫向於該電場，其中該電場係表徵為電通線，該電通量及該磁通量之一相互作用使得產生電子繞該磁通量之一電子迴旋頻率，該電子迴旋頻率具有充分量值以產生具有充分的熱能量之該電漿羽，以引起該玻璃分批材料熱反應。
  20. 如請求項19所述之方法，其中該磁場為以下之一：(i)至少約2.0 x 10-3特士拉、(ii)至少約3.0 x 10-3特士拉，及(iii)至少約4.0 x 10-3特士拉。
  21. 如請求項19所述之方法，其中該電子迴旋頻率為以下之一：(i)至少約2.0 x 108弧度/秒、(ii)至少約3.0 x 108弧度/秒，及至少約4.0 x 108弧度/秒。
  22. 如請求項16所述之方法，其中該電漿羽具有一溫度，該溫度在以下之一的範圍變化：(i)約9,000K至約18,000K；以及(ii)約11,000K至約15,000K。
  23. 如請求項16所述之方法，其中該玻璃分批材料具有在約5微米至約1,000微米範圍變化的一平均粒度。
  24. 如請求項16所述之方法，其中該電漿氣體包括氬、空氣、氦、氮、氧及其混合物中之至少一者。
  25. 如請求項16所述之方法，其中該熱反應玻璃分批材料經由該出口端退出該電漿圍堵容器。
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9533909B2 (en) 2014-03-31 2017-01-03 Corning Incorporated Methods and apparatus for material processing using atmospheric thermal plasma reactor
US9550694B2 (en) 2014-03-31 2017-01-24 Corning Incorporated Methods and apparatus for material processing using plasma thermal source
WO2016073808A1 (en) * 2014-11-07 2016-05-12 Corning Incorporated Induction heating method and apparatus for shaping thin glass
US20160200618A1 (en) * 2015-01-08 2016-07-14 Corning Incorporated Method and apparatus for adding thermal energy to a glass melt
JP6618772B2 (ja) * 2015-11-06 2019-12-11 エア・ウォーター株式会社 大気圧プラズマ処理装置
TWI696544B (zh) * 2016-03-22 2020-06-21 國立中興大學 積層製造加工機
JP6936441B2 (ja) * 2017-08-10 2021-09-15 秀一 宮原 大気圧プラズマ装置
WO2019108855A1 (en) * 2017-11-30 2019-06-06 Corning Incorporated Atmospheric pressure linear rf plasma source for surface modification and treatment
US11523490B2 (en) * 2018-03-20 2022-12-06 Fuji Corporation Plasma device, plasma generation method
WO2020014448A1 (en) 2018-07-11 2020-01-16 Board Of Trustees Of Michigan State University Vertically oriented plasma reactor
US11993533B2 (en) 2018-12-21 2024-05-28 Corning Incorporated Bus bar design to enable high current input for low resistivity glasses
US11812540B1 (en) * 2019-09-30 2023-11-07 Board Of Trustees Of The University Of Alabama, For And On Behalf Of The University Of Alabama In Huntsville Continuous large area cold atmospheric pressure plasma sheet source
KR102381323B1 (ko) * 2020-05-15 2022-03-31 (주)엘오티씨이에스 유도결합 플라즈마 반응기 및 유도결합 플라즈마 반응기의 안테나 코일용 와이어 구조물
CN112371687A (zh) * 2020-10-05 2021-02-19 四川大学 一种大功率微波等离子体危险固废处理装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040238345A1 (en) * 2001-08-31 2004-12-02 Pavel Koulik Method of producing powder with composite grains and the device for carrying out said method

Family Cites Families (117)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1476432A (en) 1920-03-13 1923-12-04 Frank E Troutman Glass-melting-pot furnace
GB1439496A (en) 1973-08-30 1976-06-16 Standard Telephones Cables Ltd Glass preparation
US4082694A (en) 1975-12-24 1978-04-04 Standard Oil Company (Indiana) Active carbon process and composition
US4318712A (en) 1978-07-17 1982-03-09 Exxon Research & Engineering Co. Catalytic coal gasification process
GB2196956A (en) 1986-11-04 1988-05-11 Toyo Kohan Co Ltd Process and apparatus for the production of rapidly solidified powders of high melting point ceramics
FR2629573B1 (fr) 1988-04-05 1991-01-04 Aubert & Duval Acieries Tete de fusion continue pour metaux ou alliages
US5421891A (en) 1989-06-13 1995-06-06 Plasma & Materials Technologies, Inc. High density plasma deposition and etching apparatus
US5081397A (en) 1989-07-11 1992-01-14 University Of British Columbia Atmospheric pressure capacitively coupled plasma atomizer for atomic absorption and source for atomic emission spectroscopy
US5238888A (en) 1989-10-02 1993-08-24 Kuraray Chemical Co., Ltd. Carbon molecular sieve
JPH0364182U (zh) 1989-10-27 1991-06-21
JP2657850B2 (ja) * 1990-10-23 1997-09-30 株式会社半導体エネルギー研究所 プラズマ発生装置およびそれを用いたエッチング方法
JPH04239145A (ja) 1991-01-11 1992-08-27 Mitsubishi Electric Corp 半導体集積回路装置のマーキング方法
NO176885C (no) 1992-04-07 1995-06-14 Kvaerner Eng Anvendelse av rent karbon i form av karbonpartikler som anodemateriale til aluminiumfremstilling
US5456972A (en) 1993-05-28 1995-10-10 The University Of Tennessee Research Corporation Method and apparatus for glow discharge plasma treatment of polymer materials at atmospheric pressure
US5938854A (en) 1993-05-28 1999-08-17 The University Of Tennessee Research Corporation Method and apparatus for cleaning surfaces with a glow discharge plasma at one atmosphere of pressure
US5669583A (en) 1994-06-06 1997-09-23 University Of Tennessee Research Corporation Method and apparatus for covering bodies with a uniform glow discharge plasma and applications thereof
US5414324A (en) 1993-05-28 1995-05-09 The University Of Tennessee Research Corporation One atmosphere, uniform glow discharge plasma
US5403453A (en) 1993-05-28 1995-04-04 The University Of Tennessee Research Corporation Method and apparatus for glow discharge plasma treatment of polymer materials at atmospheric pressure
TW285746B (zh) 1994-10-26 1996-09-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd
FR2737554B1 (fr) 1995-08-03 1997-08-29 Commissariat Energie Atomique Four de fusion tournant
US5750822A (en) 1995-11-13 1998-05-12 Institute Of Chemical Technology (Plastech) Processing of solid mixed waste containing radioactive and hazardous materials
AU719475B2 (en) 1997-03-27 2000-05-11 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus and method for overcladding optical fiber preform rod and optical fiber drawing method
US6150628A (en) 1997-06-26 2000-11-21 Applied Science And Technology, Inc. Toroidal low-field reactive gas source
SE511139C2 (sv) * 1997-11-20 1999-08-09 Hana Barankova Plasmabearbetningsapparat med vridbara magneter
US6042370A (en) 1999-08-20 2000-03-28 Haper International Corp. Graphite rotary tube furnace
DE19945318C2 (de) 1999-09-22 2001-12-13 Hartmetall Beteiligungs Gmbh Verfahren zur Herstellung sphäroidisierter Hartstoffpulver
SE521904C2 (sv) 1999-11-26 2003-12-16 Ladislav Bardos Anordning för hybridplasmabehandling
US6417625B1 (en) 2000-08-04 2002-07-09 General Atomics Apparatus and method for forming a high pressure plasma discharge column
US6893907B2 (en) 2002-06-05 2005-05-17 Applied Materials, Inc. Fabrication of silicon-on-insulator structure using plasma immersion ion implantation
US6939434B2 (en) 2000-08-11 2005-09-06 Applied Materials, Inc. Externally excited torroidal plasma source with magnetic control of ion distribution
US20070042580A1 (en) 2000-08-10 2007-02-22 Amir Al-Bayati Ion implanted insulator material with reduced dielectric constant
US7223676B2 (en) 2002-06-05 2007-05-29 Applied Materials, Inc. Very low temperature CVD process with independently variable conformality, stress and composition of the CVD layer
US7294563B2 (en) 2000-08-10 2007-11-13 Applied Materials, Inc. Semiconductor on insulator vertical transistor fabrication and doping process
US7166524B2 (en) 2000-08-11 2007-01-23 Applied Materials, Inc. Method for ion implanting insulator material to reduce dielectric constant
US20050230047A1 (en) 2000-08-11 2005-10-20 Applied Materials, Inc. Plasma immersion ion implantation apparatus
US6348126B1 (en) 2000-08-11 2002-02-19 Applied Materials, Inc. Externally excited torroidal plasma source
US6494986B1 (en) 2000-08-11 2002-12-17 Applied Materials, Inc. Externally excited multiple torroidal plasma source
US7303982B2 (en) 2000-08-11 2007-12-04 Applied Materials, Inc. Plasma immersion ion implantation process using an inductively coupled plasma source having low dissociation and low minimum plasma voltage
US6551446B1 (en) 2000-08-11 2003-04-22 Applied Materials Inc. Externally excited torroidal plasma source with a gas distribution plate
US6468388B1 (en) 2000-08-11 2002-10-22 Applied Materials, Inc. Reactor chamber for an externally excited torroidal plasma source with a gas distribution plate
US7288491B2 (en) 2000-08-11 2007-10-30 Applied Materials, Inc. Plasma immersion ion implantation process
US7094316B1 (en) 2000-08-11 2006-08-22 Applied Materials, Inc. Externally excited torroidal plasma source
US7183177B2 (en) 2000-08-11 2007-02-27 Applied Materials, Inc. Silicon-on-insulator wafer transfer method using surface activation plasma immersion ion implantation for wafer-to-wafer adhesion enhancement
US7037813B2 (en) 2000-08-11 2006-05-02 Applied Materials, Inc. Plasma immersion ion implantation process using a capacitively coupled plasma source having low dissociation and low minimum plasma voltage
US6410449B1 (en) 2000-08-11 2002-06-25 Applied Materials, Inc. Method of processing a workpiece using an externally excited torroidal plasma source
US7479456B2 (en) 2004-08-26 2009-01-20 Applied Materials, Inc. Gasless high voltage high contact force wafer contact-cooling electrostatic chuck
US7320734B2 (en) 2000-08-11 2008-01-22 Applied Materials, Inc. Plasma immersion ion implantation system including a plasma source having low dissociation and low minimum plasma voltage
US6453842B1 (en) 2000-08-11 2002-09-24 Applied Materials Inc. Externally excited torroidal plasma source using a gas distribution plate
US7137354B2 (en) 2000-08-11 2006-11-21 Applied Materials, Inc. Plasma immersion ion implantation apparatus including a plasma source having low dissociation and low minimum plasma voltage
US7430984B2 (en) 2000-08-11 2008-10-07 Applied Materials, Inc. Method to drive spatially separate resonant structure with spatially distinct plasma secondaries using a single generator and switching elements
US7465478B2 (en) 2000-08-11 2008-12-16 Applied Materials, Inc. Plasma immersion ion implantation process
US7094670B2 (en) 2000-08-11 2006-08-22 Applied Materials, Inc. Plasma immersion ion implantation process
JP2002191972A (ja) 2000-12-27 2002-07-10 Clariant (Japan) Kk 吸着剤およびその製造方法
US7857972B2 (en) 2003-09-05 2010-12-28 Foret Plasma Labs, Llc Apparatus for treating liquids with wave energy from an electrical arc
US8734643B2 (en) 2001-07-16 2014-05-27 Foret Plasma Labs, Llc Apparatus for treating a substance with wave energy from an electrical arc and a second source
US7422695B2 (en) 2003-09-05 2008-09-09 Foret Plasma Labs, Llc Treatment of fluids with wave energy from a carbon arc
US7622693B2 (en) 2001-07-16 2009-11-24 Foret Plasma Labs, Llc Plasma whirl reactor apparatus and methods of use
US20030027054A1 (en) 2001-08-01 2003-02-06 Ball Laura J. Method for making photomask material by plasma induction
US20030027055A1 (en) 2001-08-01 2003-02-06 Ball Laura J. Method and feedstock for making photomask material
US6693253B2 (en) 2001-10-05 2004-02-17 Universite De Sherbrooke Multi-coil induction plasma torch for solid state power supply
JP2003212572A (ja) 2002-01-18 2003-07-30 Hitachi Metals Ltd 球状ガラス粉末の製造方法
JP4414765B2 (ja) 2002-02-20 2010-02-10 パナソニック電工株式会社 プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
WO2003089371A1 (fr) 2002-04-22 2003-10-30 Kuraray Chemical Co.,Ltd. Procede de production de charbon actif, electrode polarisable et condensateur a double couche electrique
US6707051B2 (en) 2002-07-10 2004-03-16 Wintek Corporation RF loaded line type capacitive plasma source for broad range of operating gas pressure
JP4239145B2 (ja) 2002-10-07 2009-03-18 日立金属株式会社 球状粉末の製造方法
JP3639279B2 (ja) 2003-01-24 2005-04-20 高周波熱錬株式会社 熱プラズマによる粉末の合成／精製または球状化方法とその装置
JP2004338991A (ja) 2003-05-14 2004-12-02 Sumitomo Electric Ind Ltd ガラス材料の製造法及び製造装置
US8361404B2 (en) 2003-06-20 2013-01-29 Drexel University Cyclonic reactor with non-equilibrium gliding discharge and plasma process for reforming of solid hydrocarbons
CN1248248C (zh) 2003-12-11 2006-03-29 中国科学院山西煤炭化学研究所 等离子体制备磁性碳纳米管的技术及装置
US7867366B1 (en) 2004-04-28 2011-01-11 Alameda Applied Sciences Corp. Coaxial plasma arc vapor deposition apparatus and method
KR100582753B1 (ko) 2004-04-29 2006-05-23 주식회사 애드플라텍 선회식 플라즈마 열분해/용융로
EP1831425B1 (en) 2004-11-08 2011-07-13 MKS Instruments, Inc. Method of disposing metal bearing gases
AU2006223254B2 (en) 2005-03-11 2012-04-26 Perkinelmer U.S. Llc Plasmas and methods of using them
US7854144B2 (en) 2005-07-28 2010-12-21 Corning Incorporated Method of reducing gaseous inclusions in a glass making process
US7951749B2 (en) 2005-10-11 2011-05-31 The Regents Of The University Of Michigan Enhancing hydrogen spillover and storage
US7743730B2 (en) 2005-12-21 2010-06-29 Lam Research Corporation Apparatus for an optimized plasma chamber grounded electrode assembly
US7741577B2 (en) 2006-03-28 2010-06-22 Battelle Energy Alliance, Llc Modular hybrid plasma reactor and related systems and methods
US7264688B1 (en) 2006-04-24 2007-09-04 Applied Materials, Inc. Plasma reactor apparatus with independent capacitive and toroidal plasma sources
KR20080096764A (ko) 2006-05-01 2008-11-03 아사히 가라스 가부시키가이샤 유리 제조 방법
JP2008202804A (ja) 2006-05-22 2008-09-04 Sumikazu Tsuzura 廃棄物のプラズマ溶融処理方法及びその装置
CN101573467B (zh) 2006-07-31 2012-11-28 泰克纳等离子系统公司 利用介质阻挡放电的等离子体表面处理
US8748785B2 (en) 2007-01-18 2014-06-10 Amastan Llc Microwave plasma apparatus and method for materials processing
EP1976346A1 (en) 2007-03-30 2008-10-01 Ecole Polytechnique Apparatus for generating a plasma
US7678419B2 (en) 2007-05-11 2010-03-16 Sdc Materials, Inc. Formation of catalytic regions within porous structures using supercritical phase processing
US9287096B2 (en) 2007-09-27 2016-03-15 Lam Research Corporation Methods and apparatus for a hybrid capacitively-coupled and an inductively-coupled plasma processing system
US8536481B2 (en) 2008-01-28 2013-09-17 Battelle Energy Alliance, Llc Electrode assemblies, plasma apparatuses and systems including electrode assemblies, and methods for generating plasma
US8575843B2 (en) 2008-05-30 2013-11-05 Colorado State University Research Foundation System, method and apparatus for generating plasma
US20100199721A1 (en) 2008-11-12 2010-08-12 Keisha Chantelle Ann Antoine Apparatus and method for reducing gaseous inclusions in a glass
US8784764B2 (en) 2008-12-15 2014-07-22 Corning Incorporated Methods for forming activated carbon material for high energy density ultracapacitors
US8318356B2 (en) 2008-12-15 2012-11-27 Corning Incorporated Activated carbon materials for high energy density ultracapacitors
WO2010082561A1 (ja) 2009-01-13 2010-07-22 リバーベル株式会社 プラズマ生成装置及び方法
US20110097901A1 (en) 2009-10-26 2011-04-28 Applied Materials, Inc. Dual mode inductively coupled plasma reactor with adjustable phase coil assembly
JP2011157260A (ja) 2010-01-07 2011-08-18 Mitsubishi Materials Corp 合成非晶質シリカ粉末及びその製造方法
JP2011157261A (ja) 2010-01-07 2011-08-18 Mitsubishi Materials Corp 合成非晶質シリカ粉末及びその製造方法
CN101767202A (zh) 2010-01-15 2010-07-07 张建利 采用等离子辅助旋转电极制备高温合金gh4648金属小球的方法
JP5470543B2 (ja) 2010-04-26 2014-04-16 株式会社島津製作所 放電イオン化電流検出器
JP5470544B2 (ja) 2010-06-28 2014-04-16 株式会社島津製作所 放電イオン化電流検出器
JP5445353B2 (ja) 2010-06-28 2014-03-19 株式会社島津製作所 放電イオン化電流検出器
EP2424336A1 (en) 2010-08-26 2012-02-29 Nederlandse Organisatie voor toegepast -natuurwetenschappelijk onderzoek TNO Plasma powder processing apparatus and method
WO2012043484A1 (ja) 2010-09-30 2012-04-05 旭硝子株式会社 ガラス原料の溶融方法、溶融ガラスの製造方法、ガラス製品の製造方法、および気中溶融装置とガラスビーズ
KR101223237B1 (ko) 2010-11-22 2013-01-17 한국에너지기술연구원 플라즈마/가스 연소 융합을 이용한 저탄소형 기중 용해로, 이를 이용한 용융방법 및 이를 이용한 소재 제조방법
US8723423B2 (en) 2011-01-25 2014-05-13 Advanced Energy Industries, Inc. Electrostatic remote plasma source
CN202310265U (zh) 2011-09-28 2012-07-04 南京创能电力科技开发有限公司 气旋式低温等离子发生器
JP5725556B2 (ja) 2011-10-12 2015-05-27 国立大学法人東京工業大学 ガラス製造装置及びガラス製造方法
US20130118589A1 (en) 2011-11-15 2013-05-16 Mks Instruments, Inc. Toroidal Plasma Channel with Varying Cross-Section Areas Along the Channel
JP5763508B2 (ja) 2011-11-25 2015-08-12 東ソー・クォーツ株式会社 石英ガラスシリンダー材料の製造方法及びその製造装置
JP5763510B2 (ja) * 2011-11-29 2015-08-12 東ソー・クォーツ株式会社 石英ガラスシリンダー材料の製造方法及びその製造装置
US9346696B2 (en) 2012-07-02 2016-05-24 Glass Strand Inc. Glass-melting furnace burner and method of its use
US9516735B2 (en) 2012-07-13 2016-12-06 Perkinelmer Health Sciences, Inc. Torches and methods of using them
AU2014240385B2 (en) 2013-03-13 2018-02-15 Radom Corporation Plasma generator using dielectric resonator
US9504137B2 (en) 2013-04-08 2016-11-22 Perkinelmer Health Sciences, Inc. Capacitively coupled devices and oscillators
CN203407057U (zh) * 2013-07-05 2014-01-22 四川大学 介质阻挡增强型多电极辉光放电低温等离子体刷阵列发生装置
US20160200583A1 (en) 2013-07-26 2016-07-14 Corning Incorporated Chemical activation of carbon using rf and dc plasma
US10059614B2 (en) 2013-10-04 2018-08-28 Corning Incorporated Melting glass materials using RF plasma
US9550694B2 (en) 2014-03-31 2017-01-24 Corning Incorporated Methods and apparatus for material processing using plasma thermal source
US9284210B2 (en) 2014-03-31 2016-03-15 Corning Incorporated Methods and apparatus for material processing using dual source cyclonic plasma reactor
US9533909B2 (en) 2014-03-31 2017-01-03 Corning Incorporated Methods and apparatus for material processing using atmospheric thermal plasma reactor

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040238345A1 (en) * 2001-08-31 2004-12-02 Pavel Koulik Method of producing powder with composite grains and the device for carrying out said method

Also Published As

Publication number Publication date
TW201600476A (zh) 2016-01-01
US20170088453A1 (en) 2017-03-30
CN106465526A (zh) 2017-02-22
US9550694B2 (en) 2017-01-24
EP3127136A1 (en) 2017-02-08
US20150274567A1 (en) 2015-10-01
WO2015153317A1 (en) 2015-10-08
CN114845451A (zh) 2022-08-02

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