WO2011071225A1 - 열플라즈마를 이용한 고순도 구리분말의 제조방법 - Google Patents

열플라즈마를 이용한 고순도 구리분말의 제조방법 Download PDF

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WO2011071225A1
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purity
high purity
thermal plasma
copper
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이동우
김인달
최상영
이지훈
전보민
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주식회사 풍산
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Definitions

  • the production method of high purity copper powder is generally known to process chemical wet separation and purification from ore, and to produce metal powder by decomposing and hydrogen-reducing the oxide or compound wool obtained by producing intermediate oxide or compound wool of high purity. have.
  • the oxygen content of the wet powder is more than 2000 ppm, and there is a limit to high purity due to the residue of impurities in the oxide, and there is a problem of high environmental pollution by various solutions. , There is considerable difficulty in handling the particle size of the powder produced to 1 or less.
  • Korean Patent Publication No. 10-2005 -0033721 introduces carbon nanotube manufacturing method by ultra high silver by using DC thermal plasma, and the DC plasma method has difficulty in producing high purity metal powder due to the inevitable contamination of impurities caused by electrode erosion. .
  • Prior art A obtains a high-purity metal powder such as tungstian (W), molybdenum (Mo), tantalum (Ta), lute s (Ru), etc. using a thermal plasma from a powder obtained by pulverizing a metal block.
  • High purity metal powders such as Ta) and Ru Ib (Ru) have been obtained.
  • the high melting point metal is not melted and vaporized in the process of passing the high melting point metal through the heat plasma, and the impurities have a high purity through a process in which impurities having low melting points are vaporized to fly to a cyclone. Since this relatively low copper (Cu) is evaporated and blown away with impurities to the raw material powder by a method such as a high melting point metal, it is impossible to high-purify the copper powder by the method as described above.
  • the present invention is to improve the conventional problems and to use a thermal plasma as in the prior art, to obtain a copper powder having a relatively low melting point
  • the purpose of the present invention is to obtain a high-purity copper powder different from the prior art by appropriately applying the injection rate injected into the thermal plasma torch of the raw material powder and the reaction passage section in the reaction vessel.
  • the present invention for achieving the above object in the method for producing a metal powder using a heat plasma torch, the copper (Cu) powder having an average particle diameter of 30 ⁇ 450 by passing the thermal plasma torch at a rate of 2 ⁇ 30kg / hr It consists of a manufacturing method of obtaining a high purity copper powder having an average particle diameter of 5 to 300 ⁇ .
  • the copper (Cu) powder introduced into the thermal plasma torch is preferably 95 99% pure, and the final high purity copper powder obtained through the thermal plasma torch is preferably 4N class (99.99%) or more. .
  • the present invention provides relatively low melting points such as aluminium (AI), silver (Ag), nickel (Ni), tungsten (W), molybdenum (Mo), and ruthenium (Ru).
  • high melting point metal powder such as tantalum (Ta) can be applied.
  • the raw powder used was an average particle diameter of 30 450 f ⁇ copper powder.
  • the reason is that when the raw material powder becomes fine below 30 m, the average particle diameter of the powder becomes 5 / or less after the plasma reaction, so that coagulation occurs between the powders, and when the raw material powder reaches 450 ⁇ or more, the plasma treatment effect rapidly decreases. to be.
  • the present invention can be distinguished from the prior art by using a metal powder through a thermal plasma torch at an injection speed of 2 to 30 kg / hr and designing the length of the reaction vessel in a range of at least 1.4 m to 2.5 m. .
  • Operating gases generating heat plasma include argon (Ar), hydrogen (H2), Helm (He), and because the H purifying effect tends to increase due to the increase in the amount of hydrogen clearing, 5 to 50 vol% hydrogen is added to argon (Ar).
  • the effect is sharply increased from 5vol% or more, 5-50 %% of the Qinggae is preferable because the high purity effect is sharply lowered to 50vol% or more.
  • FIG. 1 shows a schematic diagram of a thermal plasma apparatus used in the present invention, in which a coil 2 is wound around an outer shaft of a water-cooled insulation tube at a lower end of a supply part 2 to which powder raw material is supplied, and a high frequency electric field is applied to the coil.
  • a plasma torch section 1 having a thermal plasma high temperature zone 6 in the torch.
  • the reaction raw material is composed of a reaction vessel (3) in which the injected raw powder is highly purified by thermal plasma, a ' cyclone (4) for collecting the removed impurities, and a bag filter (5) for collecting the manufactured high purity metal powder. have.
  • the thermal plasma generated by such a high frequency power supply is called RF thermal plasma (or high frequency plasma).
  • the generation of RF thermal plasma does not require an electrode, and contamination by the evaporation of the cathode material can be avoided.
  • the frequency of the high frequency power source used to generate the RF thermal plasma can be 4 ⁇ 13.5MHz, but 4MHz is used to widen the high temperature range.
  • the present invention is similar in terms of applying through the thermal plasma torch of the prior art described above, the method applied in the prior art is a high purity in the present invention because the raw material powder is vaporized with impurities and fly away The copper powder to be applied is not applicable.
  • the present invention is preferably implemented to limit the range of the raw material powder injection speed to 2 ⁇ 30kg / hr.
  • the present invention is more preferable to design the length of the reaction vessel (3) in the range of 1.4m ⁇ 2.5m in the apparatus. The length of the reaction vessel of the present invention is 2m or more different from the prior art, and when the length of the reaction vessel is 1.4m or less, the above raw material powder cannot be treated.
  • the injection speed (2 to 30 kg / hr) and the length of the reaction vessel (1.4 to 2.5 m) when the plasma torch passes through the raw material powder are appropriately applied. It is possible to obtain a high-purity metal powder having an effect of improving the problem of evaporating and flying with impurities.
  • Figure 2 is a micrograph of the raw material powder (Cu) before the plasma treatment
  • Cu powder having an average particle diameter of 20 ps ⁇ and a purity of 96% was used as a raw material, and RF thermal plasma treatment shown in FIG.
  • the high frequency power supply frequency is 4MHz
  • Cu powder is supplied to the plasma high temperature region through the raw material supply unit, and the raw powder is melted by heat plasma, and spheroidized and high purity.
  • the injection speed of the raw material powder was 5kg / hr and 30kg / hr, respectively.
  • Example 2 A high-purity Cu powder having a purity of 99.999% and an average particle diameter of 11.88 spherical shape was prepared in the same manner as in Example 1 except for using Cu powder having an average particle diameter of 33 and a purity of 96%.
  • a high-purity Cu powder having a purity of 99.99% and an average particle diameter of 19.8 spherical shape was prepared in the same manner as in Example 1 except for using Cu powder having an average particle size of 48 and a purity of 97%.
  • a high-purity Cu powder having a purity of 99.99% purity and an average particle diameter of 35.3 spherical shape was prepared in the same manner as in Example 1, except that Cu powder having an average particle diameter of 86% purity was used.
  • a high-purity Cu powder having a purity of 99.99% purity and an average particle diameter of 48.1 spherical shape was prepared in the same manner as in Example 1 except that Cu powder having an average particle diameter of 103 / M and a purity of 96% was used.
  • a high-purity Cu powder having a purity of 99.99% purity and an average particle diameter of 110.5 was prepared in the same manner as in Example 1, except that Cu powder having an average particle diameter of 233 / M and a purity of 96% was used.
  • a high-purity Cu powder having a purity of 99.45% and an average particle diameter of 259.8 was prepared in the same manner as in Example 1 except for using Cu powder having an average particle diameter of 588 and a purity of 97%.
  • FIGS. 1 and 2 show micrographs of the metal powder
  • Figure 1 shows the raw powder (Cu) state before the plasma treatment
  • Figure 2 is a metal powder (Cu) prepared by the above embodiment It is shown.
  • the metal powder after the plasma treatment is particulate and spherical in shape.
  • the present invention is widely used in the manufacture of spi S ring target materials in the electronics industry, high purity copper powder materials used in conductive pastes, penetrator liners, and the like.

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Abstract

본 발명은 전자산업의 서퍼터링 타겟재의 제조 및 관통자 라이너 등에 사용되는 고순도 구리(Cu) 분말재료의 제조방법에 관한 것이다. 이에 따른 구성은 원료 공급부, 플라즈마 토치부, 반응용기로 이루어진 장치를 이용하여 금속분말을 제조하는 방법에 있어서, 평균입경이 30~450 μm인 구리(Cu)분말을 2~30kg/hr 주입속도로 열플라즈마 토치를 통과시켜 평균입경이 5~300 μm인 고순도 구리분말을 얻는 제조방법으로 이루어진다.

Description

【명세서】
【발명의 명청】
열플라즈마 이용한 고순도 구리분말의 제조방법 【배경기술】
정보산업의 급속한 진전에 수반하고, 정보산업 기기 부품의 제조에 이용되는 스피9링 타겟재가 대량 사용되고 있다. 이러한 타겟 재료의 제조공정으로는 고순도 금속분말 원료의 소결에 의한 제조가 최적인 것이 알려져 있다. 그 때문에 고순도 융점 금속 분말의 수요가 정증하는 한편， 정보기기의 고기능화 때문에 더 한층 고순도화가 요구되어 있다.
또한 타겟의 니어네트 형태 (near net shape)소결 제조에는 이러한 분말의 구상화가 요구되며， 전도성 페이스트나 관통자 라이너 등의 용도로 고순도 구리 분말이 요구되고 있다.
고순도 구리 분말의 제조방법은 광석으로부터 화학습식 분리 정제를 되플이하고, 고순도의 중간 산화물이나 화합울을 제조하여 얻어진 산화울이나 화합울을 분해하고 수소 환원하여 금속분말을 제조하는 공정이 일반적으로 알려져 있다.
한국공개특허공보 10-2004-0097364호에서는 습식제조된 분말의 산소함량이 2000ppm 이상으로 상당히 높고 산화물 중의 분순물 잔류 때문에 고순도화에 한계가 있으며， 각종 용액에 의한 환경오염의 위험이 크다는 문제점이 있으며， 제조된 분말의 입경이 1 이하로 핸들링 하는데 상당한 어려움이 있다.
이와 같은 단점을 지닌 습식분리방법과는 달리 한국공개특허공보 10-2005 -0033721 에서는 DC 열플라즈마를 사용하여 초고은에 의해 탄소나노튜브 제조방법이 소개되어 있는데， DC 플라즈아 방식은 전극의 침식에 의한 불순울의 흔입을 피할 수 없으으로 고순도 금속분말을 제조하는데 어려움이 있다.
한편， RF 열프라즈마를 이용하여 고순도분말을 제조하는 방법으로써， 일본공개특허공보 2001-342506(이하"선행기술 A) 및 일본공개특허공보 2002- 180112호 (이하 11선행기술 B'이라 함)가 알려져 있다.
선행기술 A 는 금속 볼록 (block)을 분쇄하여 얻어진 분말을 열 플라즈마를 이용하여 텅스톈 (W), 몰리브뎬 (Mo), 탄탈륨 (Ta), 루테 s(Ru) 등의 고순도 금속분말을 얻고 있으며， 선행기술 B 는 평균입경이 10 320 ^을 가지는 고용점 금속의 산화물 또는 고융점 금속의 화합물을 수소를 도입한 RF 열프라즈마를 이용하여 텅스텐 (W), 을리브뎬 (Mo), 탄탈륨 (Ta), 루日 I늉 (Ru) 등의 고순도 금속분말을 얻고 있다.
상기한 선행기술들은 고융점 금속을 열프라즈마에 통과시키는 과정에서 고융점 금속은 용융 및 기화되지 않고， 상대적으로 융점이 낮은 불순울들이 기화되어 싸이클론으로 날아게되는 공정을 거쳐 고순도화 되는데， 융점이 상대적으로 낮은 구리 (Cu)는 고융점 금속과 같은 방법으로는 원료분말까지 불순물과 함께 기화되어 날아가기 때문에 상기한 선행기술과 같은 방법으로는 구리 분말을 고순도화 하는 것은 불가능하다.
【발명의 상세한 설명】
【기술적 과제】
본 발명은 종래의 문제점을 개선함과 함께 선행기술과 같은 열플라즈마를 이용하되， 상대적으로 융점이 낮은 구리 분말을 얻기 위한 것으로， 원료분말의 열플라즈아 토치에 주입되는 주입속도 및 반응용기에서의 반응 통과 구간을 적절히 적용하여 선행기술과 다른 고순도 구리 분말 얻고자 하는데 그 목적이 있다.
【기술의 해결방법】
상기 목적 달성을 위한 본 발명은 열프라즈마 토치를 이용하여 금속분말을 제조하는 방법에 있어서, 평균입경이 30~450 인 구리 (Cu)분말을 2~30kg/hr 주입속도로 열플라즈마 토치를 통과시켜 평균입경이 5~300^인 고순도 구리 분말을 얻는 제조방법으로 이루어진다. 상기 열플라즈아 토치에 투입되는 구리 (Cu)분말은 바람직하게는 그 순도가 95 99%이고， 열플라즈마 토치를 통과하여 얻어지는 최종적인 고순도 구리분말은 바람직하게는 4N급 (99.99%) 이상이다. .
본 발명은 상기한 구리 분말 뿐만아니라 알루미늉 (AI), 은 (Ag), 니켈 (Ni) 등의 상대적으로 융점이 낮은 금속들과 텅스탠 (W), 몰리브뎬 (Mo), 루테늄 (Ru),탄탈름 (Ta)과 같은 고융점 금속분말을 적용할 수 있음은 물론이다.
사용된 원료분말은 평균입경이 30 450 f皿 구리 분말을 사용하였다. 그 이유는 원료분말이 30 m 이하로 미세하게 되면 플라즈마 반응 이후 분말의 평균입경이 5 / 이하가 되어 분말사이의 응집이 일어나게 되고， 원료분말이 450 η 이상이 되면 플라즈마 처리 효과가 급격히 저하되기 때문이다.
본 발명은 금속분말을 2~30kg/hr 의 주입속도로 열플라즈아 토치를 통과시킴과 함께 반응용기의 길이를 적어도 1.4m 이상 2.5m 이하 범위로 설계하여 사용함이 선행기술들과 차별화 될 수 있다.
열플라즈마를 발생하는 동작가스 (gas)로서 아르곤 (Ar), 수소 (H2), 헬름 (He)을 들 수 있으며， 수소 청가량의 증가에 Hᅡ라 고순도화 효과가 상승하는 경향이 있기 때문에 아르곤 (Ar)에 수소를 5~50vol% 청가한다. 특히 5vol% 이상부터 효과가 급격이 커지며， 50vol% 이상이 되면 고순도화 효과를 급격히 저하되기 때문에 5~50\ % 청가항이 바람직하다.
도 1 은 본 발명에 이용하는 열플라즈마 장치의 모식도를 나타낸 것으로， 분말원료가 공급되는 공급부 (2), 그 하단부에 수냉 절연 튜브 (tube) 외축에 코일이 감겨지고， 코일에 고주파 전계를 인가하는 것에 의해 토치내에 열 플라즈마 고온영역대 (6)를 갖는 플라즈마 토치 (plasma torch)부 (1). 주입된 원료분말이 열플라즈마에 의해 고순도화 되는 반응용기 (3)， 제거된 불순울을 수거하는' 从ᅡ이클론 (4)， 제조된 고순도 금속분말을 수거하는 백필터(5)로 구성되어 있다.
이와 같은 고주파 전원에 의해 발생한 열플라즈마는 RF 열플라즈마(또는 고주파플라즈마)라고 한다. RF 열플라즈마의 발생에는 전극이 필요없고， 음극 재료의 증발에 의한 오염을 피할 수 있다. RF 열플라즈마의 발생에 채용하는 고주파 전원의 주파수는 4~13.5MHz 를 사용할 수 있지만 고온 영역대를 넓히기 위해서 4MHz를 사용한다.
본 발명은 상기한 선행기술의 열플라즈마 토치를 통과시켜 적용하는 측면에서 공히 유사하다 하여도， 선행기술에서 적용하고 있는 방법으로는 원료분말까지 불순울과 함께 기화되어 날아가기 때문에 본 발명에서 고순도화 하고자 하는 구리 분말을 적용할 수 없다.
또한 본 발명은 원료분말 주입속도의 범위를 2~30kg/hr 로 한정하여 시행함이 바람직하다. 원료 주입속도를 한정함에 있어 2 kg/hr 이하가 되면 더 이상의 순도 향상에 도움이 안되면서 생산성이 저하되는 운제점이 있고， 30 kg/hr 이상이 되면 고순도화 효과가 현저히 저하되는 문제점이 있어 2~30 kg/hr 로 한정하였다. 또한 본 발명은 상기 장치에서 반응용기 (3)의 길이를 1.4m~2.5m 범위로 설계함이 더욱 바람직하다. 본 발명 반응용기의 길이를 2m 이상으로 하는 것이 선행기술들과 다른 것으로， 반응용기의 길이를 1.4m 이하로 하였을 경우에는 이상의 원료분말을 처리할 없다.
즉， 200 /m 이상의 원료분말을 사용할 경우 열프라즈마 통과시 용융되었다가 넁각되는 구간이 더 필요하게 된다. 따라서 반응용기가 1.4m 이하일 때 200 이상의 원료분말을 사용할 경우에 응고가 덜 된 상태에서 반응용기 바닥에 퇴적되기 때문에 분말의 구상화를 기대하기 어렵고, 2.5m 이상일 경우는 제조원가의 상승 및 그에 수반하는 효과가 충족되지 않는다.
【유리한 효과】
이상에서와 같이 본 발명은 원료분말에 대한 플라즈마 토치 통과시의 주입속도 (2~30 kg/hr) 및 반응용기의 길이 (1.4~2.5m)를 적절하게 적용항으로써， 특히 저융점 원료분말이 불순울과 함께 기화되어 날아가게 되는 문제점을 개선한 효과를 갖는 고순도 금속분말을 얻을 수 있다. 【도면의 간단한 설명】
도 1은 본 발명의 제조에 이용되는 플라즈마 장치도
도 2는 플라즈마 처리 전의 원료분말 (Cu)에 대한 현미경사진
도 3은 플라즈마 처리 후의 고순도 금속분말 (Cu)에 대한 현미경사진 【발명의 실시를 위한 최선의 형태】
다음 실시예에 따라 본 발명을 설명한다.
(표 1)
Figure imgf000008_0001
(실시에 υ
평균입경 20 ps^, 순도 96%의 Cu 분말을 원료로 하고， 도 1 에 나타낸 RF 열플라즈마 처리하여 7.5 의 고순도 Cu 분말을 제조하였다.
고주파 전원 주파수는 4MHz 이고， Cu 분말은 원료 공급부를 통해 플라즈마 고온영역에 공급되고, 열플라즈마에 의해 원료분말을 용융하고， 구상화 및 고순도화 시킨다. 이때 원료분말의 주입속도를 각각 5kg/hr 와 30kg/hr 로 하였다.
(실시예 2) 평균입경 33 ， 순도 96%의 Cu 분말을 원료로 하는 것 이외에는 실시예 1 과 같은 방법에 의해 처리하여 순도 99.999%， 평균입경 11.88 구상인 고순도 Cu 분말을 제조하였다.
(실시예 3)
평균입경 48 , 순도 97%의 Cu 분말을 원료로 하는 것 이외에는 실시예 1 과 같은 방법에 의하여 순도 99.99%, 평균입경 19.8 구상인 고순도 Cu 분말을 제조하였다.
(실시예 4)
평균입경 86 순도 97%의 Cu 분말을 원료로 하는 것 이외에는 실시에 1 과 같은 방법에 의하여 순도 99.99%, 평균입경 35.3 구상인 고순도 Cu 분말을 제조하였다.
(실시예 5)
평균입경 103 /M, 순도 96%의 Cu 분말을 원료로 하는 것 이외에는 실시에 1 과 같은 방법에 의하여 순도 99.99%， 평균입경 48.1 구상인 고순도 Cu 분말을 제조하였다.
(실시에 6)
평균입경 233 /M, 순도 96%의 Cu 분말을 원료로 하는 것 이외에는 실시에 1 과 같은 방법에 의하여 순도 99.99%, 평균입경 110.5 구상인 고순도 Cu 분말을 제조하였다
(실시예 7)
평균입경 588 , 순도 97%의 Cu 분말을 원료로 하는 것 이외에는 실시예 1 과 같은 방법에 의하여 순도 99.45%, 평균입경 259.8 구상인 고순도 Cu 분말을 제조하였다 【발명의 실시를 위한 형태】
도 1 및 도 2 는 금속분말에 대한 현미경사진을 나타낸 것으로， 도 1 은 플라즈아 처리하기 전의 원료분말 (Cu)상태를 나타낸 것이고， 도 2 는 상기 실시예를 통해 제조된 금속분말 (Cu)을 나타낸 것이다.
이에 알 수 있는바와 같이， 플라즈마 처리 후 금속분말은 미립자이며 구상 형태임을 알 수 있다.
【산업상 이용 가능성】
본 발명은 전자 산업의 스피 S링 타겟재의 제조， 전도성 페이스트 및 관통자 라이너 등에 사용되는 고순도 구리 분말 재료등에 널리 사용된다.

Claims

【특허청구범우 I】
【청구항 1】
원료 공급부와 열프라즈마 토치부와 반응용기로 이루어진 장치를 이용하여 금속분말을 제조하는 방법에 있어서, 평균입경이 30 450 인 구리 (Cu)분말을 2~30kg/hr 주입속도로 열플라즈마 토치 및 반응용기를 통과시켜 평균입경이 5~300 임을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 고순도， 구상화 구리 (Cu)분말의 제조방법.
【청구항 2】
제 1항에 있어서，
상기 평균입경이 30 450 ^인 구리 (Cu)분말의 순도가 95 99% 임을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 고순도 ，구상화 구리 분말의 제조방법.
【청구항 3】
제 1항에 있어서,
상기 반응용기의 길이가 1.4m~2.5m 로 형성됨을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 고순도 ，구상화 구리 분말의 제조방법.
【청구항 4】
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 평균입경이 5〜；00 朋인 구리분말의 순도가 4N 급 (99.99%) 이상 임을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 고순도， 구상화 구리분말의 제조방법
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JP2012543006A JP5746207B2 (ja) 2009-12-07 2010-07-20 熱プラズマを用いた高純度銅粉の製造方法
CN201080055710.4A CN102665972B (zh) 2009-12-07 2010-07-20 借助热等离子体生产高纯度铜粉末的方法

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Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2923781A4 (en) * 2012-11-26 2016-07-13 Mitsui Mining & Smelting Co COPPER POWDER AND PROCESS FOR PRODUCING THE SAME
KR101510852B1 (ko) * 2013-09-16 2015-04-10 한국생산기술연구원 Ｒｆ 플라즈마 처리를 이용한 루테늄-크롬 합금 분말의 제조방법
KR101647997B1 (ko) * 2014-09-15 2016-08-12 한국생산기술연구원 밀도와 구형도가 향상된 루테늄-크롬 합금 및 그 제조방법
CN106257978B (zh) * 2015-04-22 2019-09-24 日立金属株式会社 金属颗粒以及它的制造方法、包覆金属颗粒、金属粉体
CN108883407A (zh) 2015-12-16 2018-11-23 阿马斯坦技术有限责任公司 球状脱氢金属和金属合金颗粒
KR101777308B1 (ko) * 2016-01-13 2017-09-12 주식회사 풍산홀딩스 열플라즈마를 이용한 균일한 산소 패시베이션 층을 갖는 구리 나노 금속분말의 제조방법 및 이를 제조하기 위한 장치
KR20170118290A (ko) * 2016-04-14 2017-10-25 주식회사 풍산홀딩스 열플라즈마를 이용한 균일한 산소 패시베이션 층을 갖는 은나노 금속분말의 제조방법 및 이를 제조하기 위한 장치
KR102343903B1 (ko) * 2016-04-14 2021-12-30 주식회사 풍산홀딩스 열플라즈마를 이용한 균일한 산소 패시베이션 층을 갖는 은나노 금속분말의 제조방법 및 이를 제조하기 위한 장치
CN107931626A (zh) * 2017-12-18 2018-04-20 南通金源智能技术有限公司 一种新型3d打印铝合金粉末的成分及制备方法
CA3104080A1 (en) * 2018-06-19 2019-12-26 6K Inc. Process for producing spheroidized powder from feedstock materials
US11312638B2 (en) * 2019-03-14 2022-04-26 Kolon Glotech, Inc. Method for synthesizing copper sulfide nano powder using plasma synthesis
CN110039062B (zh) * 2019-04-18 2020-11-10 北京科技大学 一种制备球形镍基粉末的方法
SG11202111576QA (en) 2019-04-30 2021-11-29 6K Inc Mechanically alloyed powder feedstock
AU2020266556A1 (en) 2019-04-30 2021-11-18 6K Inc. Lithium lanthanum zirconium oxide (LLZO) powder
WO2021118762A1 (en) 2019-11-18 2021-06-17 6K Inc. Unique feedstocks for spherical powders and methods of manufacturing
US11590568B2 (en) 2019-12-19 2023-02-28 6K Inc. Process for producing spheroidized powder from feedstock materials
JP2023532457A (ja) 2020-06-25 2023-07-28 シックスケー インコーポレイテッド 微細複合合金構造体
WO2022067303A1 (en) 2020-09-24 2022-03-31 6K Inc. Systems, devices, and methods for starting plasma
AU2021371051A1 (en) 2020-10-30 2023-03-30 6K Inc. Systems and methods for synthesis of spheroidized metal powders

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08246010A (ja) * 1995-03-10 1996-09-24 Namitsukusu Kk 金属粉末の製造方法
JP2001342506A (ja) 2000-05-31 2001-12-14 Hitachi Metals Ltd 粉末原料の製造方法およびターゲット材の製造方法
JP2002180112A (ja) 2000-12-19 2002-06-26 Hitachi Metals Ltd 高融点金属粉末材料の製造方法
JP2004232084A (ja) * 2003-01-09 2004-08-19 Hitachi Metals Ltd 微小金属球の製造方法
KR20040097364A (ko) 2002-04-16 2004-11-17 코민코 엔지니어링 서비시즈 리미티드 습식제련 추출공정에서 불순물을 제거 또는 처리하는 방법
KR20050033721A (ko) 2003-10-07 2005-04-13 현대자동차주식회사 엔진의 가변 밸브리프트 장치
JP2005336617A (ja) * 2005-05-30 2005-12-08 Hitachi Metals Ltd スパッタリング用ターゲット及びその製造方法ならびに高融点金属粉末材料

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1390352A (en) * 1971-02-16 1975-04-09 Tetronics Research Dev Co Ltd High temperature treatment of materials
US4592781A (en) * 1983-01-24 1986-06-03 Gte Products Corporation Method for making ultrafine metal powder
WO1984002864A1 (en) * 1983-01-24 1984-08-02 Gte Prod Corp Method for making ultrafine metal powder
US5749937A (en) 1995-03-14 1998-05-12 Lockheed Idaho Technologies Company Fast quench reactor and method
US6379419B1 (en) * 1998-08-18 2002-04-30 Noranda Inc. Method and transferred arc plasma system for production of fine and ultrafine powders
JP2001020065A (ja) * 1999-07-07 2001-01-23 Hitachi Metals Ltd スパッタリング用ターゲット及びその製造方法ならびに高融点金属粉末材料
JP2001180112A (ja) 1999-12-24 2001-07-03 Nicca Chemical Co Ltd 感熱記録材料
JP2002371305A (ja) 2001-06-14 2002-12-26 Hitachi Metals Ltd 金属粉末の製造方法
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
CN1958518B (zh) * 2005-10-17 2012-07-04 日清制粉集团本社股份有限公司 超微颗粒的制造方法
KR100726592B1 (ko) * 2005-12-23 2007-06-12 재단법인 포항산업과학연구원 무기 전도성 잉크용 나노(ｎａｎｏ) 동(Ｃｕ)분말 제조방법
KR101055991B1 (ko) 2008-09-30 2011-08-11 한국전력공사 이송식 아크 플라즈마 장치를 이용한 구리 나노분말 제조방법

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08246010A (ja) * 1995-03-10 1996-09-24 Namitsukusu Kk 金属粉末の製造方法
JP2001342506A (ja) 2000-05-31 2001-12-14 Hitachi Metals Ltd 粉末原料の製造方法およびターゲット材の製造方法
JP2002180112A (ja) 2000-12-19 2002-06-26 Hitachi Metals Ltd 高融点金属粉末材料の製造方法
KR20040097364A (ko) 2002-04-16 2004-11-17 코민코 엔지니어링 서비시즈 리미티드 습식제련 추출공정에서 불순물을 제거 또는 처리하는 방법
JP2004232084A (ja) * 2003-01-09 2004-08-19 Hitachi Metals Ltd 微小金属球の製造方法
KR20050033721A (ko) 2003-10-07 2005-04-13 현대자동차주식회사 엔진의 가변 밸브리프트 장치
JP2005336617A (ja) * 2005-05-30 2005-12-08 Hitachi Metals Ltd スパッタリング用ターゲット及びその製造方法ならびに高融点金属粉末材料

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP2511032A1 (en) 2012-10-17

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