KR20080110700A - Spherical and Ultrafine Differentiation of Powder Materials Using High Frequency Thermal Plasma - Google Patents
Spherical and Ultrafine Differentiation of Powder Materials Using High Frequency Thermal Plasma Download PDFInfo
- Publication number
- KR20080110700A KR20080110700A KR1020070059196A KR20070059196A KR20080110700A KR 20080110700 A KR20080110700 A KR 20080110700A KR 1020070059196 A KR1020070059196 A KR 1020070059196A KR 20070059196 A KR20070059196 A KR 20070059196A KR 20080110700 A KR20080110700 A KR 20080110700A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- glass powder
- spherical
- thermal plasma
- high frequency
- plasma
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 239000000843 powder Substances 0.000 title claims abstract description 80
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 title claims 2
- 239000000463 material Substances 0.000 title abstract description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 24
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 claims abstract description 9
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims abstract 2
- 238000010791 quenching Methods 0.000 claims description 20
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 19
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 claims description 14
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 10
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 5
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 5
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 claims description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 4
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 4
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 3
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims description 3
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 2
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 abstract description 7
- 238000002844 melting Methods 0.000 abstract description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract description 3
- 230000001788 irregular Effects 0.000 abstract description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 3
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 abstract description 2
- 210000002381 plasma Anatomy 0.000 description 37
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 4
- 238000003980 solgel method Methods 0.000 description 4
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 3
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 239000000976 ink Substances 0.000 description 3
- 239000006072 paste Substances 0.000 description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 3
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000003701 mechanical milling Methods 0.000 description 2
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- -1 antifoams Substances 0.000 description 1
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 239000008394 flocculating agent Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 239000011344 liquid material Substances 0.000 description 1
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000011858 nanopowder Substances 0.000 description 1
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000005563 spheronization Methods 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2/00—Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic
- B01J2/16—Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic by suspending the powder material in a gas, e.g. in fluidised beds or as a falling curtain
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B19/00—Other methods of shaping glass
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
- B01J2219/0894—Processes carried out in the presence of a plasma
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
본 발명은 불규칙한 모양을 갖는 조분쇄된 분말소재를 구형화하고 초미분화하는 공정에 관한 것으로, 고주파 유도플라즈마의 높은 열 함유량 및 충분한 반응시간에 의해 조분쇄된 분말소재를 용융 및 기화 시킨 후 플라즈마 하단에서 급격히 냉각시킴으로써, 초미분, 구형의 분말을 얻는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a process of spheroidizing and finely grinding a coarsely pulverized powder material having an irregular shape, and after melting and vaporizing the coarsely pulverized powder material by high heat content and sufficient reaction time of high frequency induction plasma, The present invention relates to a method for obtaining ultrafine powder and spherical powder by rapidly cooling at.
Description
도 1,2는 상기한 본 발명을 구현하기 위한 바람직한 시스템 구성의 일실시예를 도시한 도면1 and 2 illustrate one embodiment of a preferred system configuration for implementing the present invention described above.
본 발명은 고주파 열플라즈마를 이용하여 조분쇄된 분말을 구형화하고 초미분화 시키는 공정에 관한 것이다. The present invention relates to a process for spherical and ultra-fine micronized powder using high frequency thermal plasma.
최근, 크기가 작고 구형의 모양을 가진 분말소재에 대한 수요가 IT용 칩부품, 플라즈마 디스플레이, 의료용 접착제, 고온 세라믹 접착제 산업 등 첨단산업을 중심으로 확산되고 있다. 이러한 산업분야에서는 원료분말을 분산제, 응집제, 결합제(바인더), 가소제, 소포제, 계면활성제 등과 함께 혼합하여 페이스트, 슬러리 혹은 잉크 형태로 만들고 이를 원하는 두께 만큼 도포하고 건조 혹은/및 소결하여 기능성 막을 형성하는 응용이 대분분이다.Recently, the demand for powder materials having a small size and a spherical shape has been spreading around high-tech industries such as IT chip parts, plasma displays, medical adhesives, and high-temperature ceramic adhesive industries. In these industries, raw powders are mixed with dispersants, flocculants, binders (binders), plasticizers, antifoams, surfactants and the like to form pastes, slurries or inks, and applied to the desired thickness and dried or / and sintered to form functional films. Most applications are.
분산성을 향상시키고 소성 시 유기성 바인더 등의 연소 가스에 의한 기공 형성을 억제하는 데 있어서 작고 구형의 분말이 크고 불규칙한 형상의 분말에 비해 더욱 효과적이라는 것이 알려져 있으며, 특히 분말의 조성에 큰 변화 없이도 소성온도를 낮추기 위해서 마이크로미터 이하의 분말을 사용하려는 시도들이 보고되고 있다. It is known that small, spherical powders are more effective than large, irregularly shaped powders in improving dispersibility and suppressing pore formation by combustion gases such as organic binders during firing. Attempts have been reported to use submicrometer powders to lower the temperature.
종래의 미분화 기술로는 원하는 조성으로 합성된 소재덩어리 또는 분말을 기계적으로 밀링하여 그 크기를 줄이는 것이 대표적이다. 그러나 기계적 밀링 방식으로는 500nm 이하의 미분화가 불가능하다고 알려져 있으며 분말 형상도 불규칙해진다는 단점이 있다. 합성된 거분을 기계적으로 밀링하여 그 크기를 줄이는 방법과는 반대로 솔-겔 법을 써서 원하는 조성성분을 지닌 분말을 수십 nm 크기로 합성하는 방법도 최근 소개되고 있다. 그러나 솔-겔 법을 이용한 나노분말 합성은 sol-gel 법의 특성상 만드는데 시간이 오래 걸리고 배치 타입이어서 대량 생산이 어려우며 생산된 분말 형상도 불규칙 하다는 단점이 있다.Conventional micronization techniques typically include milling material masses or powders synthesized in desired compositions to reduce their size. However, it is known that micronization below 500 nm is impossible by the mechanical milling method, and the powder shape is irregular. Contrary to the method of mechanically milling the synthesized macromolecules and reducing their size, a method of synthesizing powders having desired composition components into several tens of nm using the sol-gel method has been recently introduced. However, the nano powder synthesis using the sol-gel method takes a long time to make and the batch type is difficult to mass produce due to the characteristics of the sol-gel method, and the powder shape produced is irregular.
이와 같은 단점을 지닌 기계적 밀링 방식이나 솔-겔 법과는 달리, 미국 특허 3533756은 직류 열플라즈마를 사용하여 실리카 등의 입자들을 기화시킨 후 급랭시켜 입자크기를 줄이기 위한 아크 반응기 방식을 서술하고 있는데 여기서 소개된 아크 반응기는 고온의 플라즈마 불꽃을 만들기 위해 공동형으로 된 음극과 양극 사이에 아크를 형성시키는 아크 발생기와 실리카 등을 아크를 통과해 뿜어져 나오는 플라즈마 불꽃 사이로 주입시킬 수 있는 공급부 및 급랭을 위한 냉각부로 구성되어 있다. 이 특허에서 공개된 방법에 의하면 아크 발생기를 통해 뿜어져 나온 초고온의 열플라즈마를 이용하여 주입된 실리카를 기화시키고 이를 다시 급랭 시켜 입자의 성장크기를 제어함으로써, 구형의 나노크기를 갖는 분말을 얻을 수 있다는 장점이 있다. 그러나 이와 같이 전극을 갖는 플라즈마 방식은 전극의 침식에 의한 불순물의 혼입을 피할 수 없으므로 정확한 분말의 조성 제어에 난점을 갖게 된다. 또한 전극 사이에 발생된 아크를 통과하여 나오는 플라즈마 불꽃의 경우 불꽃 크기가 상대적으로 작고 그 속도는 빨라서 투입된 분말이 발생된 플라즈마의 일부분으로부터만 에너지를 전달받기 때문에 기화되는 양이 상대적으로 적다는 단점이 있다.Unlike mechanical milling method or sol-gel method which have such disadvantages, US patent 3533756 describes an arc reactor method for reducing particle size by vaporizing particles such as silica using direct current thermal plasma and then introducing them here. Arc reactor is used to cool the supply and quench to inject between the arc generator and silica, which forms an arc between the cathode and the anode in the cavity to make a high temperature plasma flame, and the plasma flame that is ejected through the arc. It is composed of wealth. According to the method disclosed in this patent, a powder having a spherical nano-size can be obtained by vaporizing the injected silica using an ultra-high temperature thermal plasma emitted through an arc generator and quenching it again to control the growth size of the particles. There is an advantage. However, since the plasma method having the electrode as described above cannot mix impurities due to the erosion of the electrode, there is a difficulty in precisely controlling the composition of the powder. In addition, the plasma flame that passes through the arc generated between the electrodes has a disadvantage that the size of the flame is relatively small and the speed is high so that the amount of vaporization is relatively small since the injected powder receives energy only from a part of the generated plasma. have.
이 외에 직류 열플라즈마나 고온 화염을 이용하여 각종 분말 재료의 표면을 녹인 후 급랭시켜 구형화하는 기술이 기존 미국 특허 등에 소개되어 있다. 예를 들어 미국 특허 3272615에 공개된 바와 같이 조악한 형상의 분말을 고온 화염 주변으로 회전시켜 주입하여 분말이 화염과 닿게 함으로써 표면을 녹인 후 표면 장력에 의해 구형화가 일어나고 이를 냉각하는 방법 등이 그것이다. 그러나 이와 같이 일반 화염을 사용하는 경우 융점이 높은 산화물의 경우엔 적용하기 어렵다. 미국 특허 4715878, 4781741, 4961770 등에선, 일반 화염 대신 직류 열플라즈마를 사용하여 주입된 분말에 대해 연화점 이상 기화점 이하의 온도장을 제공하여 분말의 점도를 낮추어 표면 장력에 의한 구형화를 일으킨 다음 이 구형화된 액적을 급랭시킴으로써, 구형의 분말을 얻을 수 있다고 그 구체적인 기술을 공개한 바 있다. 그러나 이들 특허는 기화점 이하에서 처리하기 때문에 주입된 분말의 단순 구형화만 가능 하므로 주입된 분말들과 처리된 분말들 간의 평균 입자크기 사이에는 별 차이가 없다. 곧 표면 용융만으로는 입자 크기 자체는 줄어들지 않고 단순히 구형화만 일어날 뿐이므로 주입된 분말들의 입자크기도 함께 줄이기 위해서는 이들을 기화시킨 후 급랭시켜 기화된 입자들의 성장을 최소화 시킬 필요가 있다. 이를 위해서는 앞서 언급한 미국 특허 3272615와 같이 주입된 분말의 표면을 녹이는 것보다 더 많은 에너지를 공급하여 기화시켜야하며 플라즈마를 이용할 경우 가능하면 주입된 분말과 초고온의 열플라즈마 사이의 접촉시간 및 열전달량을 늘려 효율적인 기화과정이 일어날 수 있어야 한다.In addition, existing US patents have disclosed a technique of melting a surface of various powder materials using a direct-current thermal plasma or a high-temperature flame and then quenching them to form a sphere. For example, as disclosed in US Pat. No. 3,272,615, a coarse powder is rotated and injected around a high temperature flame to make the powder come into contact with the flame, thereby melting the surface and then spheronizing by surface tension and cooling the same. However, in the case of using a general flame in this way it is difficult to apply in the case of oxide having a high melting point. In U.S. Patents 4715878, 4781741, 4961770 and the like, the powder injected using DC thermal plasma instead of a general flame provides a temperature field below the softening point and below the vaporization point to lower the viscosity of the powder to cause spheroidization by surface tension. The specific technique has been disclosed that a spherical powder can be obtained by quenching spherical droplets. However, since these patents process only below the vaporization point, only the spherical shape of the injected powder is possible, so there is no difference between the average particle size between the injected powder and the treated powder. In other words, surface melting alone does not reduce the particle size itself but merely spheronization. Therefore, in order to reduce the particle size of the injected powders, it is necessary to minimize the growth of vaporized particles by vaporizing them and then quenching them. For this purpose, it is necessary to vaporize by supplying more energy than melting the surface of the injected powder, as described in the above-mentioned US Patent 3272615. When using plasma, the contact time and heat transfer amount between the injected powder and the ultra-high temperature plasma can be Increasingly, efficient evaporation must be possible.
본 발명의 목적은 고주파 유도플라즈마의 높은 열 함유량 및 충분한 반응시간과 플라즈마 불꽃 하단에서의 급랭 조건을 이용하여 조분쇄된 분말소재를 기화 및 용융 시킨 후 급격히 냉각시킴으로써 초미분, 구형의 분말을 얻는 방법을 제공하는 것에 있다.An object of the present invention is to obtain ultra fine powder and spherical powder by evaporating and melting coarsely pulverized powder material using high heat content and sufficient reaction time of high frequency induction plasma and rapid quenching conditions at the bottom of plasma flame. Is to provide.
고주파 열플라즈마 방식은 직류 열플라즈마 방식과는 달리 전극을 사용하지 않으므로 플라즈마 불꽃 내에 전극 침식에 의한 오염물질이 존재하지 않고 플라즈마 불꽃이 크고 넓으며 그 속도가 느리므로 플라즈마 중심축 방향으로 분말이 투입될 경우 대부분의 주입된 분말이 기화 또는 액화되기에 충분한 에너지와 체류시간을 가질 수 있다는 장점이 있다. 또한 분말 증기 및 액적을 포함한 플라즈마 불꽃을 하단부에서 급랭시킴으로써 초미분의 분말을 얻을 수 있을 뿐만 아니라 거의 완전한 형태의 구형으로 만들 수 있다.High frequency thermal plasma method does not use electrodes unlike DC thermal plasma method, so there is no contaminant due to electrode erosion in plasma flame, plasma flame is big and wide and its speed is slow. In this case, there is an advantage that most of the injected powder can have sufficient energy and residence time to vaporize or liquefy. In addition, by quenching the plasma flame including powdered vapor and droplets at the lower end, not only an ultra fine powder can be obtained but also a nearly complete spherical shape.
본 발명에 의해 처리된 분말은 오염 물질 함량이 적고 크기가 소형이며 그 모양이 구형이므로 페이스트, 슬러리, 잉크 제조에 있어 정확한 조성 제어, 분산성 향상 측면에서 장점을 갖게 되며 이 후 이를 이용한 후막 형성시 소성 온도 저감, 균일성 향상 효과를 나타낼 수 있다.The powder treated by the present invention has a small contaminant content, a small size, and a spherical shape, and thus has advantages in terms of precise composition control and dispersibility improvement in paste, slurry, and ink manufacturing. A baking temperature reduction and a uniformity improvement effect can be exhibited.
상기 목적을 이루기 위해 본 발명은 수 ㎛에서 수백 ㎛ 크기로 조분쇄된 분말을 고주파 열플라즈마 토치의 중심축 방향으로 주입하는 단계, 주입된 분말이 플라즈마 불꽃의 중심축을 따라 진행하면서 기화되는 단계, 이 기화된 분말 증기를 포함한 플라즈마 불꽃이 토치 하단 출구를 빠져나오면서 급랭되는 단계, 그리고 급랭을 통해 생성된 수 nm - 수백 nm의 크기를 갖는 초미분, 구형의 분말이 사이클론, 백필터 등에서 포집되는 단계로 주요하게 구성된다. In order to achieve the above object, the present invention comprises the steps of injecting the coarsely pulverized powder from several μm to several hundred μm in the direction of the central axis of the high frequency thermal plasma torch, the injected powder is evaporated while traveling along the central axis of the plasma flame, Plasma flame containing vaporized powder vapor is quenched as it exits the bottom of the torch, and ultrafine, spherical powder having a size of several nm to several hundred nm generated through quenching is collected in cyclone, bag filter, etc. It is composed mainly.
상기 내용 중 분말의 주입은 일반적으로 운반 기체에 의한 분말 공급 방식이 사용될 수 있으며 더욱 균일한 분말 공급을 위해 분산제와 혼합하여 액상으로도 주입이 가능하다.In the above-mentioned content, powder injection may be generally used as a powder supply method by a carrier gas, and may be injected into a liquid phase by mixing with a dispersant for a more uniform powder supply.
상기 고주파 열플라즈마는 솔레노이드 형상의 코일에 고주파의 전원을 인가함에 의해 형성되며 바람직한 주파수는 100kHz~50MHz 이다. 발생된 고온의 플라즈마를 적절한 영역에 가두기 위해 코일 안쪽의 플라즈마와 접하는 면에 가둠관을 둔다.The high frequency thermal plasma is formed by applying a high frequency power to the solenoid coil, the preferred frequency is 100kHz ~ 50MHz. The confinement tube is placed on the surface in contact with the plasma inside the coil to trap the generated high temperature plasma in an appropriate area.
상기 내용 중 토치 하단에서 기화된 분말 증기를 포함한 플라즈마 불꽃의 급랭 방식은 차가운 급랭 기체의 다량 주입을 통해 이루어 질 수 있으며 급랭율을 높 이기 위해 물과 같은 액체를 분사시킬 수도 있다.In the above description, the quenching method of the plasma flame including the powder vapor vaporized at the bottom of the torch may be achieved through the injection of a large amount of cold quenching gas, or may be injected with a liquid such as water to increase the quenching rate.
도 1은 상기한 본 발명을 구현하기 위한 바람직한 시스템 구성의 일례이다. 1 is an example of a preferred system configuration for implementing the present invention described above.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 더 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described the present invention in more detail.
도면에서 참조되는 바와 같이, 조분쇄된 분말(1) 은 분말 공급기(2)로부터 분말 공급 라인(3)에 가해진 압력에 의해 고주파 열플라즈마 토치(4) 상단에 설치된 분말 주입 포트(5)로 이송된다. 이송된 분말은 토치의 코일(6) 영역 또는 그 근처까지 삽입된 분말 주입 기구(7)를 통해 고주파 열플라즈마 토치의 중심축을 따라 주입된다. 이와 같은 방식을 통해 고주파 열플라즈마 토치 중심축으로 주입된 분말은 토치 가둠관(8) 내부를 넓게 채우면서 형성된 고온의 플라즈마(9)의 중심영역을 통과하면서 기화에 필요한 에너지를 충분히 얻게 된다. 기화된 분말 증기를 포함한 고온의 플라즈마 불꽃은 토치 하단을 빠져나가면서 급격히 온도가 떨어지고 이에 따라 플라즈마 불꽃 내에서 과포화되어 있던 분말 증기는 핵생성과 성장을 시작하게 된다. 이 단계에서 차가운 기체 또는 물과 같은 액상물질을 급랭매체 주입구(10)를 통해 분사시킴으로써 냉각률을 높혀 분말의 성장을 억제시키게 되며 표면장력에 의해 초미분, 구형화된 분말(11)이 최종적으로 얻어지게 된다. 이와 같은 방식으로 얻어진 초미분, 구형 분말은 반응기(12) 후단에 설치된, 예컨대, 사이클론 (14), 백필터 (15) 및 호퍼 (16) 등으로 구성된 표준적인 분말 수거 장치를 통해 연속적으로 회수될 수 있다. As referred to in the figure, the coarsely pulverized powder 1 is transferred from the
또한, 급랭율을 더욱 높여, 유리분말의 크기를 더 줄이고, 입도분포의 분산성을 향상시키기 위해, 도 2에 나타낸 것처럼, 고주파 토치 하단에, 수렴-확산 노 즐(13) 을 설치하고 리액터(12)를 감압시켜 초음속 상태의 플라즈마 유동(17)을 만들 수 있다. 잘 알려진 바와 같이, 유동이 초음속 상태로 변하게 되면, 유동이 가지고 있던 내부에너지가 운동에너지로 빠르게 변하기 때문에, 별다른 급랭 기체 또는 액체의 도움 없이도 급격한 온도감소를 가져올 수 있다. Herberlein 등의 보고에 의하면 초음속 조건에 따라 약 107K/s 이상의 초고속 급랭율을 얻을 수 있고, 이 같이 높은 급랭율에서는 처리된 유리분말의 입자크기 분포의 분산정도도 급격히 작아지게 된다. In addition, in order to further increase the quench rate, further reduce the size of the glass powder, and improve the dispersibility of the particle size distribution, as shown in FIG. 2, a converging-
상기한 바와 같이, 본 발명은 조분쇄되어 수 ㎛에서 수백 ㎛ 크기를 갖는 분말(1) 을 고주파 열플라즈마 토치의 중심축 방향으로 주입하고, 주입된 분말이 고온의 플라즈마(9)의 중심축을 따라 효율적으로 기화되고, 이 기화된 분말 증기를 포함한 플라즈마 불꽃이 토치 하단 출구를 빠져나오면서 급랭됨으로써, 수 nm - 수백 nm의 크기를 갖는 초미분, 구형의 분말(11)을 연속적이며 대량으로 얻을 수 있는 효과가 있다. As described above, the present invention is coarsely pulverized to inject powder 1 having a size of several micrometers to several hundred micrometers in the direction of the central axis of the high frequency thermal plasma torch, and the injected powder is along the central axis of the high-
본 발명에 의해 처리된 분말은 오염 물질 함량이 적고 크기가 소형이며 그 모양이 구형이므로 페이스트, 슬러리, 잉크 제조에 있어 정확한 조성 제어, 분산성 향상 측면에서 장점을 갖게 되며 이 후 이를 이용한 후막 형성시 소성 온도 저감, 균일성 향상 효과를 나타낼 수 있다.The powder treated by the present invention has a small contaminant content, a small size, and a spherical shape, and thus has advantages in terms of precise composition control and dispersibility improvement in paste, slurry, and ink manufacturing. A baking temperature reduction and a uniformity improvement effect can be exhibited.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020070059196A KR20080110700A (en) | 2007-06-16 | 2007-06-16 | Spherical and Ultrafine Differentiation of Powder Materials Using High Frequency Thermal Plasma |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020070059196A KR20080110700A (en) | 2007-06-16 | 2007-06-16 | Spherical and Ultrafine Differentiation of Powder Materials Using High Frequency Thermal Plasma |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20080110700A true KR20080110700A (en) | 2008-12-19 |
Family
ID=40369409
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020070059196A Withdrawn KR20080110700A (en) | 2007-06-16 | 2007-06-16 | Spherical and Ultrafine Differentiation of Powder Materials Using High Frequency Thermal Plasma |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20080110700A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012023684A1 (en) * | 2010-08-18 | 2012-02-23 | 재단법인 철원플라즈마 산업기술연구원 | Structure of a plasma torch electrode for manufacturing nanopowder |
| KR101506243B1 (en) * | 2013-08-28 | 2015-03-26 | 재단법인 철원플라즈마 산업기술연구원 | Mult-injection type rf thermal plasma processing apparatus and rf thermal plasma torch |
| CN108190562A (en) * | 2017-12-29 | 2018-06-22 | 中国航天空气动力技术研究院 | A kind of induction plasma heating nodularization supplies component powder |
| CN111954581A (en) * | 2017-11-14 | 2020-11-17 | 加拿大派罗杰尼斯有限公司 | Method and apparatus for producing fine spherical powder from a coarse and angular powder feed |
-
2007
- 2007-06-16 KR KR1020070059196A patent/KR20080110700A/en not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012023684A1 (en) * | 2010-08-18 | 2012-02-23 | 재단법인 철원플라즈마 산업기술연구원 | Structure of a plasma torch electrode for manufacturing nanopowder |
| KR101506243B1 (en) * | 2013-08-28 | 2015-03-26 | 재단법인 철원플라즈마 산업기술연구원 | Mult-injection type rf thermal plasma processing apparatus and rf thermal plasma torch |
| CN111954581A (en) * | 2017-11-14 | 2020-11-17 | 加拿大派罗杰尼斯有限公司 | Method and apparatus for producing fine spherical powder from a coarse and angular powder feed |
| CN108190562A (en) * | 2017-12-29 | 2018-06-22 | 中国航天空气动力技术研究院 | A kind of induction plasma heating nodularization supplies component powder |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6495323B2 (en) | Glass batch processing method and apparatus using dual source cyclone plasma reactor | |
| JP5371789B2 (en) | Nanoscale phosphor particles having high quantum efficiency and synthesis method thereof | |
| JP5363397B2 (en) | Method for producing silicon / silicon carbide composite fine particles | |
| Li et al. | Spheroidization of silica powders by radio frequency inductively coupled plasma with Ar–H2 and Ar–N2 as the sheath gases at atmospheric pressure | |
| JP5362614B2 (en) | Method for producing silicon monoxide fine particles and silicon monoxide fine particles | |
| CN108473335B (en) | Method for producing titanium oxide fine particles without specific ratio | |
| CN112358293B (en) | Powder for thermal barrier coating, preparation method and application thereof, and composite material with thermal barrier coating | |
| Wei et al. | Efficient preparation for Ni nanopowders by anodic arc plasma | |
| KR20100024663A (en) | Method and plasma torch for direct and continous synthesis of nano-scaled composite powders using thermal plasmas | |
| CN104411634B (en) | Production method of titanium carbide microparticles | |
| KR20080110700A (en) | Spherical and Ultrafine Differentiation of Powder Materials Using High Frequency Thermal Plasma | |
| TWI471266B (en) | Method for manufacturing carbide fine particles | |
| KR102673179B1 (en) | Composite particles and methods for producing composite particles | |
| KR101409160B1 (en) | Manufacturing method of aluminum nitride nano powder | |
| KR20010016692A (en) | Method for manufacturing fine spherical particles by controlling particle coalescence using laser beam heating | |
| Ghorui et al. | Characteristics of synthesized alumina nanoparticles in a high-pressure radio frequency thermal plasma reactor | |
| CN114605149A (en) | A kind of preparation method and application of zirconia microbeads | |
| CN113913723B (en) | A kind of micron-scale porous structure thermal barrier coating powder and preparation method thereof | |
| Peng et al. | Effect of plasma spheroidization process on the microstructure and crystallographic phases of silica, alumina and nickel particles | |
| Song et al. | Fabrications of spherical alumina particles by controlling process parameters in a transferred arc plasma system | |
| Seo et al. | Direct synthesis of nano-sized glass powders with spherical shape by RF (radio frequency) thermal plasma | |
| KR20140031527A (en) | Thermal plasma apparatus for manufacturing aluminum nitride powder | |
| KR100793163B1 (en) | Iron nano powder manufacturing method using electromagnetic plasma device | |
| KR100793162B1 (en) | Manufacturing method of aluminum nano powder using electromagnetic plasma device | |
| JP2005015303A (en) | Method of manufacturing spherical powder, spherical oxide powder and oxide powder |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20070616 |
|
| PA0201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20081030 Patent event code: PE09021S01D |
|
| PG1501 | Laying open of application | ||
| PC1202 | Submission of document of withdrawal before decision of registration |
Comment text: [Withdrawal of Procedure relating to Patent, etc.] Withdrawal (Abandonment) Patent event code: PC12021R01D Patent event date: 20090430 |
|
| WITB | Written withdrawal of application |