KR101516258B1 - Method for manufacturing of weight percentage controlled micro-nano mixed powder and micro-nano mixed powder thereby - Google Patents
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Abstract
본 발명은 마이크로-나노 크기 혼합 분말의 제조방법 및 이에 따라 제조되는 마이크로-나노 크기 혼합 분말에 관한 것으로, 상세하게는 플라즈마 토치; 전구체 공급 노즐; 및 유도코일부;를 포함하는 분말 제조장치를 이용하는 분말의 제조방법에 있어서, 플라즈마 화염범위 내에서, 전구체 공급 노즐의 위치를 변화시킴으로써 전구체 투입위치를 조절하여 제조되는 분말의 입자크기 분율을 조절하는 것을 특징으로 하는 마이크로-나노 크기 혼합 분말의 제조방법을 제공한다.
본 발명은 종래 마이크로, 나노 분말을 각각 제조하여 혼합하였던 것과 달리, 하나의 공정에서 마이크로-나노 크기가 혼합된 분말을 제조할 수 있다.
또한, 플라즈마 분말 제조장치의 전구체 공급노즐의 위치, 전구체 투입량 및 냉각가스 투입변수를 변화시킴으로써 분말의 입자크기 분율을 조절할 수 있는 효과가 있다. The present invention relates to a method of manufacturing a micro-nano size mixed powder and a micro-nano size mixed powder produced thereby, and more particularly, to a plasma torch; Precursor feed nozzles; And controlling the particle size fraction of the powder produced by adjusting the position of the precursor introduction by changing the position of the precursor supply nozzle within the range of the plasma flame in the powder production apparatus, The present invention also provides a method for producing a micro-nano-sized mixed powder.
The present invention can produce powder mixed with micro-nano size in one process, unlike the case where conventional micro and nano powders are manufactured and mixed, respectively.
Further, the particle size fraction of the powder can be controlled by changing the position of the precursor supply nozzle of the plasma powder production apparatus, the precursor input amount, and the cooling gas input variable.
Description
본 발명은 마이크로-나노 크기 혼합 분말 중 어느 한 분말의 무게 조절이 가능한 제조방법 및 이에 따라 제조되는 마이크로-나노 크기 혼합 분말에 관한 것으로, 상세하게는 플라즈마 분말 제조장치를 사용하여 전구체 공급노즐의 위치, 전구체 투입량 및 냉각가스 투입량을 변화시킴으로써 나노와 마이크로 입자의 무게 분율을 조절할 수 있는 마이크로-나노 크기 혼합 분말의 제조방법 및 이에 따라 제조되는 마이크로-나노 크기 혼합 분말에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for controlling the weight of a powder of a micro-nano-sized mixed powder and a micro-nano-sized mixed powder produced thereby. More particularly, the present invention relates to a method for manufacturing a micro- Nano size mixed powder capable of controlling the weight fraction of nano and micro particles by varying the amount of the precursor and the amount of cooling gas, and a micro-nano size mixed powder prepared thereby.
최근 들어 전자, 의료기기, 자동차 및 환경분야와 같은 산업전반에 걸쳐 부품의 다기능화와 더불어 소형화에 대한 필요성이 증대되고 있다. In recent years, there has been an increasing need for miniaturization of electronic parts, medical devices, automobiles, and the environment as well as multifunctional parts.
이에 대한 해결책으로 플라스틱을 포함하는 고분자재료에 비해 기계적 강도와 부식저항성과 같은 우수한 특성을 나타내는 금속 혹은 세라믹 재료를 이용한 소형부품(마이크로 부품) 제조에 대한 관심이 집중되고 있는 실정이다.
As a solution to this problem, there is a growing interest in manufacturing small parts (micro parts) using metal or ceramic materials that exhibit excellent properties such as mechanical strength and corrosion resistance as compared with polymeric materials including plastics.
금속 혹은 세라믹 소재를 이용한 마이크로 부품의 제조는 마이크로 분말사출성형(micro Powder Injection Molding,마이크로 PIM), 마이크로 쾌속조형(micro rapid prototyping, 마이크로 RP), 마이크로 엠보싱(micro Embossing), 마이크로 전주성형(micro electroforming), 미세 인쇄(micro-printing) 그리고 마이크로 가공(micro machining) 등과 같은 여러 가지 기술이 적용되고 있다.
The fabrication of micro components using metal or ceramic materials can be performed by micro powder injection molding (micro PIM), micro rapid prototyping (micro RP), micro embossing, micro electroforming ), Micro-printing, and micro-machining.
이러한 기술들 중에서 마이크로 PIM 기술은 기존의 플라스틱 사출성형기술과 분말야금기술이 혼합된 기술로서, 특히 소형 혹은 마이크로 부품을 제조하는 데 있어 대량생산이 가능하고 생산원가 절감이 가능한 기술로서 마이크로 부품 제조를 위한 산업화가 유망한 기술 중의 하나이다.
Of these technologies, micro PIM technology is a mixture of existing plastic injection molding technology and powder metallurgy technology. Especially, it is possible to mass-produce small size or micro parts and to reduce production cost. Industrialization is one of the promising technologies.
마이크로 PIM 기술은 목적 부품의 크기가 작아짐에 따라 더욱 정교한 치수정밀도와 표면조도 특성을 요구하기 때문에, 기존의 PIM 기술과는 달리, 공급원료인 나노분말, 또는 마이크로-나노 혼합분말을 이용한 피드스톡 개발이 중요하다.
Micro PIM technology requires more precise dimensional accuracy and surface roughness characteristics as the size of the target component decreases. Therefore, unlike the existing PIM technology, feedstock development using nano powder or micro-nano mixed powder This is important.
특히, 마이크로-나노 분말에 포함된 나노분말의 분율은 공급원료의 우수한 점성과 유동성 및 형태 안정성을 구현하는 중요한 요인으로 작용하며, 소결특성이 증대될 수 있어 이의 제조방법에 관련된 연구가 이루어지고 있다.
Particularly, the fraction of the nano powder contained in the micro-nano powder acts as an important factor for realizing excellent viscosity, fluidity and shape stability of the feedstock, and the sintering property can be increased, .
분말사출성형용 피드스톡과 관련된 종래의 기술로서, 대한민국 공개특허 제10-2011-0117636호에서는 분말사출성형용 피드스톡 및 그 제조방법이 개시된 바 있다. 구체적으로는 마이크론 분말 및 서브마이크론 이하 분말과 왁스계 바인더를 포함하는 분말사출성형용 피드스톡이 개시된 바 있다.
As a conventional technique related to feedstock for powder injection molding, Korean Patent Laid-Open No. 10-2011-0117636 discloses a feedstock for powder injection molding and a manufacturing method thereof. Specifically, a feedstock for powder injection molding including a micron powder and a submicron powder and a wax-based binder has been disclosed.
또한, 대한민국 등록특허 제10-1044726호에서는 화학환원법에 의한 미세 니켈 분말의 제조 방법이 개시된 바 있다. 구체적으로는 a) 황산니켈(Ⅱ)(NiSO4)을 용해시키고 pH조절제를 투입시켜 수산화니켈(Ni(OH)2)이 생성되는 제 1용액을 만드는 단계와; 증류수에 히드라진(N2H2)과 차아인산나트륨(NaH2PO2)을 투입하여 제 2용액을 만드는 단계; b) 상기의 제 1용액과 제 2용액을 혼합하고 유기용매를 투입 및 교반하여 입도가 제어된 니켈 분말을 생성시키는 단계; 및 c) 생성된 니켈 분말을 여액과 분리하여 수득하고 불순물 제거를 위하여 수세하여 건조하는 단계;를 포함하는 미세 니켈 분말의 제조방법이 개시된 바 있다. Korean Patent No. 10-1044726 discloses a method for producing fine nickel powder by a chemical reduction method. Specifically, the method comprises the steps of: a) dissolving nickel sulfate (NiSO4) and adding a pH adjusting agent to form a first solution in which nickel hydroxide (Ni (OH) 2) is produced; Adding hydrazine (N2H2) and sodium hypophosphite (NaH2PO2) to the distilled water to prepare a second solution; b) mixing the first solution and the second solution, adding and stirring an organic solvent to produce a nickel powder with controlled particle size; And c) separating the resulting nickel powder from the filtrate, washing it with water to remove impurities, and drying the nickel powder.
다만, 상기의 제조방법에 따르는 경우 마이크로 크기의 분말과 나노크기 분말을 하나의 공정으로 제조할 수 없으며, 분말의 크기 분율을 제어할 수 없는 문제점이 있다.
However, according to the above-described production method, there is a problem that the micro-sized powder and the nano-sized powder can not be manufactured by one process, and the size fraction of the powder can not be controlled.
한편, 마이크로 인쇄의 경우에는 미세 패턴을 형성하고 소결온도를 저하시키고자 하는 연구가 수행되고 있으나, 이를 위한 분말의 미세화화 나노분말의 분율이 제어된 마이크로-나노 혼합분말의 In-situ 제조가 어려운 단점이 있다.
On the other hand, in the case of micro printing, studies have been carried out to form fine patterns and lower the sintering temperature. However, it is difficult to produce in-situ micro-nano mixed powders in which the fraction of nano- There are disadvantages.
이에, 본 발명자들은 마이크로-나노 크기 혼합 분말을 제조하는 방법에 대해 연구하던 중, 플라즈마를 이용한 분말 제조장치에서 전구체 공급노즐의 위치, 전구체 투입량 및 냉각가스 투입량을 변화시킴으로써 분말의 입자크기 및 무게 분율을 조절할 수 있는 방법을 개발하고 본 발명을 완성하였다.
Accordingly, the inventors of the present invention have been studying a method for producing a micro-nano-size mixed powder, and have found that by changing the position of the precursor supply nozzle, the amount of precursor input, and the amount of cooling gas introduced in the apparatus for producing a powder using plasma, And the present invention has been completed.
본 발명의 목적은 SUMMARY OF THE INVENTION
마이크로-나노 크기 분말 중 하나의 무게 분율이 제어된 혼합분말의 제조방법을 제공하는 데 있다.
And a method for producing a mixed powder in which the weight fraction of one of the micro-nano-sized powders is controlled.
본 발명의 다른 목적은 Another object of the present invention is
상기 제조방법에 따라 제조되는 마이크로-나노 크기 혼합 분말을 제공하는 데 있다.
And a micro-nano size mixed powder prepared by the above-described method.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,According to an aspect of the present invention,
플라즈마 토치; 전구체 공급 노즐; 및 유도코일부;를 포함하는 분말 제조장치를 이용하는 분말의 제조방법에 있어서, Plasma torch; Precursor feed nozzles; And a part of the induction coil, the method comprising the steps of:
플라즈마 화염범위 내에서, 전구체 공급 노즐의 위치를 변화시킴으로써 전구체 투입위치를 조절하여 제조되는 분말의 입자크기 분율을 조절하는 것을 특징으로 하는 마이크로-나노 크기 혼합 분말의 제조방법을 제공한다.
The present invention provides a method of manufacturing a micro-nano-size mixed powder characterized by controlling the particle size fraction of a powder produced by adjusting a precursor input position by changing a position of a precursor supply nozzle within a plasma flame range.
또한, 본 발명은, Further, according to the present invention,
플라즈마 토치; 전구체 공급 노즐; 및 유도코일부;를 포함하는 분말 제조장치를 이용하는 분말의 제조방법에 있어서, Plasma torch; Precursor feed nozzles; And a part of the induction coil, the method comprising the steps of:
전구체의 투입량을 변화시킴으로써 제조되는 분말의 입자크기 분율을 조절하는 것을 특징으로 하는 마이크로-나노 크기 혼합 분말의 제조방법을 제공한다.
Nano size mixed powder characterized in that the particle size fraction of the powder produced by varying the amount of the precursor is controlled.
나아가, 본 발명은, Further,
플라즈마 토치; 전구체 공급 노즐; 냉각가스 공급부; 및 유도코일부;를 포함하는 분말 제조장치를 이용하는 분말의 제조방법에 있어서, Plasma torch; Precursor feed nozzles; A cooling gas supply unit; And a part of the induction coil, the method comprising the steps of:
냉각가스 투입변수를 변화시킴으로써 제조되는 분말의 입자크기 분율을 조절하는 것을 특징으로 하는 마이크로-나노 크기 혼합 분말의 제조방법을 제공한다.
And controlling the particle size fraction of the powder to be produced by changing the cooling gas input variable.
더욱 나아가, 본 발명은, Further,
상기 제조방법에 따라 제조되는 마이크로-나노 크기 혼합 분말을 제공한다.
And a micro-nano-size mixed powder prepared according to the above-described method.
본 발명에 따른 마이크로-나노 크기 혼합 분말의 제조방법은 종래 마이크로, 나노 분말을 각각 제조하여 혼합하였던 것과 달리, 하나의 공정에서 마이크로-나노 크기가 혼합된 분말을 제조할 수 있다. The micro-nano size mixed powder according to the present invention can be prepared by mixing micro-nano size powder in one process, unlike the case where conventional micro and nano powder are respectively prepared and mixed.
또한, 플라즈마 분말 제조장치의 전구체 공급노즐의 위치, 전구체 투입량 및 냉각가스 투입변수(종류, 량, 위치)를 변화시킴으로써 분말의 입자크기 분율을 조절할 수 있는 효과가 있다.
Further, there is an effect that the particle size fraction of the powder can be controlled by changing the position of the precursor supply nozzle of the plasma powder production apparatus, the amount of precursor input, and the parameters (kind, amount, and position) of the cooling gas.
도 1은 본 발명에 따른 분말 제조장치의 일례를 나타낸 모식도이고;
도 2는 본 발명에 따른 분말 제조장치의 냉각가스 공급부의 일례를 나타낸 모식도이고;
도 3은 본 발명의 제조방법에서 사용되는 전구체 분말을 나타낸 사진이고;
도 4는 실시예 1 및 실시예 2에서 제조된 마이크로-나노 크기 혼합 분말을 나타낸 사진이고;
도 5는 실시예 3 및 실시예 4에서 제조된 마이크로-나노 크기 혼합 분말을 나타낸 사진이다. 1 is a schematic view showing an example of a powder manufacturing apparatus according to the present invention;
2 is a schematic view showing an example of a cooling gas supply unit of the powder manufacturing apparatus according to the present invention;
3 is a photograph showing the precursor powder used in the production method of the present invention;
4 is a photograph showing the micro-nano size mixed powder prepared in Example 1 and Example 2;
5 is a photograph showing the micro-nano size mixed powder prepared in Example 3 and Example 4. Fig.
본 발명은,
플라즈마 토치; 전구체 공급 노즐; 및 유도코일부;를 포함하는 분말 제조장치를 이용하여 마이크로-나노 크기 혼합 분말의 입자크기 분율을 조절하는 방법에 있어서,
플라즈마 화염범위 내에서, 전구체 공급 노즐의 위치를 변화시킴으로써 전구체 투입위치를 조절하는 단계;
전구체를 공급하여 혼합분말을 제조하는 단계;
제조된 혼합분말의 입자크기 분율을 확인하는 단계; 및
상기 전구체 투입위치를 조절하는 단계, 혼합분말을 제조하는 단계, 입자크기 분율을 확인하는 단계를 반복하여 전구체 투입위치와 혼합분말의 입자크기 분율의 관계를 도출하는 단계;According to the present invention,
Plasma torch; Precursor feed nozzles; A method for adjusting a particle size fraction of a micro-nano-scale mixed powder using a powder manufacturing apparatus including a powder part and an induction coil part,
Adjusting a precursor input position by changing the position of the precursor supply nozzle within a plasma flame range;
Preparing a mixed powder by supplying a precursor;
Confirming the particle size fraction of the prepared mixed powder; And
Repeating the step of adjusting the precursor introduction position, preparing the mixed powder, and confirming the particle size fraction, and deriving a relationship between the precursor placement position and the particle size fraction of the mixed powder;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로-나노 크기 혼합 분말의 입자크기 분율을 조절하는 방법을 제공한다.
The present invention provides a method for controlling the particle size fraction of a micro-nano size mixed powder.
삭제delete
이하, 본 발명에 따른 마이크로-나노 크기 혼합 분말의 제조방법을 상세히 설명한다.
Hereinafter, a method for producing a micro-nano size mixed powder according to the present invention will be described in detail.
본 발명에 따른 마이크로-나노 크기 혼합 분말의 제조방법은 플라즈마 토치(10); 전구체 공급 노즐(20); 및 유도코일부(30);를 포함하는 분말 제조장치(100)를 이용한다.
A method of manufacturing a micro-nano-sized mixed powder according to the present invention includes: a plasma torch (10); A
이때, 본 발명에 따른 분말 제조장치(100)의 일례를 도 1 및 도 2의 모식도를 통해 개략적으로 도시하였으며, 이하, 본 발명에 따른 분말 제조장치(100)를 상세히 설명한다.
1 and 2, a
본 발명에 따른 마이크로-나노 크기 혼합 분말의 제조장치는 플라즈마 토치(10); 전구체 공급 노즐(20); 및 유도코일부(30);를 포함할 수 있다. The apparatus for producing micro-nano-scale mixed powder according to the present invention comprises a
일례로, 전구체 분말이 분말주입가스와 함께 전구체 공급 노즐(20)로 공급될 수 있고, 유도코일부(30)의 유도코일에 일정한 전류가 공급되어 에너지가 발생하고 5,000 ~ 10,000 K의 고온 환경을 조성할 수 있다. 분말주입가스에 의해 운송되는 전구체는 전구체 공급 노즐(20)을 지나면서 유도코일에 의해 형성된 고온으로 인해 기화 또는 용해되어 노즐의 외부로 분사될 수 있다.
For example, the precursor powder can be supplied to the
또한, 상기 제조장치는 냉각가스 공급부(40);를 더 포함할 수 있다. Further, the manufacturing apparatus may further include a cooling gas supply unit (40).
상기 냉각가스 공급부(40)에서는 전구체 공급 노즐(20)의 외부로 분사된 분사체를 향하여 강하게 급랭가스를 분사할 수 있고, 이때 고온의 분사체는 응축 또는 급랭되면서 마이크로-나노 크기의 분말 중 마이크로 입자는 성장이 억제되고 나노입자는 새로 생성이 안되고 성장이 억제된 혼합분말을 제조할 수 있다.
In the cooling
본 발명은 플라즈마 토치(10); 전구체 공급 노즐(20); 및 유도코일부(30);를 포함하는 분말 제조장치(100)를 이용하는 분말의 입자 크기 분율을 조절하는 방법에 있어서, The present invention relates to a plasma torch (10); A
플라즈마 화염범위 내에서, 전구체 공급 노즐(20)의 위치를 변화시킴으로써 전구체 투입위치를 조절하여 제조되는 분말의 입자크기 분율을 조절하는 것을 특징으로 하는 마이크로-나노 크기 혼합 분말의 입자크기 분율을 조절하는 방법을 제공한다.
Controlling the particle size fraction of the powder produced by adjusting the position of the precursor introduction position by changing the position of the
본 발명에서는, 전구체의 공급 노즐의 위치를 변화시킴으로써 전구체 투입위치를 조절하여 마이크로-나노 크기 혼합 분말을 제조한다.
In the present invention, by changing the positions of the supply nozzles of the precursors, precursor injection positions are adjusted to produce micro-nano size mixed powders.
종래에는 마이크로-나노 크기 혼합분말을 제조하기 위해서, 마이크로 크기의 분말과 나노 크기의 분말을 각각 제조한 뒤, 이를 혼합하여 제조해야 하므로 공정이 복잡하고 비용이 많이 드는 문제점이 있었다.
Conventionally, in order to manufacture a micro-nano-scale mixed powder, micro-sized powders and nano-sized powders have to be separately prepared and then mixed. Thus, the process is complicated and costly.
그러나, 본 발명에서는 마이크로-나노 크기 혼합분말을 하나의 공정에서 제조할 수 있어 제조방법이 간단하다.However, in the present invention, the micro-nano size mixed powder can be manufactured in one process, and the manufacturing method is simple.
또한, 플라즈마 화염범위 내에서 전구체의 공급 노즐의 위치를 변화시킴으로써, 제조되는 분말의 입자크기 분율을 조절할 수 있으므로 원하는 입자크기 분율을 가진 마이크로-나노 크기 혼합 분말을 제조할 수 있다.
Further, by changing the position of the supply nozzle of the precursor within the range of the plasma flame, it is possible to control the particle size fraction of the powder to be produced, so that a micro-nano size mixed powder having a desired particle size fraction can be produced.
또한, 본 발명은,
플라즈마 토치; 전구체 공급 노즐; 및 유도코일부;를 포함하는 분말 제조장치를 이용하여 마이크로-나노 크기 혼합 분말의 입자크기 분율을 조절하는 방법에 있어서,
전구체의 투입량을 변화시켜 전구체를 전구체 공급 노즐로 도입하는 단계;
전구체를 도입하여 혼합분말을 제조하는 단계;
제조된 혼합분말의 입자크기 분율을 확인하는 단계; 및
전구체 투입량을 변화시키면서 상기 전구체를 전구체 공급 노즐로 도입하는 단계, 혼합분말을 제조하는 단계, 입자크기 분율을 확인하는 단계를 반복하여 전구체의 투입량과 혼합분말의 입자크기 분율의 관계를 도출하는 단계;Further, according to the present invention,
Plasma torch; Precursor feed nozzles; A method for adjusting a particle size fraction of a micro-nano-scale mixed powder using a powder manufacturing apparatus including a powder part and an induction coil part,
Introducing the precursor into the precursor supply nozzle by varying the amount of the precursor;
Introducing a precursor to produce a mixed powder;
Confirming the particle size fraction of the prepared mixed powder; And
Repeating the steps of introducing the precursor into the precursor supply nozzle, preparing the mixed powder, and confirming the particle size fraction while varying the amount of the precursor; deriving the relationship between the amount of the precursor and the particle size fraction of the mixed powder;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로-나노 크기 혼합 분말의 입자크기 분율을 조절하는 방법을 제공한다.
The present invention provides a method for controlling the particle size fraction of a micro-nano size mixed powder.
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본 발명에서는 전구체의 투입량을 변화시킴으로써 마이크로-나노 크기 혼합 분말을 제조한다. In the present invention, micro-nano size mixed powder is prepared by varying the amount of the precursor.
종래에는 마이크로 크기의 분말과 나노 크기의 분말을 각각 제조한 뒤, 이를 혼합하여 제조해야 하므로 공정이 복잡하고 비용이 많이 드는 문제점이 있었다. Conventionally, micro-sized powders and nano-sized powders have to be separately manufactured and then mixed. Therefore, the process is complicated and costly.
그러나, 본 발명에서는 마이크로-나노 크기 혼합분말을 하나의 공정에서 제조할 수 있어 제조방법이 간단하며, 전구체의 투입량을 변화시킴으로써, 제조되는 분말의 입자크기 분율을 조절할 수 있으므로 원하는 입자크기 분율을 가진 마이크로-나노 크기 혼합 분말을 제조할 수 있다.
However, in the present invention, since the micro-nano size mixed powder can be produced in one process, the manufacturing method is simple and the particle size fraction of the powder to be produced can be controlled by changing the amount of the precursor, Micro-nano size mixed powder can be produced.
나아가, 본 발명은,
플라즈마 토치; 전구체 공급 노즐; 냉각가스 공급부; 및 유도코일부;를 포함하는 분말 제조장치를 이용하여 마이크로-나노 크기 혼합 분말의 입자크기 분율을 조절하는 방법에 있어서,
냉각가스 투입변수를 변화시켜 냉각가스 투입변수를 적용하는 단계;
전구체 공급노즐로 전구체를 도입하여 혼합분말을 제조하는 단계;
제조된 혼합분말의 입자크기 분율을 확인하는 단계; 및
상기 냉각가스 투입변수를 적용하는 단계, 혼합분말을 제조하는 단계 및 입자크기 분율을 확인하는 단계를 반복하여, 냉각가스 투입변수와 혼합분말의 입자크기 분율의 관계를 도출하는 단계;Further,
Plasma torch; Precursor feed nozzles; A cooling gas supply unit; A method for adjusting a particle size fraction of a micro-nano-scale mixed powder using a powder manufacturing apparatus including a powder part and an induction coil part,
Applying a cooling gas input variable by varying the cooling gas input variable;
Introducing a precursor into a precursor supply nozzle to produce a mixed powder;
Confirming the particle size fraction of the prepared mixed powder; And
Repeating the steps of applying the cooling gas input parameter, producing the mixed powder and confirming the particle size fraction, and deriving a relationship between the cooling gas input parameter and the particle size fraction of the mixed powder;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로-나노 크기 혼합 분말의 입자크기 분율을 조절하는 방법을 제공한다.
The present invention provides a method for controlling the particle size fraction of a micro-nano size mixed powder.
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본 발명에서는 냉각가스 투입변수(종류, 량, 위치)를 변화시킴으로써 마이크로-나노 크기 혼합 분말을 제조한다. In the present invention, a micro-nano size mixed powder is prepared by changing a cooling gas input variable (type, amount, position).
종래에는 마이크로 크기의 분말과 나노 크기의 분말을 각각 제조한 뒤, 이를 혼합하여 제조해야 하므로 공정이 복잡하고 비용이 많이 드는 문제점이 있었다. Conventionally, micro-sized powders and nano-sized powders have to be separately manufactured and then mixed. Therefore, the process is complicated and costly.
그러나, 본 발명에서는 마이크로-나노 크기 혼합분말을 하나의 공정에서 제조할 수 있어 제조방법이 간단하며, 냉각가스 투입변수를 변화시킴으로써, 제조되는 분말의 입자크기 분율을 조절할 수 있으므로 원하는 입자크기 분율을 가진 마이크로-나노 크기 혼합 분말을 제조할 수 있다.
However, in the present invention, since the micro-nano size mixed powder can be manufactured in one process, the manufacturing method is simple and the particle size fraction of the powder to be produced can be controlled by changing the cooling gas input variable, A micro-nano-sized mixed powder having a micro-nano size can be produced.
이때, 상기 냉각가스 투입변수는 냉각가스의 종류, 투입량 및 투입위치로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있으나, 상기 냉각가스의 투입변수가 이에 제한되는 것은 아니다.
At this time, the cooling gas input variable may be at least one kind selected from the group consisting of the kind of the cooling gas, the input amount and the input position, but the input variables of the cooling gas are not limited thereto.
본 발명에 따른 마이크로-나노 크기 혼합 분말의 입자크기 분율을 조절하는 방법에 있어서, 상기 전구체는 고체, 액체 및 기체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다. 또한, 상기 전구체는 분말을 사용할 수 있으나, 상기 전구체가 이에 제한되는 것은 아니다.
In the method of controlling the particle size fraction of the micro-nano size mixed powder according to the present invention, the precursor may be at least one selected from the group consisting of solid, liquid and gas. In addition, the precursor may be a powder, but the precursor is not limited thereto.
상기 전구체 분말은 금속, 금속의 합금, 산화금속, 세라믹 및 금속/세라믹 복합물질로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있고, 상기 전구체 분말은 알루미늄, 티타늄, 지르코니아(ZrO2), 철, 산화알루미늄(Al2O3), 스테인리스강, 은, 텅스텐, 주석, 구리 및 이들의 합금으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있으나, 상기 전구체 분말이 이에 제한되는 것은 아니다.
The precursor powder may be at least one selected from the group consisting of metals, metal alloys, metal oxides, ceramics and metal / ceramic composite materials. The precursor powder may be at least one selected from the group consisting of aluminum, titanium, zirconia (ZrO 2 ) At least one selected from the group consisting of aluminum oxide (Al 2 O 3 ), stainless steel, silver, tungsten, tin, copper and alloys thereof may be used. However, the precursor powder is not limited thereto.
이때, 상기 전구체 분말은 100 nm 내지 1,000 ㎛의 크기일 수 있다. At this time, the precursor powder may have a size of 100 nm to 1,000 m.
만약, 상기 전구체 분말이 100 nm 미만의 크기인 경우에는 제조되는 분말에 나노크기의 분말만이 존재하는 문제점이 있고, 상기 전구체 분말이 1,000 ㎛을 초과하는 크기를 갖는 경우에는 나노크기 분말의 분율이 작아 복합 분말로의 응용에 제한을 받는 문제점이 있다.
If the precursor powder has a size of less than 100 nm, there is a problem that only nano-sized powders exist in the powder to be produced. When the precursor powder has a size exceeding 1,000 탆, the fraction of nano- There is a problem that application to a composite powder is limited.
한편, 전구체의 투입 위치는 상기 유도코일부(30)의 상단으로부터 하단에서 1500 mm까지의 범위일 수 있다. On the other hand, the injection position of the precursor may range from the upper end of the
만약, 전구체의 투입 위치가 상기 유도코일부(30)의 상단보다 높은 곳에 위치하는 경우에는 온도가 낮아 전구체의 증발이 일어나지 않는 문제점이 있고, 전구체의 투입 위치가 유도코일부(30)의 하단에서부터 1500 mm 보다 낮은 곳에 위치하는 경우에도 온도가 낮아 전구체의 증발이 일어나지 않는 문제점이 있다.
If the injection position of the precursor is located higher than the upper end of the
또한, 상기 전구체 공급 노즐(20)의 길이는 상기 유도코일부(30)의 상단으로부터 5 내지 1500 mm일 수 있다. The length of the
만약, 상기 전구체 공급 노즐(20)의 길이가 상기 유도코일부(30)의 상단으로부터 5 mm 미만인 경우에는 전구체 투입 구간의 온도가 낮아 전구체의 증발이 일어나지 않는 문제점이 있고, 상기 전구체 공급 노즐(20)의 길이가 상기 유도코일부(30)의 상단으로부터 1500 mm 초과인 경우에도 전구체 투입 구간의 온도가 낮아 전구체의 증발이 일어나지 않는 문제점이 있다.
If the length of the
본 발명의 마이크로-나노 크기 혼합 분말의 제조방법에 있어서, 상기 냉각가스의 종류는 공기, 아르곤, 질소 및 헬륨으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있고, 상기 냉각가스는 불활성 가스일 수 있으나, 상기 냉각가스가 이에 제한되는 것은 아니다.
In the method for producing a micro-nano-sized mixed powder of the present invention, the kind of the cooling gas may be at least one kind selected from the group consisting of air, argon, nitrogen and helium, and the cooling gas may be an inert gas, The cooling gas is not limited thereto.
이때, 상기 냉각 가스의 유량은 1 내지 100,000 L/min 일 수 있다. At this time, the flow rate of the cooling gas may be 1 to 100,000 L / min.
만약, 상기 냉각 가스의 유량이 1 L/min 미만인 경우에는 냉각 효과가 없는 문제점이 있고, 상기 냉각 가스의 유량이 100,000 L/min 초과하는 경우에는 제조비용이 상승하는 문제점이 있다.
If the flow rate of the cooling gas is less than 1 L / min, there is a problem in cooling effect. If the flow rate of the cooling gas exceeds 100,000 L / min, the manufacturing cost increases.
본 발명에 따른 상기 마이크로-나노 크기 혼합 분말에서 나노분말의 크기는 1 내지 999 nm일 수 있다.In the micro-nano size mixed powder according to the present invention, the size of the nano powder may be 1 to 999 nm.
만약, 상기 제조된 마이크로-나노 크기 혼합 분말의 나노분말의 크기가 1 nm 미만인 경우에는 나노 분말의 회수가 이루어지지 않는 문제점이 있고, 상기 제조된 마이크로-나노 크기 혼합 분말의 나노분말의 크기가 999 nm를 초과하는 경우에는 나노분말의 특성이 상실되는 문제점이 있다.
If the size of the nano powder of the micro-nano size mixed powder is less than 1 nm, there is a problem that the nano powder can not be recovered. The size of the nano powder of the micro- nm, there is a problem that the characteristics of the nano powder are lost.
이때, 상기 마이크로-나노 크기 혼합 분말에서 나노 분말의 중량 분율은 0.1 내지 99 % 일 수 있다. At this time, the weight fraction of the nano powder in the micro-nano size mixed powder may be 0.1 to 99%.
만약, 상기 마이크로-나노 크기 혼합 분말에서 나노 분말의 중량 분율이 0.1 % 미만인 경우에는 나노 분말의 투입 효과가 없는 문제점이 있고, 상기 마이크로-나노 크기 혼합 분말에서 나노 분말의 중량 분율이 99 %를 초과하는 경우에는 마이크로 분말의 특성이 없고 취급이 어려운 문제점이 있다.
If the weight fraction of the nano powder in the micro-nano size mixed powder is less than 0.1%, there is a problem in that the nano powder is not added. In the micro-nano size mixed powder, the weight fraction of the nano powder is more than 99% There is no characteristic of the micropowder and it is difficult to handle.
더욱 나아가, 본 발명은, Further,
상기 제조방법에 따라 제조되는 마이크로-나노 크기 혼합 분말을 제공한다.
And a micro-nano-size mixed powder prepared according to the above-described method.
상기 제조방법에 따라 제조되는 마이크로-나노 크기 혼합 분말은 종래 각각의 크기의 분말을 제조하여 혼합하는 공정이 아닌 하나의 공정으로 제조하기 때문에 보다 저렴한 비용으로 제공될 수 있다. The micro-nano size mixed powder prepared according to the above-described method can be provided at a lower cost since it is manufactured by a single process rather than a process of manufacturing and mixing powders of respective sizes.
또한, 전구체 공급 노즐(20)의 위치, 전구체 투입량 및 냉각가스의 투입량을 조절하여 분말 크기의 분율을 조절할 수 있으므로 사용하고자 하는 분율을 가진 마이크로-나노 크기 혼합분말로 제공될 수 있다.
Also, since the fraction of the powder size can be controlled by adjusting the position of the
또한, 본 발명은, Further, according to the present invention,
플라즈마 토치(10); 전구체 공급 노즐(20); 및 유도코일부(30);를 포함하는 분말 제조장치(100)를 이용하고, A
플라즈마 화염범위 내에서, 전구체 공급 노즐(20)의 위치를 변화시킴으로써 전구체 투입위치를 조절하여 마이크로-나노 크기 혼합 분말의 분율을 조절하는 방법을 제공한다.
A method for adjusting the fraction of micro-nano size mixed powder by adjusting precursor injection position by changing the position of the precursor supply nozzle (20) within a plasma flame range.
나아가, 본 발명은, Further,
플라즈마 토치(10); 전구체 공급 노즐(20); 및 유도코일부(30);를 포함하는 분말 제조장치(100)를 이용하고, A
전구체의 투입량을 변화시킴으로써 마이크로-나노 크기 혼합 분말의 분율을 조절하는 방법을 제공한다.
The present invention provides a method for controlling the fraction of micro-nano size mixed powder by varying the amount of precursor introduced.
더욱 나아가, 본 발명은,Further,
플라즈마 토치(10); 전구체 공급 노즐(20); 냉각가스 공급부(40); 및 유도코일부(30);를 포함하는 분말 제조장치(100)를 이용하고, A
냉각가스 투입변수를 변화시킴으로써 마이크로-나노 크기 혼합 분말의 분율을 조절하는 방법을 제공한다.
The present invention provides a method for controlling the fraction of micro-nano size mixed powder by varying the cooling gas input variable.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 상세히 설명한다. 단, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples. However, the following examples are illustrative of the present invention, and the present invention is not limited by the following examples.
<실시예 1> 전구체 공급 노즐 위치 변화에 따른 마이크로-나노 크기 혼합 분말Example 1 Micro-nano size mixed powder according to the position of the precursor supply nozzle
단계 1: 가스 아토마이저를 사용하여 평균 약 20 ㎛의 크기를 갖는 STS(stainless steel) 316L 전구체 분말을 제조하였다.
Step 1: A STS 316L precursor powder having an average size of about 20 占 퐉 was prepared using a gas atomizer.
단계 2: 전구체 공급 속도 5 g/min, 분말주입가스(아르곤)량 3 L/min, 중앙가스(아르곤)량 15 L/min, 차단가스(아르곤)량 60 L/min, 플라즈마 전력 28 kW인 조건에서, 전구체 공급 노즐의 위치를 플라즈마 토치의 하단(11)으로부터 11.2 cm로 하여 전구체 분말을 투입하여 마이크로-나노 크기 혼합 분말을 제조하였다.
Step 2: The precursor feed rate is 5 g / min, the powder feed gas (argon) amount is 3 L / min, the central gas (argon) amount is 15 L / min, the blocking gas (argon) amount is 60 L / min, The precursor powder was introduced into the micro-nano size mixed powder at a position 11.2 cm from the
<실시예 2> 전구체 공급 노즐 위치 변화에 따른 마이크로-나노 크기 혼합 분말Example 2 Micro-nano size mixed powder according to the position change of the precursor supply nozzle
상기 실시예 1의 단계 2에서 전구체 공급 노즐의 위치를 플라즈마 토치의 하단으로부터 31.2 cm로 하여 전구체 분말을 투입한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 수행하여 마이크로-나노 크기 혼합 분말을 제조하였다.
The micro-nano size mixed powder was prepared in the same manner as in Example 1, except that the precursor supply nozzle was placed at the position 31.2 cm from the lower end of the plasma torch in Step 2 of Example 1,
<실시예 3> 냉각 가스 투입에 따른 마이크로-나노 크기 혼합 분말≪ Example 3 > Micro-nano size mixed powder according to the input of cooling gas
상기 실시예 1의 단계 2에서 냉각가스 공급부(40) 중 최상단에 위치한 냉각가스 공급부의 3개의 포트(port)를 통하여 200 L/min의 헬륨을 투입한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 수행하여 마이크로-나노 크기 혼합 분말을 제조하였다.
Example 2 was carried out in the same manner as in Example 1 except that 200 L / min of helium was injected through three ports of the cooling gas supply unit located at the uppermost one of the cooling
<실시예 4> 전구체 투입량에 따른 마이크로-나노 크기 혼합 분말Example 4 Micro-nano size mixed powder according to precursor amount
상기 실시예 1의 단계 2에서 전구체 공급 속도를 35 g/min으로 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 수행하여 마이크로-나노 크기 혼합 분말을 제조하였다.
The micro-nano size mixed powder was prepared in the same manner as in Example 1, except that the precursor feeding rate was changed to 35 g / min in step 2 of Example 1.
<실험예 1><Experimental Example 1>
실시예 1 내지 4에서 제조된 마이크로-나노 크기 혼합 분말의 분말을 관찰하기 위하여 주사전자 현미경으로 표면을 관찰한 후, 그 결과를 도 4 및 도 5에 도시하였고, 마이크로-나노 크기 혼합 분말의 분율은 1 ㎛ 기공을 갖는 메쉬 필터로 필터링 하여 각각 무게를 측정하였다.
In order to observe the powders of the micro-nano size mixed powders prepared in Examples 1 to 4, the surface was observed with a scanning electron microscope, and the results are shown in Figs. 4 and 5. The fraction of the micro- Were filtered with a mesh filter having a pore size of 1 탆 and their weights were measured.
도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 마이크로-나노 크기의 분말이 혼재된 분말이 제조됨을 확인할 수 있다.
As shown in FIGS. 4 and 5, it can be confirmed that a mixed powder of micro-nano-sized powder is produced.
또한, 마이크로-나노 크기 혼합 분말의 각각의 무게를 측정한 결과, 실시예 1에서는 마이크로 크기의 분말과 나노 크기의 분말이 50 : 50 중량 %의 비율로 제조됨을 확인할 수 있다. As a result of measuring the weight of each of the micro-nano-sized mixed powders, it can be confirmed that micro-sized powder and nano-sized powder were produced at a ratio of 50: 50 wt% in Example 1.
실시예 1 보다 낮은 위치에 전구체 공급 노즐을 위치시킨 실시예 2의 경우에는 마이크로 크기의 분말과 나노 크기의 분말이 90 : 10 중량 %의 비율로 제조되었다. In the case of Example 2 in which the precursor supply nozzle was located at a lower position than in Example 1, micro-sized powders and nano-sized powders were prepared in a ratio of 90: 10 wt%.
냉각 가스를 주입시킨 실시예 3의 경우에는 마이크로 크기의 분말과 나노 크기의 분말이 90 : 10 중량 %의 비율로 제조되었으며, 전구체의 투입량을 증가시킨 실시예 4의 경우에는 마이크로 크기의 분말과 나노 크기의 분말이 90 : 10 중량 %의 비율로 제조되었음을 확인할 수 있다.
In Example 3 where the cooling gas was injected, micro-sized powder and nano-sized powder were prepared at a ratio of 90: 10 wt%. In Example 4 in which the amount of precursor was increased, micro-sized powder and nano- Sized powder was prepared in a ratio of 90: 10 wt%.
이를 통해, 본 발명의 분말 제조장치를 이용한 제조방법에 따라 마이크로-나노 크기의 분말이 혼재된 분말을 제조 가능함을 알 수 있고, 전구체 공급노즐의 위치, 냉각가스 주입량, 전구체의 투입량을 조절함으로써 마이크로-나노 크기 분말의 크기 분율을 조절 가능함을 알 수 있다.
It can be seen from the above that it is possible to manufacture powders mixed with micro-nano sized powders according to the manufacturing method using the apparatus for producing powder of the present invention. By controlling the position of the precursor supply nozzle, the amount of injected cooling gas, It can be seen that the size fraction of the nano-sized powder can be controlled.
10: 플라즈마 토치
11: 플라즈마 토치 하단
20: 전구체 공급 노즐
30: 유도코일부
40: 냉각가스 공급부
100: 분말 제조장치10: Plasma torch
11: Plasma torch bottom
20: precursor feed nozzle
30: Induction coil part
40: Cooling gas supply part
100: Powder making device
Claims (17)
플라즈마 화염범위 내에서, 전구체 공급 노즐의 위치를 변화시킴으로써 전구체 투입위치를 조절하는 단계;
전구체를 공급하여 혼합분말을 제조하는 단계;
제조된 혼합분말의 입자크기 분율을 확인하는 단계; 및
상기 전구체 투입위치를 조절하는 단계, 혼합분말을 제조하는 단계, 입자크기 분율을 확인하는 단계를 반복하여 전구체 투입위치와 혼합분말의 입자크기 분율의 관계를 도출하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로-나노 크기 혼합 분말의 입자크기 분율을 조절하는 방법.
Plasma torch; Precursor feed nozzles; A method for adjusting a particle size fraction of a micro-nano-scale mixed powder using a powder manufacturing apparatus including a powder part and an induction coil part,
Adjusting a precursor input position by changing the position of the precursor supply nozzle within a plasma flame range;
Preparing a mixed powder by supplying a precursor;
Confirming the particle size fraction of the prepared mixed powder; And
Repeating the step of adjusting the precursor introduction position, preparing the mixed powder, and confirming the particle size fraction, and deriving a relationship between the precursor placement position and the particle size fraction of the mixed powder;
Wherein the particle size fraction of the micro-nano-size mixed powder is adjusted.
전구체의 투입량을 변화시켜 전구체를 전구체 공급 노즐로 도입하는 단계;
전구체를 도입하여 혼합분말을 제조하는 단계;
제조된 혼합분말의 입자크기 분율을 확인하는 단계; 및
전구체 투입량을 변화시키면서 상기 전구체를 전구체 공급 노즐로 도입하는 단계, 혼합분말을 제조하는 단계, 입자크기 분율을 확인하는 단계를 반복하여 전구체의 투입량과 혼합분말의 입자크기 분율의 관계를 도출하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로-나노 크기 혼합 분말의 입자크기 분율을 조절하는 방법.
Plasma torch; Precursor feed nozzles; A method for adjusting a particle size fraction of a micro-nano-scale mixed powder using a powder manufacturing apparatus including a powder part and an induction coil part,
Introducing the precursor into the precursor supply nozzle by varying the amount of the precursor;
Introducing a precursor to produce a mixed powder;
Confirming the particle size fraction of the prepared mixed powder; And
Repeating the steps of introducing the precursor into the precursor supply nozzle, preparing the mixed powder, and confirming the particle size fraction while varying the amount of the precursor; deriving the relationship between the amount of the precursor and the particle size fraction of the mixed powder;
Wherein the particle size fraction of the micro-nano-size mixed powder is adjusted.
냉각가스 투입변수를 변화시켜 냉각가스 투입변수를 적용하는 단계;
전구체 공급노즐로 전구체를 도입하여 혼합분말을 제조하는 단계;
제조된 혼합분말의 입자크기 분율을 확인하는 단계; 및
상기 냉각가스 투입변수를 적용하는 단계, 혼합분말을 제조하는 단계, 입자크기 분율을 확인하는 단계를 반복하여, 냉각가스 투입변수와 혼합분말의 입자크기 분율의 관계를 도출하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로-나노 크기 혼합 분말의 입자크기 분율을 조절하는 방법.
Plasma torch; Precursor feed nozzles; A cooling gas supply unit; A method for adjusting a particle size fraction of a micro-nano-scale mixed powder using a powder manufacturing apparatus including a powder part and an induction coil part,
Applying a cooling gas input variable by varying the cooling gas input variable;
Introducing a precursor into a precursor supply nozzle to produce a mixed powder;
Confirming the particle size fraction of the prepared mixed powder; And
Repeating the steps of applying the cooling gas input parameter, producing the mixed powder, and confirming the particle size fraction to derive a relationship between the cooling gas input parameter and the particle size fraction of the mixed powder;
Wherein the particle size fraction of the micro-nano-size mixed powder is adjusted.
상기 전구체는 고체, 액체 및 기체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 마이크로-나노 크기 혼합 분말의 입자크기 분율을 조절하는 방법.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the precursor is at least one selected from the group consisting of solid, liquid and gas.
상기 전구체는 분말인 것을 특징으로 하는 마이크로-나노 크기 혼합 분말의 입자크기 분율을 조절하는 방법.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the precursor is a powder. ≪ RTI ID = 0.0 > 11. < / RTI >
상기 전구체 분말은 금속, 금속의 합금, 산화금속, 세라믹 및 금속/세라믹 복합물질로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 마이크로-나노 크기 혼합 분말의 입자크기 분율을 조절하는 방법.
6. The method of claim 5,
Wherein the precursor powder is at least one selected from the group consisting of a metal, an alloy of metals, a metal oxide, a ceramic, and a metal / ceramic composite material.
상기 전구체 분말은 알루미늄, 티타늄, 지르코니아(ZrO2), 철, 산화알루미늄(Al2O3), 스테인리스강, 은, 텅스텐, 주석, 구리 및 이들의 합금으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 마이크로-나노 크기 혼합 분말의 입자크기 분율을 조절하는 방법.
6. The method of claim 5,
The precursor powder is at least one selected from the group consisting of aluminum, titanium, zirconia (ZrO 2 ), iron, aluminum oxide (Al 2 O 3 ), stainless steel, silver, tungsten, tin, To control the particle size fraction of the micro-nano size mixed powder.
상기 전구체 분말은 100 nm 내지 1,000 ㎛의 크기인 것을 특징으로 하는 마이크로-나노 크기 혼합 분말의 입자크기 분율을 조절하는 방법.
6. The method of claim 5,
Wherein the precursor powder has a particle size ranging from 100 nm to 1,000 탆.
전구체의 투입 위치는 상기 유도코일부의 상단으로부터 하단에서 1500 mm까지의 범위인 것을 특징으로 하는 마이크로-나노 크기 혼합 분말의 입자크기 분율을 조절하는 방법.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the injection position of the precursor is in a range from the upper end of the induction coil part to 1500 mm from the lower end thereof.
상기 전구체 공급 노즐의 길이는 상기 유도코일부의 상단으로부터 5 내지 1500 mm인 것을 특징으로 하는 마이크로-나노 크기 혼합 분말의 입자크기 분율을 조절하는 방법.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the length of the precursor supply nozzle is 5 to 1500 mm from the upper end of the induction coil part.
상기 냉각가스의 종류는 공기, 아르곤, 질소 및 헬륨으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 마이크로-나노 크기 혼합 분말의 입자크기 분율을 조절하는 방법.
The method of claim 3,
Wherein the kind of the cooling gas is at least one selected from the group consisting of air, argon, nitrogen and helium.
상기 냉각가스는 불활성 가스인 것을 특징으로 하는 마이크로-나노 크기 혼합 분말의 입자크기 분율을 조절하는 방법.
The method of claim 3,
Wherein the cooling gas is an inert gas. ≪ RTI ID = 0.0 > 11. < / RTI >
상기 냉각 가스의 유량은 1 내지 100,000 L/min 인 것을 특징으로 하는 마이크로-나노 크기 혼합 분말의 입자크기 분율을 조절하는 방법.
The method of claim 3,
Wherein the flow rate of the cooling gas is 1 to 100,000 L / min.
상기 마이크로-나노 크기 혼합 분말에서 나노분말의 크기는 1 내지 999 nm 인 것을 특징으로 하는 마이크로-나노 크기 혼합 분말의 입자크기 분율을 조절하는 방법.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the size of the nano powder in the micro-nano size mixed powder is 1 to 999 nm.
상기 마이크로-나노 크기 혼합 분말에서 나노 분말의 중량 분율은 0.1 내지 99 % 인 것을 특징으로 하는 마이크로-나노 크기 혼합 분말의 입자크기 분율을 조절하는 방법.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the weight fraction of the nano powder in the micro-nano size mixed powder is 0.1 to 99%.
상기 냉각가스 투입변수는 냉각가스의 종류, 투입량 및 투입위치로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 마이크로-나노 크기 혼합 분말의 입자크기 분율을 조절하는 방법.
The method of claim 3,
Wherein the cooling gas input parameter is at least one selected from the group consisting of a kind of cooling gas, an input amount, and an input position of the micro-nano size mixed powder.
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|---|---|---|---|---|
| KR20170000994A (en) | 2015-06-25 | 2017-01-04 | 한국기계연구원 | Induction Plasma Torch with Dual Frequency Power and Nono-sized Particles Production Apparatus using the Same |
| US11235385B2 (en) | 2016-04-11 | 2022-02-01 | Ap&C Advanced Powders & Coating Inc. | Reactive metal powders in-flight heat treatment processes |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20130043599A (en) * | 2011-10-20 | 2013-04-30 | 한국기계연구원 | APPARATUS FOR PREPARING 500 nm-10 μm SIZED FINE SPHERICAL POWDER USING PLASMA |
-
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Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20130043599A (en) * | 2011-10-20 | 2013-04-30 | 한국기계연구원 | APPARATUS FOR PREPARING 500 nm-10 μm SIZED FINE SPHERICAL POWDER USING PLASMA |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20170000994A (en) | 2015-06-25 | 2017-01-04 | 한국기계연구원 | Induction Plasma Torch with Dual Frequency Power and Nono-sized Particles Production Apparatus using the Same |
| US11235385B2 (en) | 2016-04-11 | 2022-02-01 | Ap&C Advanced Powders & Coating Inc. | Reactive metal powders in-flight heat treatment processes |
| US11794247B2 (en) | 2016-04-11 | 2023-10-24 | AP&C Advanced Powders & Coatings, Inc. | Reactive metal powders in-flight heat treatment processes |
| US12337389B2 (en) | 2016-04-11 | 2025-06-24 | Ap&C Advanced Powders & Coatings Inc. | Reactive metal powders in-flight heat treatment processes |
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