CN107224944B - 微粒子制造装置以及制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种微粒子制造装置以及制造方法，通过使在针对回收量以及投入电力能量的处理中所利用的能量的效率变良好，从而能够增加微粒子的生产量以及实现低成本化。具有真空腔(1)、与真空腔连接且从材料供给口(12)向真空腔内供给材料粒子(30)的材料供给装置(10)、设置于真空腔且产生等离子体的电极(4)、以及与真空腔连接且回收微粒子的微粒子回收装置(3)，在所述真空腔内产生放电并根据所述材料来制造所述微粒子的装置，在真空腔的壁(13)与所述等离子体产生区域之间设置内腔(51)，该内腔(51)在与所述真空腔之间设置外侧空间(115)，还具备向所述真空腔的所述壁与所述内腔的壁(51a)之间的所述外侧空间供给气体的气体供给管(15)。

Description

微粒子制造装置以及制造方法
技术领域
本发明涉及例如利用于锂离子电池的电极材料、食品包装的薄膜材料等涂层材料、或者电子设备布线等使用的墨水原料等的、微粒子制造装置以及微粒子制造方法。
背景技术
近年来，探讨将纳米等级的微粒子应用于各种器件的情形。例如，镍的金属微粒子当前被使用于陶瓷电容器，对于下一代的陶瓷电容器，探讨了粒径为200纳米以下且分散性良好的微粒子的使用。
进而，含氧率比二氧化硅低的一氧化硅(SiOx∶x＝1～1.6)的微粒子被有效用作光学镜头的防反射膜或者食品包装用的气体阻挡薄膜的蒸镀材料。最近，期待向锂离子二次电池的负极材料等的应用。
作为这些纳米等级的微粒子的一般的制造方法，有：将成为原料的块材料与陶瓷或者氧化锆等珠粒一起导入并通过机械粉碎使材料微粒子化的方法、或者使材料熔融以及蒸发而喷射为空气或者水从而获得微粒子的方法、或者通过电解或还原等化学方式获得微粒子的方法等。其中，利用高频等离子体或者电弧等离子体等热等离子体(约10000℃)在气相中制作微粒子的方法，从杂质(混合)少、所生产的微粒子的分散性优异、由多种材料构成的复合微粒子的合成容易等的观点出发，是非常有用的(例如，参照专利文献1)。
图4示出利用了现有例1的热等离子体的微粒子的制造装置的简要截面图。
粉体生成器101为中空体，被大致区分为细微喷雾导入部201、细微喷雾存积部202和反应部203。细微喷雾导入部201在粉体生成器101的下部侧方设置为朝向细微喷雾存积部202，在细微喷雾存积部202的上方连着筒状的反应部203。粉体收集部204在内部内置了分离微粒子和气体的过滤器构件，例如袋式过滤器205。抽吸机206被设置为经由导管207、粉体收集部204内的袋式过滤器205和导管208而在粉体生成器101内抽吸，将通过了袋式过滤器205的气体向外部排出。反应部203具有一组电极210，这些电极210以一对一的关系分别连接至经由多个单相变压器将从商用电源供给的3相交流变换为多相交流的多相交流变换器211的各相的次级侧端子。此外，电极210的前端部位于绕着反应部203的轴心均等地隔开距离的位置，且被配设为相邻的前端部间的相位差彼此相等，在电极210间形成了等离子体212。通过使细微喷雾通过等离子体212，由此来进行微粒子化，使得能够在粉体收集部204的袋式过滤器205进行回收。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2004-263257号公报
在利用上述的现有的微粒子制造装置(参照图4)来制造微粒子的情况下，在等离子体212与装置壁之间具有空间，且在一个方向上流动气体，因此难以控制流动。因而，会引起生成的微粒子的扩散以及对于等离子体的再投入，为了减少回收量以及产生热等离子体，所投入的电力能量变换为热的变换效率下降，微粒子的生产效率恶化。
发明内容
发明要解决的课题
本发明的目的在于，提供一种微粒子制造装置以及微粒子制造方法，在考虑上述的现有的课题的情况下，通过使在针对回收量以及投入电力能量的处理中利用的能量的效率变良好，从而能够增加微粒子的生产量，且能够以低成本来生产。
用于解决课题的手段
为了实现上述目的，本发明的一个形态所涉及的微粒子制造装置，具有：
真空腔；
材料供给装置，与所述真空腔连接，且从材料供给口向所述真空腔内供给材料的颗粒；
电极，配置在所述真空腔，且在所述真空腔内的等离子体产生区域产生等离子体；以及
电极，配置在所述真空腔，且在所述真空腔内的等离子体产生区域产生等离子体；以及
回收装置，与所述真空腔连接，且回收从所述真空腔排出的微粒子，
通过在所述真空腔内产生的所述等离子体，根据从所述材料供给装置供给的所述材料来制造所述微粒子，
在所述真空腔的壁与所述等离子体产生区域之间设置内腔，该内腔在与所述真空腔的所述壁之间设置外侧空间，
所述微粒子制造装置还具备向所述真空腔的所述壁与所述内腔的壁之间的所述外侧空间供给气体的气体供给管。
为了实现上述目的，本发明的另一个形态所涉及的微粒子制造方法，
向真空腔供给气体，并且也向所述真空腔的壁与内腔的壁之间的外侧空间供给气体，该内腔配置在所述真空腔的所述壁与等离子体产生区域之间，
接下来，通过设置于所述真空腔的电极，在所述内腔的内侧的空间的所述等离子体产生区域产生热等离子体，
接下来，向真空腔供给材料的颗粒，在供给的所述材料的颗粒通过产生的所述热等离子体的产生区域中之时，蒸发或者汽化，成为材料气体，
进而，所述材料气体从所述热等离子体的区域跑出的瞬间，所述材料气体被急剧冷却，生成微粒子。
发明效果
根据本发明的所述形态，在真空腔的壁与内腔之间设置外侧空间，向真空腔的壁与内腔之间的外侧空间供给气体，通过减少等离子体的周围的空间，从而容易控制被处理的微粒子的流动，因此能够减少因热等离子体的材料蒸发所需的能量。因而，可以提供如下的微粒子制造装置以及微粒子制造方法，即，通过使在针对回收量以及投入电力能量的处理中利用的能量的效率变良好，从而热等离子体的材料的蒸发效率变高，能够大量地处理材料，也能够提升微粒子的生产量，且能够以低成本来生产。
附图说明
图1是本发明中的第1实施方式的微粒子制造装置的简要纵截面图。
图2是本发明中的第1实施方式的微粒子制造装置的简要横截面的俯视图。
图3是本发明中的第1实施方式之中的工艺流程图。
图4是现有例1的微粒子制造装置的简要截面图。
符号说明
1 反应室
3 微粒子回收部
4 电极
4a 电极驱动装置
5(5-1、5-2、5-3、...、5-n) 交流电源
10 材料供给装置
11 材料供给管
12 材料供给口
13 反应室壁
14 气体供给管
15 气体供给管
20 配管
21 压力调整阀
22 循环泵
26 流量调整器
27 气体供给装置
30 材料粒子
31 电弧放电
32 微粒子
51 内腔
51a 壁
52 板
53 板
54 贯通孔
100 控制装置
115 内腔的外侧的空间
116 内腔的内侧的空间
154 间隙
具体实施方式
以下，参照附图来详细地说明本发明中的实施方式。
(第1实施方式)
图1表示第1实施方式所涉及的微粒子制造装置的简要纵截面图。图2表示在第1实施方式所涉及的微粒子制造装置中横向切断电极部分的状态下的简要截面俯视图。图3表示第1实施方式中的工艺流程。作为一例，利用图1～图3来说明制造硅的纳米等级的微粒子的例子。
与第1实施方式相关的微粒子制造装置构成为至少具备作为真空腔的一例的反应室1、材料供给装置10、产生电弧放电的电极例如多个电极4、以及作为回收所生成的微粒子的回收装置的一例的微粒子回收部3。反应室1构成为被接地的圆筒状的反应室壁13包围。材料供给装置10被配置在反应室1的底部下方，向反应室1内供给材料。微粒子回收部3被配置为与反应室1的上端连接，通过配管20以及压力调整阀21而由循环泵22排气，回收在反应室1生成的微粒子。多个电极4在反应室1的中央部的侧部隔开给定间隔地配置，使得从外侧向内部贯通且各前端向内部空间突出。各电极4和反应室壁13被绝缘。在这种微粒子制造装置中，在反应室1内，在电弧放电产生区域(等离子体产生区域)产生电弧放电(等离子体)31，根据所产生的等离子体，由从材料供给装置10供给的材料来制造微粒子。
多个电极4分别连接供给相位不同的电力的n个交流电源5(5-1、5-2、5-3、...、5-n)，能够分别施加使相位例如错开各60°的60Hz的交流电压。各电极4分别独立，成为通过由电机等构成的电极驱动装置4a相对于反应室1的中心而在辐射线方向上前后移动的可动式。
更详细而言，在该第1实施方式中，微粒子制造装置设置：连接材料供给装置10和反应室1的材料供给管11；气体供给管14、15，分别向反应室1内供给气体，使得控制投入的材料以及生成的微粒子的流动。
材料供给装置10通过材料供给管11而与反应室1连接，从反应室1的底部侧向反应室1内供给来自材料供给装置10的材料。材料供给管11从材料供给装置10的底部到中央部附近在铅垂方向上从下朝上延伸立设，在上端具有材料供给口12。下侧的气体供给管14在材料供给管11的附近从材料供给装置10的底部沿着材料供给管11的长边方向(换言之，沿着铅垂方向)配置多根，能够从材料供给口12的铅垂方向的下侧朝着铅垂方向的上方供给气体。材料供给管11以及材料供给口12设置在比多个电极4的中心位置更靠铅垂方向的下侧。尤其是，材料供给管11的上端的材料供给口12被配置为位于比产生电弧放电31的区域更靠下方。
在多个电极4的前端附近的产生电弧放电31的区域附近，例如圆筒状的内腔51在反应室1内被设置为在与反应室壁13之间形成有外侧空间115。作为一例，配置为产生电弧放电31的区域进入内腔51的内侧的空间116。内腔51的圆筒状的壁51a经由作为隔热以及绝缘构件的一例的圆环形状的板52、53而与反应室壁13连接，使得在其上端部以及下端部处能够与反应室壁13隔热以及绝缘。此外，内腔51的壁51a设置为，具有各电极4的电极贯通孔54，且电极4和内腔51的壁51a的贯通孔54的内周面设置间隙154。上侧的气体供给管15在内腔51的壁51a与反应室壁13之间横向地朝向中央配置有多根，从而能够朝向中央供给气体。作为一例，气体供给管15的前端开口被配置在内腔51的壁51a与反应室壁13之间且朝向贯通孔54。这样配置的原因在于，在从气体供给管15供给气体时，使得内腔51的壁51a与反应室壁13之间的内腔51的外侧的空间115的压力高于内腔51的内侧的空间116的压力，从而使得气体从内腔51的壁51a的电极4的贯通孔54与电极4的间隙154导入内腔51的内侧。进而，在反应室1的上部设置有配管16，该配管16连接内腔51和微粒子回收部3且呈圆锥形状地具有锥部。
下侧的气体供给管14和上侧的气体供给管15经由流量调整器26而与多个气体供给装置27连接。由此，从多个气体供给装置27的每一个气体供给装置分别经由流量调整器26一边对电弧放电生成用(等离子体产生用)气体进行流量调整一边向材料供给装置10、下侧的气体供给管14和上侧的气体供给管15供给。
控制装置100控制电极驱动装置4a、交流电源5(5-1、5-2、5-3、...、5-n)、材料供给装置10、压力调整阀21、循环泵22和流量调整器26各自的驱动，来控制微粒子制造装置的制造动作。
以下，沿着图3的工艺流程来说明微粒子制造装置的制造动作。微粒子制造装置的制造动作，换言之微粒子制造方法由(步骤S1)材料设置以及抽真空、(步骤S2)气体导入以及压力调整、(步骤S3)放电开始、(步骤S4)材料供给开始、(步骤S5)微粒子(纳米粒子)形成以及(步骤S6)放电停止以及微粒子回收这6个步骤构成。以下的动作除了材料设置等，能够通过控制装置100的控制动作来自动地进行。
(步骤S1)进行材料设置以及抽真空。
首先，在材料供给装置10内设置材料，并且通过泵22将反应室1内、微粒子回收部3内和材料供给装置10内排气到例如几十Pa，来降低大气中的氧的影响。
(步骤S2)进行气体导入以及压力调整。
接下来，从多个气体供给装置27的每一个气体供给装置分别经由流量调整器26一边对气体进行流量调整一边向材料供给装置10、下侧的气体供给管14和上侧的气体供给管15供给气体。从材料供给装置10、下侧的气体供给管14和上侧的气体供给管15向反应室1内供给的气体，经由与反应室1的上端连接的配管16、微粒子回收部3以及配管20，通过安装在泵22的前级的压力调整阀21进行调整，使得反应室1内成为给定的压力。下侧的气体供给管14在反应室1的下部被配置为朝着铅垂方向的上方立设多根，从而朝着铅垂方向的上方向反应室1内供给气体。上侧的气体供给管15在内腔51的壁51a与反应室壁13之间横向地朝向反应室1的中央配置有多根。由此，将气体导入反应室1内，使得内腔51的壁51a与反应室壁13之间的内腔51的外侧的空间115的压力高于内腔51的内侧的空间116的压力，气体从内腔51的壁51a的电极4的贯通孔54与电极4的间隙154向内腔51的内侧的空间116导入。由此，也能够控制电弧放电31的产生区域与内腔51的外侧之间(换言之，内腔51的内侧与外侧之间)的气体流动。
在该第1实施方式的第1实施例中，作为一例，制造硅的微粒子，因此在反应室1内从气体供给装置27经由2个气体供给管14、15来供给氩气体，将反应室1内维持为氩的惰性气体大气气氛的大气压附近的压力，来进行以下的微粒子制造工序。为了促进材料的还原，也可以从气体供给装置27经由气体供给管14、15向反应室1内导入氢气以及微量的碳化系气体，使之与氩气体混合。
(步骤S3)开始放电。
内腔51的壁51a为了抑制电弧放电(等离子体)31的热所带来的影响，作为一例而由碳材料构成。产生电弧放电31的电极4作为一例为碳材料，如图2所示，在反应室1内，在电极4的前端横向地(例如相对于水平方向而朝上5～30°地)突出的状态下，在反应室1的圆周壁以60°间隔呈辐射线状地配置6根电极4。对于电极4，为了降低电极材料的蒸发，虽然具体并未图示，但在内部流动水冷以及冷却气体，来冷却电极4。
在第1实施例中，虽然呈辐射状地配置有n＝6根电极4，但电极数只要为6的倍数即可，可以增加电极根数，或者不仪在同一平面配置，而且也可以设为在不同的平行的平面分别配置电极4的2级或者3级等多级化的电极配置。通过使电极4多级化来配置，从而能够使作为使材料蒸发的热源的电弧放电31的产生区域在铅垂方向上进一步扩大，大量的微粒子生成占有优势。此外，作为电极4的材料的一例，虽然使用了碳材料，但也可以使用由钨或者钽等高熔点金属构成的电极。
如图1以及图2所示，在使电弧放电31点火时，通过电极驱动装置4a使任意的2根电极4向反应室1的中心侧移动。在电弧放电31点火之后，分别基于来自与电极4连接的电流计(未图示)的信息，通过控制装置100进行调整使得施加于电极4的电流恒定，同时通过控制装置100的控制，由电极驱动装置4a使电极4在辐射线方向(从呈辐射状配置的电极4的中心位置朝向外侧的方向)上移动，远离电极4的中心位置，直到电极4的前端位于内腔51的壁51a的附近。由此，作为例如约10000℃的热等离子体的电弧放电31的产生区域的面积变大，能够增加处理量。作为各电极驱动装置4a，作为一例，通过电机使滚珠螺杆正反旋转，从而使与滚珠螺杆螺合的螺母构件所连结的电极4在轴向上进退。
(步骤S4)开始材料供给。
接下来，开始连同气体一起向反应室1供给材料粒子30。
作为一例，成为微粒子32的原料的材料粒子30利用直径约为16微米的硅粉末，设置在材料供给装置10内。在第1实施例中，虽然使用了直径为16微米的粒子，但也依赖于等离子体的条件，尽管如此，只要是大于1微米且为100微米以下的粒子径即可，能够通过热等离子体来蒸发，制造纳米等级的粒子径的微粒子32。若使用大于100微米的粒子径的材料粒子30，则无法使材料粒子30完全蒸发，有时会使得生成的微粒子32变大。材料供给装置10作为一例，能够利用局部流动式粉末供给装置。在该局部流动式粉末供给装置中，根据载体气体的流量和导入材料粒子30的器具的转速来控制材料粒子30的供给量，从而能够以一定的比例向材料供给管11进给作为粉末材料的材料粒子30。作为材料供给装置10的其他例，有：利用激光器等来控制粉末材料的表面和喷嘴的距离的表面仿形式粉末供给器、或者从进料斗等向沟槽供给定量的粉末材料并进行抽吸的定量式粉末供给器等。可以使用任何方式的粉末材料供给装置，但通过供给的粉末材料的量来区分使用。
(步骤S5)形成微粒子。
接下来，如图1所示，从材料供给装置10连同气体一起将材料粒子30进给至材料供给管11，与气体一起从材料供给管11的上端的材料供给口12向反应室1内导入。在材料供给管11的周围设置用于将材料粒子30或者通过电弧放电31生成的微粒子32在一定方向(朝着铅垂方向的上方)进给的多个气体供给管14，从气体供给管14在所述一定方向(朝着铅垂方向的上方)供给氛围气气体。材料供给管11以及材料供给口12设置在比多个电极4的中心位置更靠铅垂方向的下侧。尤其是，材料供给管11的上端的材料供给口12被配置为位于比电弧放电31的产生区域更靠下方。
与气体一起导入到反应室1内的材料粒子30在电弧放电31的产生区域之中通过时，蒸发或者汽化(以下，代表性地称作“蒸发”。)，材料粒子30气体化。此时，内腔51的壁51a在与被冷却的反应室壁13之间设置外侧空间115，通过板52、53而相对于反应室壁13隔热，不会放出等离子体的热。因而，为使材料粒子30上升至沸点以上的温度而需的投入能量比没有内腔51时要小。进而，从电极4的贯通孔54与电极4的间隙154向内腔51的内侧的空间116导入的气体被蓄热的内腔51加热，在从气体供给管15导入之后立刻温度变高。因而，能够抑制材料粒子30以及等离子体的温度的下降。由此，与没有内腔51的情况相比，处理效率提升，能够使许多材料粒子30蒸发。另外，关于反应室壁13的冷却，例如在壁外侧设置冷却水流动的流路，通过冷却水冷却反应室壁13即可。
使材料粒子30蒸发出的材料气体由于电弧放电31的热所引起的上升气流或者来自气体供给管14、15的气体流动，在反应室1内上升，从电弧放电31的产生区域跑出的瞬间，材料气体被急剧冷却，生成球状的微粒子32。此外，通过将冷却气体导入到反应室1内的上部，从而也能够进一步增大冷却速度。此时，在内腔51的上下配置圆环形状的板52、53进行堵塞，抑制气体以及粒子朝着上下方向的通过，从内腔51的贯通孔54与电极4的间隙154朝向反应室1的中央横向地喷出气体，从而能够抑制材料粒子30横向地扩散，能够使向等离子体投入材料的效率变得良好。进而，由于能够抑制所生成的微粒子32进入内腔51的壁51a与反应室壁13之间的外侧空间115，因此也能够提升回收效率。进而，通过内腔51的配置来减少等离子体31的周围的空间，从而容易控制被处理的微粒子32的流动，因此通过流量调整器26对来自下侧的气体供给管14和上侧的气体供给管15的气体进行流量调整，从而能够控制气体从下向上的流动，使得所生成的微粒子32不会再次进入等离子体31的产生区域，等离子体的热不被用于材料的再次蒸发，能够使等离子体的热更有效率地使用于蒸发。此外，气体在间隙154流动，因此也具有冷却电极4的效果。
此外，一般而言，供给材料粒子30之处的电弧放电31被材料粒子30的蒸发夺去等离子体的热，因此使材料粒子30蒸发的场所的电弧放电31的温度会下降。以往，在一般的感应耦合型等离子(ICP)焊炬等的连续放电中连续地投入材料粒子30的情况下，通过材料粒子30的蒸发会使等离子体的温度下降，无法使材料粒子30完全蒸发，会生成比较大的微粒子，粒径分布会恶化。此外，为了制造期望的粒子径的微粒子32，或者使制造出的微粒子32的粒径分布优良，只有限制材料粒子30的投入量，从而处理量会下降。
与之相对，关于在第1实施例中利用的多个电极4所产生的电弧放电31，将能够供给相位互不相同的电力、例如使相位错开60°的60Hz的电力的交流电源5，分别作为多个电极4的电源来使用。因而，放电成为脉冲状，能够始终生成高温的热等离子体。
由于电弧放电31或者ICP焊炬等热等离子体为粘性气体，因此若不是具有某速度的材料粒子30，则不会进入到电弧放电31的产生区域中，不会被处理。在材料供给装置10以及材料供给口12被设置于电弧放电31的产生区域的铅垂方向的下侧，且从电弧放电31的产生区域的铅垂方向的下侧供给材料粒子30的本装置中，被电弧放电31弹落的未处理的材料粒子30由于重力而落到铅垂方向的下侧，从而能够与位于电弧放电31的产生区域的上方且被处理的微粒子32可靠地分离。这些未处理的材料粒子30积存在反应室1的底部。积存在该反应室1的底部的材料返回到材料供给装置10，也能够再次利用，能够提升材料利用效率。
(步骤S6)停止放电，回收微粒子。
接下来，如图1所示，通过电弧放电31而产生的微粒子32由于从气体供给管14、15向微粒子回收部3的气体的流动，被微粒子回收部3回收。虽然未图示，但是在微粒子回收部3安装有：能够分级任意的微粒子径以上的旋风分离器、以及能够回收期望的微粒子的袋式过滤器。用于回收微粒子32的袋式过滤器由于使高温的气体循环，因此作为一例，能够使用采用了耐热性高的二氧化硅纤维的过滤器。此外，在将回收的微粒子32取出到大气中时，有可能会起火，因此在包含1％程度的大气(含氧的气体)的氛围气下放置几个小时，逐渐氧化处理，取出到大气中。由此，硅微粒子的表面氧化例如1～2纳米程度，能够安全地取出。通过这些上述工艺，能够从袋式过滤器回收例如10～300纳米的硅微粒子。此外，在本实施例中，对于电极4以及内腔51的壁51a而采用碳材料，从而高温的等离子体一般不会与由金属构成的反应室壁13以及电极4相接，所生成的硅微粒子能够抑制工艺中的金属等杂质的增加，能够使金属材料的含有量为0.5％以下。若将该生成的硅微粒子用于锂电池，则能够抑制对于容量不做贡献的金属材料等，因此能够提升电池容量。
在第1实施例中，说明制造硅(Si)的纳米等级的粒子径的微粒子的方法，但也可以将镍(Ni)、银(Ag)或铜(Cu)等金属、或者玻璃(SiO2)、氮化硅(SiN)或氧化铝(Al2O3)等无机系的材料作为微粒子生成用材料来生成微粒子。此外，通过与导入到反应室1的气体反应，从而例如可以采用硅材料来生成一氧化硅(SiOx∶x＝1～1.6)、氮化硅(SiNx∶x＝0.1～1.3)或者碳化硅(SiCx)的微粒。进而，也能够利用于由如在内侧具有硅的核且在外侧被氧化铝或者碳化硅等覆盖的多个材料构成的复合材料的生成。
根据所述第1实施方式，通过将内腔51设置为在与反应室壁13之间设置外侧空间115，从而向反应室1的反应室壁13与内腔51的壁51a之间的空间115供给气体，通过减少等离子体31的周围的空间，从而容易控制被处理的微粒子32的流动。因而，能够抑制热等离子体的损失，减少因热等离子体的材料蒸发所需的能量。
进而，与反应室1的温度、例如被冷却水冷却变为例如20℃程度的反应室壁13的温度相比，内腔51的温度由于等离子体的热而温度变高为例如100～1000℃。若从气体供给管15向内腔51的壁51a与反应室壁13之间供给气体，则被导入到内腔51内的气体由于内腔51的热被加热到例如50～1000℃。即，与导入到反应室壁13与内腔51的壁51a之间的气体温度相比，导入到内腔51内的气体温度变高。
此外，从气体供给管15向内腔51的壁51a与反应室壁13之间供给气体，并从内腔51的壁51a的电极4的贯通孔54与电极4的间隙154向内腔51的内侧的空间116且反应室1的中央的电弧放电31的产生区域喷出被加热的气体，从而能够进一步抑制等离子体温度的下降，能够抑制材料的扩展以及微粒子32向等离子体的再次投入。因而，在针对回收量以及投入电力能量的处理中通过使得利用的能量的效率变良好，从而基于热等离子体的材料粒子30的蒸发效率变高，能够处理大量的材料粒子。由此，可以提供还能够提升微粒子32的生产量且能够以低成本来生产的微粒子制造装置以及微粒子制造方法。
此外，根据所述第1实施方式，由于多个电极4分别连接着交流电源5且能够产生电弧放电31，因此与其他的方法相比，能够增大使材料粒子30蒸发的电弧放电31所产生的热等离子体的面积(电弧放电31的产生区域的面积)，能够处理大量的材料。
另外，本发明并不限定于所述实施方式，除此之外能够以各种形态来实施。例如，内腔51的形状可以设为圆柱状以外的圆锥状等的各种形状。例如，气体供给管15可以从内腔51的壁51a的电极4的贯通孔附近供给。由此，气体流动的温度控制变得更容易。此外，通过使内腔51的壁51a或者配管16为多孔质材料，从内腔51的壁51a或者配管16的表面喷出气体，从而能够抑制微粒子32向表面的附着。此外，通过在内腔51的壁51a的等离子体上部附近设置孔，流动冷却后的气体，从而能够迅速地冷却蒸发气体。
另外，通过适当地组合所述各种实施方式或者变形例之中的任意的实施方式或者变形例，从而能够起到各自具有的效果。此外，能够实现实施方式彼此的组合或者实施例彼此的组合或者实施方式与实施例的组合，并且也能够实现不同的实施方式或者实施例中的特征彼此的组合。
产业上的可利用性
本发明的所述形态中的微粒子制造装置以及微粒子制造方法，通过抑制来自等离子体的排热，从而能够效率良好地大量处理材料，能够提升微粒子的生产量，且能够以低成本来生产。因而，本发明作为锂离子二次电池或者陶瓷电容器等期望大量生产的器件中使用的微粒子制造装置以及微粒子制造方法是有用的。

Claims (9)

1.一种微粒子制造装置，具有：
真空腔；
材料供给装置，与所述真空腔连接，且从材料供给口向所述真空腔内供给材料的颗粒；
电极，配置在所述真空腔，且在所述真空腔内的等离子体产生区域产生等离子体；以及
回收装置，与所述真空腔连接，且回收从所述真空腔排出的微粒子，
该微粒子制造装置通过在所述真空腔内产生的所述等离子体，根据从所述材料供给装置供给的所述材料来制造所述微粒子，
在所述真空腔的壁与所述等离子体产生区域之间设置内腔，该内腔在与所述真空腔的所述壁之间设置外侧空间，
所述微粒子制造装置还具备向所述真空腔的所述壁与所述内腔的壁之间的所述外侧空间供给气体的气体供给管，
在所述内腔的所述壁设置所述电极能够通过的电极贯通孔，将从所述气体供给管导入到所述真空腔与所述内腔之间的所述外侧空间的所述气体从所述电极与所述电极贯通孔的间隙向所述内腔的内侧的空间导入。
2.根据权利要求1所述的微粒子制造装置，其中，
通过从所述气体供给管向所述外侧空间供给所述气体，由此所述真空腔的所述壁与所述内腔的所述壁之间的所述内腔的所述外侧空间的压力高于所述内腔的内侧的空间的压力。
3.根据权利要求1所述的微粒子制造装置，其中，
所述内腔的温度高于所述真空腔的所述壁的温度，导入所述内腔内的气体温度高于导入所述真空腔的所述壁与所述内腔之间的气体温度。
4.根据权利要求1所述的微粒子制造装置，其中，
产生所述等离子体的所述电极是前端向所述真空腔内突出且产生所述等离子体的多个电极。
5.根据权利要求1所述的微粒子制造装置，其中，
产生所述等离子体的所述电极为多个电极，
所述微粒子制造装置还具备分别与所述多个电极连接且分别供给相位不同的电力的交流电源，从所述交流电源分别向所述多个电极供给所述相位不同的电力，产生电弧放电，从而产生所述等离子体。
6.根据权利要求1所述的微粒子制造装置，其中，
所述内腔由碳材料构成。
7.根据权利要求1所述的微粒子制造装置，其中，
所述电极由碳材料构成。
8.一种微粒子制造方法，其中，
向真空腔供给气体，并且也向所述真空腔的壁与内腔的壁之间的外侧空间供给气体，该内腔配置在所述真空腔的所述壁与等离子体产生区域之间，
接下来，通过设置于所述真空腔的电极，在所述内腔的内侧的空间的所述等离子体产生区域产生热等离子体，
接下来，向真空腔供给材料的颗粒，在供给的所述材料的颗粒通过产生的所述热等离子体的产生区域中之时，蒸发或者汽化，成为材料气体，
进而，所述材料气体从所述热等离子体的区域跑出的瞬间，所述材料气体被急剧地冷却，生成微粒子，
将供给到所述外侧空间的所述气体从设置于所述内腔的所述壁且所述电极能够通过的电极贯通孔与所述电极的间隙向所述内腔的内侧的空间导入。
9.根据权利要求8所述的微粒子制造方法，其中，
所述电极为多个电极，
所述热等离子体是从交流电源分别向所述多个电极供给相位互不相同的电力而呈脉冲状放电的电弧放电。
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