CN108602128A - 通过使用热等离子体制备具有均匀氧钝化层的铜金属纳米粉末的方法及其制备设备 - Google Patents

通过使用热等离子体制备具有均匀氧钝化层的铜金属纳米粉末的方法及其制备设备 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种通过使用热等离子体制备具有均匀氧钝化层的铜金属纳米粉末的方法及其制备设备，更具体地，涉及一种制备用于光烧结(light sintering)的铜金属纳米粉末的方法，所述铜金属纳米粉末具有50‑200nm的平均直径和平均厚度为1‑30nm的表面氧钝化层，所述方法允许平均直径为5‑30μm的铜或铜合金粉末穿过热等离子体炬(torch)、反应容器以及氧反应区域，其中，以0.5‑7kg/hr的注入速度注入铜或铜合金粉末，对于每小时注入的每kg的铜或铜合金粉末，添加到氧反应区域的氧量在0.3‑12标准升每分钟(slpm)的范围内；还涉及一种用于制备其的光烧结铜金属纳米粉末制备设备。

Description

通过使用热等离子体制备具有均匀氧钝化层的铜金属纳米粉 末的方法及其制备设备
技术领域
实施方式涉及一种通过使用热等离子体制备具有均匀氧钝化层的铜纳米金属粉末的方法及其制备设备。
背景技术
印刷电子是通过印刷方法制造电子器件、元件和模块的领域，用于通过在塑料或纸上印刷导电墨水制造具有所需功能的产品，且广泛地应用在采用半导体、元件、电路等的几乎所有领域，如常规的射频识别(RFID)标签、照明、显示器、太阳能电池和电池组。
在印刷电子产业中还没有开发出杀手级应用(killer application)，这一事实的主要原因在于用于大部分电极材料的银墨水和浆料非常昂贵的价格。
已经尝试使用不太昂贵的纳米金属颗粒，如铜粉末代替常规的银墨水或浆料作为电极材料。尽管在印刷导线上必须烧结以进行电极工艺，但是目前通常使用热烧结。这种方法需要多种设备以及花费时间为一小时或更长，并且特别地，需要其他设备以产生惰性气体气氛从而在铜墨水等上进行电极工艺，且具有低产率和非氧化纯纳米铜颗粒价格较高的主要缺陷。
目前已经报道了能够克服与热烧结和纯铜颗粒相关的缺陷、且能够减少空气中的氧化颗粒以及铜墨水的基于强脉冲光(IPL)的新型白光烧结方法，且由于其能通过在室温和大气压力下在几微秒(μs)至几毫秒(ms)的短时间内通过白光超短波长烧结方法成功进行烧结，进而在印刷导线上完成烧结且由此明显降低工艺花费时间，并且通过用较便宜的铜电极材料(相应地降低常规电极材料价格的80％以上)代替常规的昂贵电极材料和用光烧结代替热烧结，从而进一步降低工艺花费时间，因此期待其能改善电力和电子材料及元件，以及调制公司(modulation companies)的竞争力。
光烧结方法的特征在于，将与体铜相比具有高光吸收性和低熔点的铜纳米颗粒，以含有还原剂的墨水形式印刷在基板上，之后通过用强光照射短时间进行烧结，当强光被施加至含有还原剂的铜纳米颗粒时，铜纳米颗粒吸收大量光且在短时间内被快速加热，铜氧化物膜和与其接触的还原剂发生热化学反应以产生水和中间阶段乙醇，并将铜氧化物还原成纯铜，同时诱发铜颗粒的焊接，这导致烧结以形成纯铜电极。光烧结能在几毫秒(ms)以内使形成在铜纳米颗粒表面上的铜氧化物膜还原，同时诱发铜纳米颗粒焊接以形成高导电性纯铜电极，并在室温气氛下提供烧结。
此处，适合于光烧结的铜纳米颗粒的合成是一项重要问题。这一点上，目前几乎没有任何技术通过使用湿或热等离子体合成颗粒，之后将其氧化，从而控制氧钝化层具有照射光的最佳能量吸收。
韩国专利公开No.2012-0132115公开了通过将作为前体的铜盐与甲酸(formicacid)反应，制备具有1微米以下颗粒尺寸的铜颗粒复合物，其利用了与热等离子体系方法明显不同的方法，且难以保证100纳米量级的均匀的纳米颗粒和均匀的氧钝化层。
此外，韩国专利公开No.2012-0132424公开了使用铜前体制备适合于光烧结的尺寸为10至200nm的纳米铜墨水。这也完全不同于热等离子体系方法，且与具有优良分散性且由于干团聚引起分散缺陷的干法制造方法不同，由于湿法制造方法导致其不可避免地涉及结合了与清洗相关的杂质，因此难以保证稳定的纳米颗粒和控制均匀的氧钝化层，其对于光烧结是很重要的要素。
与具有这些缺陷的湿法制造方法不同，在日本专利公开No.2001-342506和日本专利公开No.2002-180112中公开了使用RF热等离子体制造高纯度金属粉末的方法。日本专利公开No.2001-342506公开了使用热等离子体从通过研磨金属块获得的粉末中制备高纯度金属粉末，如钨、钼等，日本专利公开No.2002-180112公开了平均颗粒直径为10至320μm的高熔点氧化物或金属粉末，如钨、钌等。
但是，现有技术在通过高熔点金属的热等离子体实现高纯度方面存在限制，且在稳定保证铜纳米粉末具有作为光烧结主要元素的受控氧钝化层的方面存在困难。
[现有技术文献]
(专利文献1)韩国专利公开No.2012-0132115
(专利文献2)韩国专利公开No.2012-0132424
(专利文献3)日本专利公开No.2001-342506
(专利文献4)日本专利公开No.2002-180112
发明内容
[技术问题]
因此，为了保证最佳光烧结特性，本发明人使用与现有技术相同的热等离子体，控制原材料粉末被注入到热等离子体炬(torch)中的速度以获得具有更稳定且更适合于光烧结的最佳氧钝化层的纳米铜金属粉末，并且控制添加氧的通道区域(passage area)和添加量，以便在设置于反应容器后端处的管线中形成均匀的氧钝化层，结果是，本发明人发现可以制造具有均匀氧钝化层的纳米铜金属粉末，从而完成了本发明。
因此，本发明的目的是提供一种制造适合于光烧结的纳米铜金属粉末的方法及其制造设备。
[技术方案]
本发明目的的实现，可藉由提供一种制备用于光烧结的纳米铜金属粉末的方法，所述纳米铜金属粉末具有50至200nm的平均颗粒直径和平均厚度为1至30nm的表面氧钝化层，所述方法包括允许具有5至30μm平均颗粒直径的铜或铜合金粉末通过热等离子体炬、反应容器和氧反应区域，其中以0.5至7kg/hr的注入速度注入铜或铜合金粉末，对于每小时注入的1kg铜或铜合金粉末，添加到氧反应区域的氧量在0.3至12slpm(标准升每分钟)的范围内。
在本发明的另一方面，提供了一种制备用于光烧结的纳米铜金属粉末的设备，包括：用于提供原材料粉末的原材料供应器；具有热等离子体高温区域的热等离子体炬；用于通过热等离子体将所提供的原材料粉末转化成纳米颗粒的反应容器；和用于添加用于钝化反应的氧的氧注入器。
[有益效果]
使用根据本发明的方法，能稳定保证适合光烧结的受控纳米铜金属粉末，其具有50至200nm的平均颗粒直径和平均厚度为1至30nm的均匀氧钝化层。
附图说明
图1是示出根据本发明实施例的热等离子体设备的示意图；
图2是示出在等离子体处理之前的铜原材料粉末的显微镜图像；
图3示出了根据比较例7进行了等离子体处理、而不添加氧且之后暴露于空气中的氧的纳米铜金属粉末，显示出了氧钝化层非常不均匀地形成在表面上；和
图4示出了基于本发明的实例1的均匀氧添加、通过等离子体处理制造的适合于光烧结的具有氧钝化层的纳米铜金属粉末，显示出了氧钝化层均匀地形成在金属粉末表面层上。
具体实施方式
本发明涉及一种获得用于光烧结的具有均匀氧钝化层的纳米铜金属粉末的方法，所述方法适当地控制原材料粉末注入到热等离子体炬的速度、添加氧的通道区域及添加量，以在设置于反应容器后端处的管线中形成均匀的氧钝化层，同时使用常规热等离子体方法，以获得具有更稳定且更适合于光烧结的最佳氧钝化层的纳米铜金属粉末。
以下，将具体描述本发明。
本发明提供了一种制备用于光烧结的纳米铜金属粉末的方法，所述纳米铜金属粉末具有50至200nm的平均颗粒直径和平均厚度为1至30nm的表面氧钝化层，所述方法包括：允许具有5至30μm的平均颗粒直径的铜或铜合金粉末通过热等离子体炬、反应容器和氧反应区域，其中，以0.5至7kg/hr的注入速度注入铜或铜合金粉末，对于每小时注入的1kg的铜或铜合金粉末，添加到氧反应区域的氧量在0.3至12标准升每分钟(slpm)的范围内。
根据本发明的制造用于光烧结的纳米铜金属粉末的原材料粉末可以是铜或铜合金粉末，且铜粉末的纯度不受限制且优选为93％或以上，更优选为95％(2N评级)。此外，铜合金可以是Cu-P、Cu-Ag、Cu-Fe等，铜与其他金属基于重量的合金比率是99:1至95:5，但是本发明不限于此。进一步被添加到铜合金中的其他元素可以是Al、Sn、Pt、Ni、Mn、Ti等，或者其组合，且包括除铜之外的一种或两种元素的其他添加元素的含量优选限制在5wt％以内。
铜或铜合金粉末的平均颗粒直径优选为5至30μm(微米)，更优选为5至20μm。当平均颗粒直径少于5μm时，问题在于会发生粉末颗粒之间的团聚且很难快速注入原材料，当平均颗粒直径大于30μm时，等离子体处理效果不利地快速变差。由于这个原因，平均颗粒直径在上文限定的范围内。
根据本发明，以0.5至7kg/hr、优选1至5kg/hr的注入速度注入铜或铜合金粉末，之后其通过高温的热等离子体炬、反应容器和氧反应区域。当注入速度低于0.5kg/hr时，会发生制造效率变差的问题，当注入速度高于7kg/hr时，纳米颗粒形成效果会明显变差。由于这个原因，注入速度优选保持在上文限定的范围内。同时，注入速度优选被控制成与功率成比例。例如，优选保持60kW的功率下平均注入速度为1kg/hr，200kW的功率下平均注入速度为3kg/hr，400kW的功率下平均注入速度为5kg/hr。
产生热等离子体的操作气体例如是氩、氢或氦。随着所添加的氢量增加，纳米颗粒形成效果得以改善。由于这个原因，优选添加氩的5至50体积％的氢量。特别是，当氢量为5体积％以上时，纳米颗粒形成效果提高，当氢量高于50体积％时，纳米颗粒形成效果快速变差。由于这个原因，氢量优选保持在5至50体积％的范围内。
根据本发明，氧被持续注入到反应容器后端的氧反应区域中，使得平均厚度为1至30nm的均匀氧钝化层形成在铜或铜合金粉末的表面层上。此时，当氧反应区域被设置在收集器中或者在从本发明的纳米铜金属粉末制造设备完全排出之后发生氧反应时，难以在铜或铜合金粉末表面上形成稳定的氧化物膜。由于这个原因，氧反应区域被设置在反应容器的后端处以在反应之后立即在粉末表面上形成均匀氧钝化层，且氧反应区域的位置可在旋风部分(cyclone part)的前端或者在收集器的前端。根据本发明，用于形成氧钝化层的操作气体是氧，钝化层的厚度根据所添加的氧量而增加。由于这个原因，对于每小时注入的1kg的铜或铜合金粉末，添加到氧反应区域的氧量为0.3至12slpm(标准升每分钟)，优选为0.4至10slpm，更优选为0.5至4.5slpm。当添加的氧量低于0.3slpm时，钝化层形成效果不足，当添加的氧量高于12slpm时，氧钝化层的厚度快速增加并且由于光烧结期间过多能量的消耗导致生产效率快速变差。由于这个原因，添加的氧量优选保持在0.3至12slpm的范围内。例如，在所添加的氧量为0.3至12slpm(标准升每分钟)的情况下，当以1kg每小时的量注入铜或铜合金粉末时，以每分钟0.3至12升的量添加氧，当以3kg每小时的量注入铜或铜合金粉末时，以每分钟0.9至36升的量添加氧，当以5kg每小时的量注入铜或铜合金粉末时，以每分钟1.5至60升的量添加氧。
根据本发明，通过上述工艺，可制备适合于光烧结的纳米铜金属粉末，其具有50至200nm的平均颗粒直径和平均厚度为1至30nm的表面氧钝化层。
此外，本发明提供了一种制备用于光烧结的纳米铜金属粉末的设备，包括：用于提供原材料粉末的原材料供应器；具有热等离子体高温区域的热等离子体炬；用于通过热等离子体将所提供的原材料粉末转化成纳米颗粒的反应容器；和用于添加用于钝化反应的氧的氧注入器。
图1是示出在本发明中使用的热等离子体设备的实例的示意图，且示出了用于提供原材料粉末的原材料供应器2、具有通过施加电场至围绕于其下部的水冷绝缘管外部的线圈而提供的热等离子体高温区域7的热等离子体炬1、用于通过热等离子体将所提供的原材料粉末转化成纳米颗粒的反应容器3、用于添加用于钝化反应的氧的氧注入器4、用于收集被去除的杂质的旋风部分5、和用于收集所制造的纳米铜金属粉末的收集器6。
通过高频功率产生的热等离子体被称作“RF热等离子体(或者高频等离子体)”。根据本发明用于产生RF热等离子体的高频可在4MHz至13.5MHz的范围内，更优选地为4MHz以加宽RF热等离子体的高温区域。
根据本发明的原材料供应器2用于提供原材料粉末，且被设计成以0.5至7kg/hr的注入速度提供铜或铜合金粉末，如上文所述。
根据本发明的氧注入器4用于将氧注入到氧反应区域以用于钝化反应，通过将氧注入器结合到设备中，本发明能显示出类似原位工艺效果。此外，氧反应区域的长度优选为0.05至1m，更优选地为0.1至0.5m，这是因为通过与纳米转化的金属颗粒的表面直接反应，形成均匀的氧钝化层。而且，氧注入器4用于通过恒定地提供氧，在纳米结构金属颗粒上按比例地形成氧化物层。
此外，本发明可进一步包括旋风部分5和收集器6，旋风部分用于收集在前面工艺期间去除的杂质，收集器用于收集所制造的纳米铜金属粉末。
根据本发明用于光烧结的具有均匀氧钝化层的纳米铜金属粉末可用在多种领域中，例如在印刷电子产业中的触摸屏(透明电极、边框电极)、印刷FPCB(特别是用于印刷触摸传感器的数字转换器FPCB)、RFID标签、NFC、太阳能电池等，以及用在扩展的领域中，包括3D成型FPCB、可伸展电极等。
以下，将参考实例更具体地描述本发明。以下实例仅用于示出本发明且不应将其解释为限制本发明的范围。
实例
将参考以下实例描述本发明。
表1
(实例1)
通过原材料供应器以0.5kg/hr的注入速度提供平均颗粒直径为12μm且纯度为96％的铜粉末进入到等离子体高温区域中。用具有4MHz高频电源频率的RF热等离子体进行处理，如图1中所示，原材料粉末由于热等离子体熔融，在对于每小时注入1kg的铜或铜合金粉末，添加的氧量为1slpm的条件下，氧经过氧反应区域，以形成表面氧钝化层。之后，已经经过反应容器以产生粉末的氧和已经被均匀地氧钝化的纳米铜金属粉末被收集器收集起来。结果，制备出具有79nm的平均颗粒直径且厚度为10至15nm的氧钝化层的纳米铜金属粉末。
(实例2)
除了铜粉末的注入速度为0.9kg/hr以外，以与实例1相同的方式制备具有98nm的平均颗粒直径和厚度为8至10nm的氧钝化层的纳米铜金属粉末。
(实例3)
除了铜粉末的注入速度为1.2kg/hr以外，以与实例1相同的方式制备具有120nm的平均颗粒直径和厚度为5至8nm的氧钝化层的纳米铜金属粉末。
(实例4)
除了铜粉末的注入速度为1.5kg/hr以外，以与实例1相同的方式制备具有150nm的平均颗粒直径和厚度为2至5nm的氧钝化层的纳米铜金属粉末。
(实例5)
除了使用具有20μm的平均颗粒直径的铜粉末以外，以与实例1相同的方式制备具有115nm的平均颗粒直径和厚度为5至8nm的氧钝化层的纳米铜金属粉末。
(实例6)
除了使用包括Cu和P[铜95％，磷5％(wt％)]的铜合金粉末代替铜粉末以外，以与实例1相同的方式制备具有105nm的平均颗粒直径和厚度为3至9nm的氧钝化层的纳米铜金属粉末。
(实例7)
除了使用包括Cu和Ag[铜95％，银5％(wt％)]的铜合金粉末代替铜粉末以外，以与实例1相同的方式制备具有110nm的平均颗粒直径和厚度为6至11nm的氧钝化层的纳米铜金属粉末。
(实例8)
除了添加的氧量为3slpm以外，以与实例1相同的方式制备具有98nm的平均颗粒直径和厚度为10至18nm的氧钝化层的纳米铜金属粉末。
(实例9)
除了添加的氧量为3slpm以外，以与实例2相同的方式制备具有120nm的平均颗粒直径和厚度为6至10nm的氧钝化层的纳米铜金属粉末。
(实例10)
除了添加的氧量为3slpm以外，以与实例3相同的方式制备具有170nm的平均颗粒直径和厚度为3至6nm的氧钝化层的纳米铜金属粉末。
(实例11)
除了添加的氧量为10slpm以外，以与实例1相同的方式制备具有79nm的平均颗粒直径和厚度为20至30nm的氧钝化层的纳米铜金属粉末。
(实例12)
除了添加的氧量为10slpm以外，以与实例2相同的方式制备具有98nm的平均颗粒直径和厚度为15至20nm的氧钝化层的纳米铜金属粉末。
(实例13)
除了添加的氧量为10slpm以外，以与实例3相同的方式制备具有120nm的平均颗粒直径和厚度为8至15nm的氧钝化层的纳米铜金属粉末。
(实例14)
除了添加的氧量为10slpm以外，以与实例4相同的方式制备具有170nm的平均颗粒直径和厚度为3至8nm的氧钝化层的纳米铜金属粉末。
(实例15)
除了添加的氧量为10slpm以外，以与实例5相同的方式制备具有117nm的平均颗粒直径和厚度为8至15nm的氧钝化层的纳米铜金属粉末。
(实例16)
除了使用平均颗粒直径为10μm的铜粉末，铜粉末的注入速度为3.0kg/hr，并且对于每小时注入的1kg铜或铜合金粉末，添加的氧量为0.9slpm以外，以与实例1相同的方式制备具有85nm的平均颗粒直径和厚度为3至9nm的氧钝化层的纳米铜金属粉末。
(实例17)
除了使用平均颗粒直径为20μm的铜粉末，铜粉末的注入速度为3.0kg/hr，并且对于每小时注入的1kg铜或铜合金粉末，添加的氧量为3.0slpm以外，以与实例1相同的方式制备具有97nm的平均颗粒直径和厚度为8至14nm的氧钝化层的纳米铜金属粉末。
(实例18)
除了使用平均颗粒直径为25μm的铜粉末，铜粉末的注入速度为3.0kg/hr，并且对于每小时注入的1kg铜或铜合金粉末，添加的氧量为10slpm以外，以与实例1相同的方式制备具有102nm的平均颗粒直径和厚度为10至19nm的氧钝化层的纳米铜金属粉末。
(实例19)
除了使用平均颗粒直径为10μm的铜粉末，铜粉末的注入速度为5.0kg/hr，并且对于每小时注入的1kg铜或铜合金粉末，添加的氧量为0.5slpm以外，以与实例1相同的方式制备具有90nm的平均颗粒直径和厚度为10至19nm的氧钝化层的纳米铜金属粉末。
(实例20)
除了使用平均颗粒直径为20μm的铜粉末，铜粉末的注入速度为5.0kg/hr，并且对于每小时注入的1kg铜或铜合金粉末，添加的氧量为3.0slpm以外，以与实例1相同的方式制备具有98nm的平均颗粒直径和厚度为7至16nm的氧钝化层的纳米铜金属粉末。
(实例21)
除了使用平均颗粒直径为25μm的铜粉末，铜粉末的注入速度为5.0kg/hr，并且对于每小时注入的1kg铜或铜合金粉末，添加的氧量为10.0slpm以外，以与实例1相同的方式制备具有110nm的平均颗粒直径和厚度为10至20nm的氧钝化层的纳米铜金属粉末。
(比较例1)
除了使用平均颗粒直径为1μm的铜粉末以外，以与实例1相同的方式制备具有52nm的平均颗粒直径和厚度为3至10nm的氧钝化层的纳米铜金属粉末。结果，能看出，当使用小于本发明的平均颗粒直径的铜粉末时，由于供应器阻塞导致发生频繁的工作失误。
(比较例2)
除了使用平均颗粒直径为40μm的铜粉末以外，以与实例1相同的方式制备具有140nm的平均颗粒直径和厚度为3至15nm的氧钝化层的纳米铜金属粉末。结果，能看出，当使用大于本发明的平均颗粒直径的铜粉末时，由于在反应容器中没有很好地形成纳米颗粒，因此原材料粉末结合到旋风中并且纳米粉末收集速度不利地非常低。
(比较例3)
除了铜粉末的注入速度为0.2kg/hr以外，以与实例1相同的方式制备具有50nm的平均颗粒直径和厚度为32至53nm的氧钝化层的纳米铜金属粉末。结果，能看出，当使用低于本发明注入速度的注入速度时，由于氧钝化层的过大厚度，导致纳米铜金属粉末不利地不适合光烧结。
(比较例4)
除了铜粉末的注入速度为10kg/hr以外，以与实例1相同的方式制备具有157nm的平均颗粒直径和厚度为3至20nm的氧钝化层的纳米铜金属粉末。结果，能看出，当使用高于本发明注入速度的注入速度时，由于在反应容器中没有很好地形成纳米颗粒，导致原材料粉末结合到旋风中并且纳米粉末收集速度不利地非常低。
(比较例5)
除了添加的氧量为0.2slpm以外，以与实例1相同的方式制备具有120nm的平均颗粒直径和厚度为1至3nm的氧钝化层的纳米铜金属粉末。结果，能看出，当添加了低于根据本发明的添加氧量的氧量时，一旦暴露到空气，会因为在表面上形成过薄的氧钝化层导致容易燃烧，因此在使用时不适合操作。
(比较例6)
除了添加的氧量为15slpm以外，以与实例1相同的方式制备具有75nm的平均颗粒直径和厚度为33至57nm的氧钝化层的纳米铜金属粉末。结果，能看出，当添加了高于根据本发明的添加氧量的氧量时，由于过厚的氧钝化层，导致纳米铜金属粉末不利地不适合光烧结。
(比较例7)
图3中示出了，当除了从工艺中省略添加氧的步骤以外，以与实例1相同的方式进行等离子体处理，之后自然氧化一小时时，在铜纳米金属粉末表面上的氧钝化的形态。从图3可看出，当不进行根据本发明的氧添加时，由于与空气接触，导致不规则的氧钝化厚度形成在粉末表面层上，因此不能形成稳定光烧结所必需的均匀氧钝化层。
[参考数字的描述]
1:RF热等离子体炬
2:原材料供应器
3:反应容器
4:氧注入器
5:旋风部分
6:收集器
7:热等离子体高温区域
[工业实用性]
如上所述，通过使用根据本发明的方法，可稳定地保证适合于光烧结的具有均匀氧钝化层的受控纳米铜金属粉末。

Claims (4)

1.一种制备用于光烧结的纳米铜金属粉末的方法，所述纳米铜金属粉末具有50至200nm的平均颗粒直径和平均厚度为1至30nm的表面氧钝化层，所述方法包括允许具有5至30μm的平均颗粒直径的铜或铜合金粉末通过热等离子体炬、反应容器和氧反应区域，
其中以0.5至7kg/hr的注入速度注入铜或铜合金粉末，对于每小时注入的1kg铜或铜合金粉末，添加到氧反应区域的氧量在0.3至12slpm(标准升每分钟)的范围内。
2.如权利要求1所述的方法，其中铜合金粉末中的铜含量是95重量％或95重量％以上。
3.如权利要求2所述的方法，其中铜合金包括选自由Cu-P、Cu-Ag和Cu-Fe构成的组中的一项或多项，
其中铜合金还包括选自由Al、Sn、Pt、Ni、Mn和Ti构成的组中的一项或多项元素，
其中除了铜之外包括的一项或多项元素的总含量为5重量％或5重量％以下。
4.一种制备用于光烧结的纳米铜金属粉末的设备，包括：
原材料供应器，用于提供原材料粉末；
热等离子体炬，具有热等离子体高温区域；
反应容器，用于通过热等离子体将所提供的原材料粉末转化成纳米颗粒；和
氧注入器，用于添加用于钝化反应的氧。
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