KR101291060B1 - 증발, 응축 및 오일 포집을 통한 나노 분말 제조 장치 - Google Patents

증발, 응축 및 오일 포집을 통한 나노 분말 제조 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 원료 물질이 두 개의 원료 소재 가열부에 의해 가열, 증발된 후 회전하는 오일을 통해 포집되고 분리 치환되는 전 공정이 진공 상태에서 실시되어 다양한 종류의 단일 금속 나노 분말, 복합 금속 나노 분말, 합금 나노 분말 등을 저비용으로 대량 생산할 수 있는, 증발, 응축 및 오일 포집을 통한 나노 분말 제조 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

본 발명에 따르는 증발, 응축 및 오일 포집을 통한 나노 분말 제조 장치는,
분말 포집 유닛에 원료 소재를 연속으로 공급하는 원료 소재 공급 유닛;
공급된 원료 소재로부터 분말을 생성, 포집 및 배출하는 분말 포집 유닛:
상기 원료 소재 공급 유닛과 상기 분말 포집 유닛에 연결되어 진공상태로 만드는 진공 펌프;
상기 원료 소재 공급 유닛과 상기 분말 포집 유닛에 전원을 공급하는 전원 공급장치; 및
상기 진공 펌프 및 상기 전원 공급장치에 연결되어, 상기 원료 소재 공급 유닛과 상기 분말 포집 유닛의 진공도 및 전원을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 구성적 특징으로 한다.

Description

증발, 응축 및 오일 포집을 통한 나노 분말 제조 장치{Nano-sized Powder Manufacturing Apparatus through evaporation, condensation and gathering in oil}
본 발명은 증발, 응축 및 오일 포집을 통한 나노 분말 제조 장치 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 구체적으로는 원료 물질이 두 개의 원료 소재 가열부에 의해 가열, 증발된 후 회전하는 오일을 통해 포집되고 분리 치환되는 전 공정이 진공 상태에서 실시되어 다양한 종류의 단일 금속 나노 분말, 복합 금속 나노 분말, 합금 나노 분말 등을 저비용으로 대량 생산할 수 있는, 증발, 응축 및 오일 포집을 통한 나노 분말 제조 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
최근 전자, 정보, 통신 및 생명 공학의 급속한 발전으로 인해 나노 기술에 대한 관심이 고조되고 있다.
특히 나노 분말은 입자 크기가 극미세화됨에 따라 일반 분말에서는 나타나지 않았던 새로운 물성이 나타남으로써 전기 전자 분야뿐 아니라 고강도 기계 부품, 촉매, 의약 및 생명 공학 등의 각종 산업 분야에 걸쳐 응용이 기대된다.
금속 나노 분말을 제조하는 방법은 크게 건식 공정에 의한 방법과 습식 공정에 의한 방법으로 구분된다.
습식 공정에 의한 나노 분말 제조법은 주로 용매 내에서의 화학 반응에 의한 원료소재 합성 및 이들의 석출 과정을 통한 나노 분말 생성을 지칭한다. 일반적으로 습식 공정은 나노입자의 대량 합성에 유리하기 때문에 대량의 산화물 (세라믹) 합성 또는 활성도가 낮은 귀금속 나노 분말 합성에 적합하다.
반면 Cu나 Al 등의 금속은 표면 산화가 급속히 진행되는 활성 금속이기 때문에 습식법으로 나노 분말을 제조할 경우 표면 산화에 의해 나노 분말의 물리적 특성이 열화될 가능성을 갖는다. 따라서 Cu 등의 금속 나노 분말을 제조하기 위해서는 습식 공정보다는 건식 공정을 통해 제조하는 것이 나노 분말의 물리적 특성 및 전기적 특성의 측면에서 바람직한 것으로 보고되고 있다.
건식 공정을 통한 금속 나노 분말 제조는 다양한 방법으로 구현되고 있지만, 인쇄 전자(Printed Electronics) 등에 적용되기 위한 금속 나노 분말은 기체 중 증발법, 건식 플라즈마 합성법, 전기 폭발법에 의해 제조되고 있다.
기체 중 증발법은 불활성 가스 (inert-gas) 분위기에서 금속을 증발시킨 후 액체 질소 등에 의해 냉각된 냉각봉(cold finger)에 응착하게 하여 급속히 응고된 나노분말을 취득하는 방법으로, 용융 가능한 거의 모든 금속을 나노 분말 형태로 제조할 수 있고, 제조된 나노 분말의 크기가 50 nm 이하로 매우 미세하다는 장점을 갖는다.
그러나 기체 중 증발법은 불활성 가스 분위기에서 원료 소재를 증발시켜 냉각봉에 응착시켜 나노분말을 포집하므로, 1회에 포집 가능한 나노 분말의 양이 적어 대량 생산에는 적합하지 않다. 또한, 나노 분말 포집 환경이 불활성 가스를 주입하기 이전의 진공 상태보다는 불활성 가스의 순도에 의해 지배되므로 고순도 가스를 지속적으로 주입하기 위한 비용의 지속적인 지출이 불가피하다. 또한, 냉각봉에 응착된 나노분말을 취득하기 위하여 냉각봉에 기계적인 응력을 가하게 됨으로써 나노 분말 획득 과정에서 나노 분말에 외력이 작용하여 나노 분말의 응집 또는 형상 변화를 야기할 수 있다는 단점을 갖는다. 또한, 구리 등의 활성 금속 나노분말을 제조할 경우 잉크화 과정에서 표면 산화 등의 문제가 발생할 가능성이 높다.
건식 플라즈마 합성법은 플라즈마 등의 높은 에너지원을 이용해 벌크 상태의 금속으로부터 나노 분말을 추출해내는 방법으로, 이 방법도 비교적 미세한 분말을 제조할 수 있다는 장점이 있지만 기체 중 증발법과 마찬가지로 제조 효율이 극히 낮고, 제조 과정 및 제조 후공정 중 활성 금속 분말의 표면 산화를 막기 어려워 양산 공정에 적용하기 어렵다는 단점이 있다.
전기 폭발법은 수 마이크론 직경의 원료소재 금속 와이어를 액 중에서 혹은 진공 상태에서 고전압으로 폭발시켜 나노 분말을 제조하는 방법으로, 이 방법은 비교적 제조효율이 높아 많은 양을 제조할 수 있다는 장점이 있지만, 액 중에서 폭발시켜 나노 분말을 얻는 경우에는 활성 금속 분말의 표면 산화 문제를 피할 수 없고, 또한 진공 중 폭발법의 경우 생성되는 입자 크기가 다소 크다는 문제점을 갖는다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 두 개의 원료 소재 가열부를 구비하고, 진공상태에서 회전하는 오일을 통해 포집함으로써 다양한 종류의 활성 금속 나노 분말을 대량으로 제조할 수 있는 증발, 응축 및 오일 포집을 통한 금속 나노 분말 제조 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 진공 분위기에서 나노 분말을 포집함으로써 분위기 제어를 위한 비용을 절약할 수 있는 금속 나노 분말 제조 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 오일 중에 포집된 나노 분말을 액중에서 원심 분리하고 치환하여 생성된 나노 분말에 가해지는 응력을 최소화하여 나노 분말의 변형을 최소화할 수 있는 금속 나노 분말 제조 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 금속 나노 분말 제조 공정 및 후공정 과정에서의 산화를 방지하여 높은 순도의 금속 나노 분말을 취득할 수 있는 금속 나노 분말 제조 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따르는 증발, 응축 및 오일 포집을 통한 나노 분말 제조 장치는,
분말 포집 유닛에 원료 소재를 연속으로 공급하는 원료 소재 공급 유닛;
공급된 원료 소재로부터 분말을 생성, 포집 및 배출하는 분말 포집 유닛:
상기 원료 소재 공급 유닛과 상기 분말 포집 유닛에 연결되어 진공상태로 만드는 진공 펌프;
상기 원료 소재 공급 유닛과 상기 분말 포집 유닛에 전원을 공급하는 전원 공급장치; 및
상기 진공 펌프 및 상기 전원 공급장치에 연결되어, 상기 원료 소재 공급 유닛과 상기 분말 포집 유닛의 진공도 및 전원을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 구성적 특징으로 한다.
본 발명에 따르는 증발, 응축 및 오일 포집을 통한 나노 분말 제조 방법은,
원료 소재를 원료 소재 공급 유닛에 채우는 단계;
분말 포집관에 오일을 채우는 단계;
진공 펌프를 가동하여 분말 포집 유닛과 원료 소재 공급 유닛의 내부를 진공 상태로 만드는 단계;
분말 포집관을 회전시키는 단계;
원료 소재 가열부에 전원을 공급하여 원료 소재 공급 유닛으로부터 원료 소재 연속 공급관에 공급되는 원료 소재를 용융점 이상으로 가열하여 증발시켜 나노 분말 원료 소재를 생성하는 단계;
증발된 상기 나노 분말 원료 소재를 상기 분말 포집관의 오일에 포집하는 단계;
상기 오일에 포집된 나노 분말 원료 소재를 오일과 함께 배출하는 단계에 의해 구현될 수 있다.
바람직하게는, 나노 분말 원료 소재와 함께 배출된 오일은 원심분리 및 세척과정을 거쳐 나노 분말 원료 소재를 추출할 수 있다.
본 발명에 따르는 증발, 응축 및 오일 포집을 통한 나노 분말 제조 장치는, Cu 등과 같은 다양한 활성 금속의 나노 분말을 진공 분위기에서 제조하므로 제조 공정 중의 산화 현상을 방지할 수 있고, 종래의 고순도 가스를 사용하는 기체중 증발법에 비해 제조 비용이 절감된다.
본 발명에 따르는 증발, 응축 및 오일 포집을 통한 나노 분말 제조 장치는, 두 개의 원료 소재 가열부에서 용융점 이상으로 가열되어 기체 상태로 증발된 금속을 나노 분말 형태로 포집하므로 구형의 고른 크기의 입자를 제조할 수 있다.
본 발명에 따르는 증발, 응축 및 오일 포집을 통한 나노 분말 제조 장치는, 두 개의 원료 소재 가열부에 서로 다른 원료 소재를 공급, 가열하여 각각 다른 나노 분말을 제조함으로써 두 가지 조성의 나노분말이 혼합된 복합 나노분말을 제조할 수 있으며, 포화 증기압이 서로 다른 금속의 합금 나노분말도 제조할 수 있다.
본 발명에 따르는 증발, 응축 및 오일 포집을 통한 나노 분말 제조 장치는, 나노 분말 포집 오일에 계면 활성제 또는 산화 방지제를 첨가함으로써 나노 분말이 후 공정에서 산화되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명에 따르는 증발, 응축 및 오일 포집을 통한 나노 분말 제조 장치는, 나노 분말 포집용 오일을 잉크 용매로 치환 가능하므로 후공정에서의 분말 특성의 열화를 방지할 수 있다.
본 발명에 따르는 증발, 응축 및 오일 포집을 통한 나노 분말 제조 장치는, 오일 중에 포집된 나노 분말을 액중에서 원심 분리하고 치환하여 생성된 나노 분말에 가해지는 응력을 최소화하여 나노 분말의 변형을 최소화할 수 있다.
도1은 본 발명에 따르는 나노 분말 제조 장치의 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도2는 은 나노 분말을 포집한 진공 펌프 오일의 예로서 나타내는 도면이다.
도3은 본 발명에 따르는 나노 분말 제조장치에 이용되는 오일에서 분리한 은 나노 분말을 나타내는 도면이다.
도4는 본 발명에 따르는 나노 분말 제조 방법으로 제조된 은 나노 분말을 투과 전자현미경으로 관찰한 예를 나타낸다.
이하 본 발명에 대하여 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도1은 본 발명에 따르는 금속 나노 분말 제조 장치의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
본 발명에 따르는 금속 나노 분말 제조 장치는 분말 포집 유닛(100), 원료소재 공급 유닛(200) 및 제어부(300)를 포함한다. 분말 포집 유닛(100)은 공급된 원료 소재로부터 나노 분말을 생성, 포집 후 배출하는 역할을 수행하고, 원료소재 공급 유닛(200)은 나노 분말의 연속 제조를 위해 분말 포집 유닛(100)과 동일한 진공도가 유지된 상태에서 원료 소재를 연속해서 분말 포집 유닛(100)에 공급하는 역할을 수행한다. 제어부(300)는 상기 분말 포집 유닛(100) 및 원료 소재 공급 유닛(200)에 전원을 공급하고, 진공 상태를 제어하는 역할을 수행한다.
본 발명에 따르는 금속 나노 분말 제조 장치는 상기 원료 소재 공급 유닛(200)과 분말 포집 유닛(100)에 연결되어 진공 상태를 만들기 위한 진공 펌프를 추가로 포함한다.
본 발명에 따르는 금속 나노 분말 제조 장치는 상기 원료 소재 공급 유닛(200)과 상기 분말 포집 유닛(100)에 전원을 공급하기 위한 전원 공급장치를 추가로 포함한다. 바람직하게는 상기 원료 소재 공급 유닛(200)과 상기 분말 포집 유닛(100)에 공급되는 전원은 DC 전원이다.
분말 포집 유닛(100)은 분말 포집관(110), 두 개의 원료 소재 가열부(120), 원료 소재 연속 공급관 또는 와이어 공급관(130), 오일 주입/배출관(140), 오일 주입/배출 제어 밸브(150)를 포함한다.
분말 포집 유닛(100)의 외관을 결정하는 분말 포집관(110)은 내부에 오일이 채워져서 원료 소재의 융점 이상으로 가열해도 무리가 가지 않아야 하고, 공정이 진행되는 과정을 외부에서 관찰할 수 있도록 투명한 소재를 사용하여야 하므로, 쿼츠 또는 쿼츠의 투명도 및 용융점에 준하는 소재로 제작한다.
원료 소재 가열부(120)는 상기 분말 포집관(110) 내부에 두 개가 구성되고, 상기 전원 공급장치로부터 공급된 전원에 의해 원료 소재를 용융점 이상으로 가열하기 위해 전기 유도 가열 또는 그에 준하는 열량을 확보 가능한 모듈로 제작된다.
두 개로 구성되는 원료 소재 가열부(120)는, 나노분말 생산량을 증대시킬 뿐만 아니라, 각각의 원료 소재 가열부(120)에 상이한 종류의 원료 소재를 공급하여 가열함으로써 두 가지 조성의 나노분말을 생성할 수 있고, 따라서 혼합된 복합 나노분말을 제조할 수 있다. 또한, 포화 증기압이 서로 다른 금속을 두 개의 원료 소재 가열부(120)에 각각 공급함으로써 합금 나노분말도 제조할 수 있다.
원료 소재 연속 공급관 또는 와이어 공급관(130)은 용융시킬 원료 소재를 지속적으로 정량 공급하기 위해 일정한 속도로 동작한다.
또한, 원료 소재 나노 분말을 포집하기 위한 오일을 주입하거나 원료 소재 나노 분말 포집된 오일을 배출하기 위해 오일 주입/배출관(140)이 분말 포집관(110) 하부에 구성되고, 오일 주입/배출 제어 밸브(150)가 분말 포집관(110) 하부에 부착된다.
원료 소재 공급 유닛(200)은 원료 소재 연속 공급 장치(210) 및 원료 소재 분급관(220)을 포함한다.
원료 소재 연속 공급 장치(210)는 원료소재를 지속적으로 공급하는 역할을 하는데, 공급되는 원료소재의 초기 형태에 따라 형상 및 기능을 달리하여 개별적으로 제작되어야 한다. 예를 들어, 원료소재가 와이어의 형태일 경우 원료 소재 연속 공급 장치(210)는 릴 타입으로 제작되어 릴의 회전 속도를 제어할 수 있도록 설계되어 자동 공급장치로서 활용 가능하도록 한다. 원료소재 분급관(220)은 원료소재를 단위 시간 동안 균일한 양만큼 분말 포집 유닛(100)으로 공급한다.
제어부(300)는 전원 공급장치와 진공펌프를 각각 제어하여 분말 포집관(110) 내부의 두 개의 원료 소재 가열부(120)의 온도를 제어하고, 분말 포집 유닛(100) 및 원료 소재 공급 유닛(200) 내부의 진공도를 제어할 수 있다. 또한 분말 포집을 위한 오일의 회전속도, 원료소재의 공급속도 및 냉각수 유입 여부도 제어한다.
바람직하게는 상기 분말 포집 유닛(100) 및 원료 소재 공급 유닛(200) 내부의 진공도는 10-5torr를 유지하도록 제어한다.
본 발명에 따르는 나노 분말 제조 장치에 사용되는 원료 소재는 100nm 내지 1mm의 직경을 가지며, 분말, 볼, 와이어 형태일 수 있다.
이하, 본 발명에 따르는 나노 분말 제조 장치에 의해 금속 나노 분말이 형성되는 방법을 설명한다.
먼저, 나노 분말로 제조하고자 하는 원료 소재를 원료소재 공급유닛(200)에 채워 넣고, 분말 포집 유닛(100)에는 10-5 torr 이상의 진공 상태에서 유지 가능한 오일을 채워 넣는다. 이때 사용하는 오일은 10-5 torr 이상의 진공도에서 문제 발생 소지가 적은 오일 확산 펌프용 오일을 사용하는 것이 바람직하며, 이러한 오일 확산 펌프용 오일은 상온에서 낮은 증기압을 유지하고, 열에 대해 안정적이고, 화학적으로 불활성이며, 독성이 없고 발화온도가 높으며, 표면장력이 크고, 상온에서 적당한 점도를 가지며, 기화열이 작으며, 가격이 저렴하다.
오일에 포집되는 나노 분말이 비록 나노미터 크기의 금속 분말일지라도, 본질적으로 금속 분말인 이상, 용액 중에서 응집한 후 밀도 차에 의해 가라앉는 경향이 있다. 따라서, 금속입자가 가라앉지 않고 브라운 운동을 하면서 고르게 분산되도록 하기 위해 계면활성제 또는 분산제 등을 오일에 소량 첨가 후 충분히 기계적으로 교반하여 사용한다. 또한, 오일에 분산된 계면활성제 또는 분산제는 제조된 나노 분말의 표면을 코팅하여 후공정 과정에서 산화되는 것을 방지한다.
이때, 사용되는 계면활성제 또는 분산제 등은 유닛의 진공도에 영향을 끼치지 않는 것으로 선정하도록 하며, 특히 계면활성제로는 유기 아미노산, 폴리에틸렌 글리콜 모노-4-노닐페닐 에테르와 같은 폴리에틸렌 글리콜 에테르, 스테아르산(stearic acid) 중 하나를 사용할 수 있다.
분산제는 금속 나노 분말의 부유성을 증가시키고 침강성을 억제함으로써 분산도를 최대한 높이기 위해 사용되는 것으로, 사용가능한 분산제의 종류에는 특별한 제한이 없지만, 특히 올레산(oleic acid), 리놀레산(linoleic acid) 등을 사용하는 것이 바람직하다. 이때 계면활성제는 0.1 내지 0.5wt%의 양만큼 첨가하는 것이 바람직하다.
다음으로, 진공 펌프를 가동시켜 분말 포집 유닛(100)과 원료소재 공급 유닛(200)의 내부를 진공 상태로 만들어 준다. 금속 나노 분말 제조에 필요한 진공은 10-4 torr 내외이고, 제조하고자 하는 원료소재의 활성도에 따라 진공도를 일정 수준 증감할 수 있다.
이때, 오일 내부에 함유된 기체 성분을 외부로 완전히 배출시키기 위해 진공 펌프가 가동되는 중에 분말 포집관(110)을 회전시켜 기포를 외부로 완전히 배출되도록 한다. 분말 포집관(110)의 회전 속도는 생성되는 나노 분말의 크기를 결정하는데 중요한 역할을 하므로 적정 회전 속도를 설정하는 것이 중요하지만, 가능한 범위 내에서 원료 소재 가열부(120)에 오일이 떨어지지 않는 속도를 선택하도록 한다.
다음으로, 원료소재 가열부(120)에 전류 공급을 시작하여 원료 소재의 융점 이상으로 가열되도록 한다. 이때 전류 공급량은 최종 열량을 결정하여 증발 속도를 결정하게 되며, 또한 증발 속도는 생성되는 나노 분말의 크기 및 형상에 큰 영향을 미치므로 적정 크기의 전류량이 인가될 수 있도록 설정한다.
원료 소재는 원료 소재 공급 유닛(200)에 연속 공급되어 원료 소재 가열부(120)에 도달하는 즉시 가열되어 증발할 수 있도록 한다.
예를 들어, 생성하고자 하는 금속 나노 분말의 원료소재가 은(Ag)인 경우 은의 용융점이 960.5이므로, 원료 소재 가열부(120)의 온도는 1,000 이상으로 가열되어야 한다.
이때 원료 소재 가열부(120)는 원료소재보다 용융점이 월등히 높은 소재로 제작되며, 바람직하게는 세라믹 또는 텅스텐 등이 사용된다.
보다 많은 양의 나노 분말을 제조하기 위해 원료 소재 가열부(120)는 2개가 구성되는데, 제조하고자 하는 금속 나노분말의 양이 많지 않은 경우 두 개의 원료 소재 가열부(120) 중 하나만 선택적으로 사용할 수 있고, 많은 양의 나노분말을 제조해야 하는 경우에는 두 개의 원료 소재 가열부(120)에 동일한 금속 원료소재를 공급하여 증발량을 늘리도록 한다.
또한 서로 다른 조성의 두 종류의 나노분말이 혼합된 복합 나노분말을 생성하고자 하는 경우에는 두 개의 원료 소재 가열부(120)에 각각 서로 다른 원료 소재를 공급하도록 한다.
용융점 이상의 온도로 가열되어 증발된 원료 소재는 점차 오일에 포집되고, 원료 소재가 미립자 형태로 분산된 오일은 분말 포집관(110)의 내벽을 타고 회전하다가, 오일 주입/배출관(140)을 통해 외부로 배출된다. 도2는 Ag이 미립자 형태로 분산된 오일을 나타내는 사진이다.
다음으로, 실시되는 후공정은 오일로부터 금속 나노 분말을 분리하기 위한 공정으로, 배출된 오일에서 금속 나노 분말을 분리해내기 위하여 원심분리를 통한 세척 공정을 최소 3차례 이상 실시하거나, 적절한 용매 치환기술을 사용하여 잉크 용매로 치환한다. 도3은 수차례의 세척 공정을 거쳐 분리해낸 은(Ag) 나노 분말의 예를 나타내는 사진이다.
도4는 수차례의 세척 공정 후 분리해낸 은(Ag) 나노 분말을 투과전자현미경을 통해 관찰한 예를 나타내는 사진이다. 생성되는 금속 나노 분말의 입자의 크기는 오일의 회전속도, 인가 전류량 및 원료 소재 공급 속도 등의 영향을 받지만, 도면을 통해 알 수 있듯이 직경의 크기가 10 nm 내지 100nm인 나노 분말 제조가 가능하다.
한편, 증발되어 포집된 나노 분말과 함께 배출된 오일을 잉크 용매로 변환하여 나노 분말 함유 잉크 또는 페이스트를 제조할 수도 있다.
전술한 바와 같이, 불활성 가스 분위기에서 원료소재를 증발시켜 냉각봉으로의 응착을 통해 나노 분말을 포집하는 종래의 기체 중 증발법에 비해서, 본 발명에 따르는 증발, 응축 및 오일 포집을 통한 나노 분말 제조 장치는 두 개의 원료 소재 가열부를 통해 가열하고, 증발된 원료소재를 진공 상태에서 회전하는 오일에 포집하므로 1회에 가열 및 포집 가능한 나노분말의 양이 훨씬 많아 대량 생산에 보다 유리하고, 진공 분위기에서 나노 분말을 포집하므로 진공 펌프를 구동하기 위한 전력소모 외에 분위기 제어를 위한 추가비용이 소요되지 않는다는 장점이 있다. 또한, 증발, 응축, 오일 포집, 원심분리 및 치환과정 등을 통해 금속 나노 분말을 취득함으로써 나노 분말에 가해질 수 있는 응력을 최소화할 수 있으며, 나노 분말 포집 오일에 계면활성제 또는 산화방지제 등을 첨가함으로써 이들 성분에 의해 코팅된 나노 분말이 후공정 과정에서 표면 산화되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 하나의 원료 소재 가열부가 장착된 종래의 오일을 통한 금속 나노분말 포집 장치에 비해서, 본 발명에 따르는 증발, 응축 및 오일 포집을 통한 나노 분말 제조 장치는 두 개의 원료 소재 가열부가 구성되어 두 가지 이상의 나노분말이 혼합된 복합 나노분말 및 합금 나노분말을 형성할 수 있다.
또한, 대체로 대기상태 또는 액상에서 나노 분말을 제조하는 종래의 건식 플라즈마 합성법 또는 전기 폭발법에 비해서, 본 발명에 따르는 증발, 응축 및 오일 포집을 통한 나노 분말 제조 장치는 진공 상태에서 모든 제조공정이 진행되고, 후공정도 오일의 잉크 용매로의 치환 또는 간단한 분리과정 등을 통해 획득 가능하므로 금속의 산화를 원천적으로 막을 수 있는 장점이 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사항을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이런 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (8)

  1. 분말 포집 유닛에 원료 소재를 연속으로 공급하는 원료 소재 공급 유닛;
    공급된 원료 소재로부터 분말을 생성, 포집 및 배출하는 분말 포집 유닛:
    상기 원료 소재 공급 유닛과 상기 분말 포집 유닛에 연결되어 진공상태로 만드는 진공 펌프;
    상기 원료 소재 공급 유닛과 상기 분말 포집 유닛에 전원을 공급하는 전원 공급장치; 및
    상기 진공 펌프 및 상기 전원 공급장치에 연결되어, 상기 원료 소재 공급 유닛과 상기 분말 포집 유닛의 진공도 및 전원을 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 원료 소재 공급 유닛은,
    원료 소재를 연속적으로 제공하는 원료 소재 연속 공급 장치; 및
    상기 원료 소재 연속 공급 장치로부터 제공된 원료 소재를 단위 시간에 대해 일정한 양만큼 상기 분말 포집 유닛에 제공하는 원료 소재 분급관을 포함하며,
    상기 분말 포집 유닛은,
    상기 원료 소재 연속 공급 장치로부터 원료 소재를 지속적으로 공급하도록 구성된 원료 소재 연속 공급관;
    상기 전원 공급 장치로부터 공급된 전원에 의해, 공급되는 상기 원료 소재를 용융점 이상으로 가열하는 두 개의 원료 소재 가열부;
    상기 원료 소재 가열부가 중심부에 위치하고, 내부에 오일이 채워져, 상기 원료 소재 가열부에서 원료 소재가 증발하여 응축되는 순간 상기 오일에 포집되어 분산되도록 회전하는 분말 포집관,
    상기 분말 포집관에 오일을 공급하거나, 상기 분말 포집관에 포집된 원료 소재 나노 분말을 배출하기 위한 오일 주입/배출관;
    상기 오일 주입/배출관에 구성되는 오일/주입 배출 밸브를 포함하는
    증발, 응축 및 오일 포집을 통한 나노 분말 제조 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 원료 소재 가열부의 온도 및 상기 분말 포집관 내부에 채워진 오일의 회전 속도, 상기 분말 포집 유닛 및 상기 원료 소재 공급 유닛 내부의 진공도, 상기 원료 소재의 공급 속도, 상기 오일 주입/배출 밸브의 동작을 제어하는
    증발, 응축 및 오일 포집을 통한 나노 분말 제조 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 원료 소재의 직경은 100nm 내지 1mm인 것을 특징으로 하는
    증발, 응축 및 오일 포집을 통한 나노 분말 제조 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 원료 소재는 분말, 볼, 와이어 형태 중 하나의 형태를 갖는 것을 특징으로 하는
    증발, 응축 및 오일 포집을 통한 나노 분말 제조 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 포집된 원료 소재 나노 분말의 직경은 10㎚ 내지 100㎚인 것을 특징으로 하는
    증발, 응축 및 오일 포집을 통한 나노 분말 제조 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 분말 포집관 내부의 오일에는 계면활성제 또는 분산제가 첨가되는 것을 특징으로 하는
    증발, 응축 및 오일 포집을 통한 나노 분말 제조 장치.
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