KR101606370B1 - 나노 분말 제조방법 및 장치 - Google Patents

나노 분말 제조방법 및 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101606370B1
KR101606370B1 KR1020140092272A KR20140092272A KR101606370B1 KR 101606370 B1 KR101606370 B1 KR 101606370B1 KR 1020140092272 A KR1020140092272 A KR 1020140092272A KR 20140092272 A KR20140092272 A KR 20140092272A KR 101606370 B1 KR101606370 B1 KR 101606370B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
voltage capacitor
explosion chamber
capacity low
explosion
relay switch
Prior art date
Application number
KR1020140092272A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20160011340A (ko
Inventor
김창하
안기철
Original Assignee
(주)에이티엔에스
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)에이티엔에스 filed Critical (주)에이티엔에스
Priority to KR1020140092272A priority Critical patent/KR101606370B1/ko
Publication of KR20160011340A publication Critical patent/KR20160011340A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101606370B1 publication Critical patent/KR101606370B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82B—NANOSTRUCTURES FORMED BY MANIPULATION OF INDIVIDUAL ATOMS, MOLECULES, OR LIMITED COLLECTIONS OF ATOMS OR MOLECULES AS DISCRETE UNITS; MANUFACTURE OR TREATMENT THEREOF
    • B82B3/00—Manufacture or treatment of nanostructures by manipulation of individual atoms or molecules, or limited collections of atoms or molecules as discrete units
    • B82B3/0095—Manufacture or treatments or nanostructures not provided for in groups B82B3/0009 - B82B3/009
    • 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
    • B01J31/00—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)

Abstract

본 발명은 나노 분말을 저렴한 가격으로 제조할 수 있는 기술로서, 충전이 완료된 대용량 저전압 커패시터로부터 폭발챔버에 전원을 인가하기 위해 폭발챔버가 접지되지 않은 상태에서 미리 대용량 저전압 커패시터와 폭발챔버를 잇는 제 1 릴레이스위치를 스위칭 온 하여 폭발챔버를 대전시킨 후, 폭발챔버 내로 접지된 프로브 와이어를 인입시켜 폭발부재를 폭발시키는 방식을 채택함으로서 산업계의 일반적인 부품을 채택할 수 있게 되어 나노 분말을 저렴하게 제조하는 기술에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 저가의 산업용으로 사용되는 저전압(대략 DC 400V~500V의 내압을 가짐) 대용량 저전압 커패시터를 채택함으로써 기존과 같이 고가의 고전압(수십 kV) 커패시터를 배제할 수 있으므로 경제적으로 매우 유리한 효과가 있다.

Description

나노 분말 제조방법 및 장치 {manufacturing method of nano-powder, and apparatus for the same}
본 발명은 나노 분말을 저렴한 가격으로 제조할 수 있는 기술에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 충전이 완료된 대용량 저전압 커패시터로부터 폭발챔버에 전원을 인가하기 위해 폭발챔버가 접지되지 않은 상태에서 미리 대용량 저전압 커패시터와 폭발챔버를 잇는 제 1 릴레이스위치를 스위칭 온 하여 폭발챔버를 대전시킨 후, 폭발챔버 내로 접지된 프로브 와이어를 인입시켜 폭발부재를 폭발시키는 방식을 채택함으로서 산업계의 일반적인 부품을 채택할 수 있게 되어 나노 분말을 저렴하게 제조하는 기술에 관한 것이다.
최근 극미세 분말 재료(nanostructured power materials)를 제조하는 기술이 매우 중요하게 인식되고 있다.
분말 재료가 극미세 단위로 증가할수록 비표면적이 증가하게 되므로 비표면적이 상대적으로 큰 재료에서는 얻을 수 없는 특이한 전자기적, 기계적, 촉매 특성을 나타내므로 차세대 기능성 첨단소재로서 산업 전반에 새로운 수요를 창출할 것으로 기대하고 있다.
기존에는 이러한 극미세 분말을 획득하기 위한 하나의 방법으로서 기구적 분쇄에 의한 나노 실리콘 분말을 활성 또는 비활성 매트릭스에 재분산하거나 화학적 합성 공정이 있었다. 이러한 기존 공정을 거쳐 수득한 나노 실리콘 분말은 순도가 낮고 입자의 균일성도 떨어지는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 극복하기 위해 부재를 기체 중 전기폭발로 분말 화하는 기술이 알려져 있으나 기체 중 전기폭발 방법은 표면 플라즈마에 의한 에너지 전달의 손실과 이에 따른 분말의 품질이 떨어지는 문제점이 있었다.
이어서, 기체 중 전기폭발의 문제점을 극복하는 가장 최근 기술로는 부재를 액 중에서 전기폭발로 분말 화하는 방법이 알려져 있다.
그리고, 액 중에서 부재를 전기폭발하여 나노 단위로 분말 화하는 기술은 현재로선 가장 진보한 기술이라 할 수 있다.
그런데, 기존에는 폭발챔버를 대전시키는 커패시터가 고가의 고전압(수십 kV)용으로 설계되었고 폭발챔버와의 연결을 스위칭하는 부분이 수십 kV를 스위칭할 수 있는 고가의 기계식 방전스위치 또는 에어갭 스위치를 채용하였기 때문에 일반적인 산업용으로 사용되는 저가의 대용량 저전압(예: 400V~500V) 커패시터에는 적합하지 않은 문제점이 있었다.
즉, 나노 분말을 낮은 비용으로 경제적으로 제조하기 위해 저가의 일반적인 산업용 커패시터를 채택할 필요가 있는데, 저가의 대용량 저전압 커패시터에 기계식 방전스위치 또는 에어갭 스위치를 채용하는 경우에는 스위칭시 순간적으로 많은 전류가 흐르기 때문에 스파크나 방전이 발생하여 에너지 소모가 크고 스위치 자체의 내구성도 급격히 떨어지는 단점이 있었다.
또한, 기존과 같이 고가의 고전압 커패시터를 채용하는 경우에는 이를 충전하기 위한 DC 충전장치도 고전압의 DC전원을 충전해야 하는 고가의 것을 채용해야만 하는 단점이 있다.
[선행기술문헌]
1. 액중 전기폭발에 의한 반도체 나노 분말 제조 방법 및 장치(특허출원 10-2008-0126028호)
2. 전기선폭발법을 이용한 (Ti, Cr) N 나노 분말의 제조방법(특허출원 10-2010-0114658호)
삭제
본 발명은 상기한 점을 감안하여 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 나노 분말을 저렴한 가격으로 제조할 수 있는 나노 분말 제조방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 폭발부재가 폭발챔버의 액중에서 폭발하는 경우 프로브 와이어는 깨지지 않고 내구성을 유지할 수 있는 나노 분말 제조방법 및 장치를 제공함에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 나노 분말 제조방법은, (a) 내측에 소정 높이 액체를 담은 폭발챔버 내에 폭발부재를 제공하는 단계; (b) 일단부가 접지된 프로브 와이어의 타단부가 폭발챔버 내의 액체에 잠긴 폭발부재와 통전되지 않도록 프로브 와이어를 폭발챔버 내측의 액체로부터 분리 배치하는 단계; (c) 폭발챔버를 대전시키기 위해 폭발챔버와 오픈된 상태의 대용량 저전압 커패시터를 충전하는 단계; (d) 대용량 저전압 커패시터와 폭발챔버를 연결하는 제 1 릴레이스위치를 스위칭 온 하여 폭발챔버를 대전시키는 단계; (e) 폭발챔버의 액중에서 폭발부재가 폭발하도록 프로브 와이어를 폭발챔버의 내측으로 공급하여 폭발챔버 내측의 폭발부재에 통전시키는 단계;를 포함하여 구성된다.
그리고, 단계 (c)와 단계 (d) 사이에 대용량 저전압 커패시터의 충전 상태를 모니터링하는 단계; 모니터링에 의한 대용량 저전압 커패시터의 충전 상태가 미리 설정된 임계치 이상이 됨을 감지함에 따라 제 1 릴레이스위치의 스위칭 온을 판단하는 단계;를 더 포함하여 구성됨이 바람직하다.
본 발명에 따른 나노 분말 제조장치는, 내측에 소정 높이 액체를 담은 내외부 폐쇄형으로 이루어지고 내측으로 폭발부재를 투입할 수 있도록 형성된 개폐형의 투입구와, 폭발된 분말 액을 드레인하는 적출구를 구비한 폭발챔버; 폭발챔버와 통전 가능하게 연결되며 충전된 상태에서 폭발챔버를 대전시키는 대용량 저전압 커패시터; 대용량 저전압 커패시터와 폭발챔버 사이에 연결되며 폭발챔버에서 폭발이 발생하기 전에 스위칭 온 하여 폭발챔버가 대전되도록 하는 제 1 릴레이스위치; 폭발챔버의 내측으로 출몰 가능하도록 동작하며 일단부가 접지된 상태로 타단부가 폭발챔버의 내측으로 인입하면서 대전된 상태의 폭발부재에 통전되어 폭발부재를 폭발시키는 프로브 와이어;를 포함하여 구성된다.
그리고, 본 발명의 나노 분말 제조장치는, 프로브 와이어가 폭발챔버의 내측으로 출몰하는 동작을 제어하고, 프로브 와이어를 폭발챔버의 내측으로 공급하여 폭발챔버 내측의 폭발부재에 통전시키기 전에 미리 제 1 릴레이스위치를 스위칭 온으로 전환하여 대용량 저전압 커패시터에 의해 폭발챔버가 대전되도록 하는 제어부;를 더 포함하여 구성됨이 바람직하다.
여기서, 프로브 와이어의 직경은 폭발부재의 직경보다 더 크게 형성됨이 바람직하다.
그리고, 본 발명의 나노 분말 제조장치는, 대용량 저전압 커패시터와 제 1 릴레이스위치 사이에 연결되어 대용량 저전압 커패시터의 충전 상태를 모니터링하는 충전 모니터부; 대용량 저전압 커패시터에 전원을 공급하여 충전을 수행하는 DC전원 공급부; 대용량 저전압 커패시터, DC전원 공급부, 충전 모니터부를 잇는 노드에 연결되며 제어부의 제어에 의해 DC 전원 공급부를 통한 대용량 저전압 커패시터의 충전시 DC 전원 공급부와 대용량 저전압 커패시터를 스위칭 온으로 연결하고 충전 모니터부가 대용량 저전압 커패시터의 충전 상태 모니터링시 대용량 저전압 커패시터와 충전 모니터부를 스위칭 온으로 연결하는 제 2 릴레이스위치;를 더 포함하여 구성됨이 바람직하다.
한편, 대용량 저전압 커패시터는 DC 400V 내지 500V의 최대 내압을 갖도록 구성됨이 바람직하다.
본 발명에 따른 나노 분말 제조방법 및 장치에 의하면 다음과 같은 장점을 얻을 수 있다.
(1) 저가의 산업용으로 사용되는 저전압(대략 DC 400V~500V의 내압을 가짐) 대용량 저전압 커패시터를 채택함으로써 기존과 같이 고가의 고전압(수십 kV) 커패시터를 배제할 수 있으므로 경제적으로 매우 유리한 효과가 있다.
(2) 프로브 와이어의 직경을 폭발부재의 직경보다 더 크게 함에 따라 저항값의 차이로 인해 폭발부재가 폭발챔버의 액중에서 폭발하는 경우 프로브 와이어는 깨지지 않고 내구성을 유지할 수 있다.
(3) 프로브 와이어의 직경을 폭발부재의 직경보다 더 크게 함에 따라 저항값의 차이로 인해 폭발부재가 폭발챔버의 액중에서 폭발하는 경우 프로브 와이어가 깨지지 않기 때문에 분말 액중에 프로브 와이어로부터 큰 입자의 이물질이 섞이는 것을 방지할 수 있다.
[도 1]은 본 발명에 따른 나노 분말 제조장치로서, 제 1 릴레이스위치가 오픈된 상태에서 DC전원 공급부로부터 대용량 저전압 커패시터에 충전이 이루어지는 상태의 예시도.
[도 2]는 본 발명에 따른 나노 분말 제조장치로서, 제 1 릴레이스위치가 오픈된 상태에서 충전 모니터부가 대용량 저전압 커패시터의 충전 상태를 모니터링하는 상태의 예시도.
[도 3]은 본 발명에 따른 나노 분말 제조장치로서, 폭발챔버 내의 폭발부재로부터 프로브 와이어를 분리한 상태에서 대용량 저전압 커패시터의 모니터링 결과 충전이 완료되어 제 1 릴레이스위치를 단락하여 대용량 저전압 커패시터로부터 폭발챔버를 대전시키는 상태의 예시도.
[도 4]는 본 발명에 따른 나노 분말 제조장치로서, 대용량 저전압 커패시터와 대전된 폭발챔버 내의 폭발부재에 대해 접지된 프로브 와이가 연결된 상태의 예시도.
[도 5]는 [도 4]의 상태에서 폭발챔버 내의 폭발부재가 폭발한 상태의 예시도.
[도 6]은 본 발명에 따른 나노 분말 제조 과정을 나타낸 순서도.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
[도 1]은 본 발명에 따른 나노 분말 제조장치로서, 제 1 릴레이스위치가 오픈된 상태에서 DC전원 공급부로부터 대용량 저전압 커패시터에 충전이 이루어지는 상태의 예시도이고, [도 2]는 본 발명에 따른 나노 분말 제조장치로서, 제 1 릴레이스위치가 오픈된 상태에서 충전 모니터부가 대용량 저전압 커패시터의 충전 상태를 모니터링하는 상태의 예시도이다.
[도 1] 내지 [도 2]를 참조하면, 본 발명에 따른 나노 분말 제조장치는 나노 분말을 종래기술에 비해 저렴한 가격으로 제조할 수 있는 것으로서, 폭발챔버(10), 대용량 저전압 커패시터(20), 제 1 릴레이스위치(30), 프로브 와이어(40), 충전 모니터부(50), DC전원 공급부(60), 제 2 릴레이스위치(70), 피딩부(80), 제어부(미도시)를 포함하여 구성된다.
폭발챔버(10)는 내측에 소정 높이 액체(S)가 채워지고 바람직하게는 내외부 폐쇄형으로 이루어진다. 그리고, 폭발챔버(10)는 투입구(11), 적출구(12), 와이어 가이드부(13)를 구비할 수 있다.
투입구(11)는 폭발챔버(10)의 상부에 통공을 개구하여 형성될 수 있으며 이 투입구(11)를 통해 폭발챔버(10) 내의 액체(S)에 폭발부재(M)를 투입할 수 있으며, 이때 폭발부재(M)는 가늘고 짧은 와이어 형태의 것을 투입하는 것이 바람직하다. 상세하게, 폭발부재(M)는 프로브 와이어(40)로보다 상대적으로 직경이 작게 형성함이 바람직하다.
즉, 접지된 프로브 와이어(40)가 대용량 저전압 커패시터(20)와 대전된 상태의 폭발챔버(10) 내의 폭발부재(M)에 연결되면서 폭발하는 경우 프로브 와이어(20)는 외표면에서만 작은 폭발이 일어나기 때문에 폭발된 분말 액에 프로브 와이어(20)로부터의 불균일한 입자 발생을 억제할 수 있기 때문이다.
적출구(12)는 폭발챔버(10) 내에서 폭발이 발생한 후 폭발챔버(10) 내의 액체(S)에 폭발한 분말이 섞인 분말 액(T)을 외부로 드레인하는 통로로 이용되는 구성이다. 바람직하게는 폭발챔버(10)의 측벽에 통공을 개구하여 적출구(12)를 형성함이 바람직하다.
와이어 가이드부(13)는 폭발챔버(10)의 내외부를 관통하도록 폭발챔버(10)의 상부에 배치되며, 프로브 와이어(40)가 폭발챔버(10)에 출몰하는 과정에서 프로브 와이어(10)를 그립한 상태로 가이드하도록 구성된다.
대용량 저전압 커패시터(20)는 폭발챔버(10)와 통전 가능하게 연결되며 충전된 상태에서 폭발챔버(10)를 대전시킨다. 대용량 저전압 커패시터(20)는 최대 내압이 DC 400V 내지 500V 정도를 갖도록 구성됨이 바람직하다.
여기서, 대용량 저전압 커패시터(20)는 저가의 일반적인 산업용으로 채용되는 저전압(대략 DC 400V~500V의 내압을 가짐)용으로 채택함으로써 기존과 같이 고가의 고전압(수십 kV)용 커패시터를 배제할 수 있으므로 낮은 비용으로 나노 분말을 제조할 수 있기 때문에 경제적으로 매우 유리한 효과가 있다.
기존에는 커패시터와 폭발챔버를 잇는 기계식 방전스위치부의 스위칭시 스파크를 방지하기 위해 커패시터가 고전압(수십 kV)의 내압을 갖도록 설계(예: 10kV-1uF)하기 때문에 에너지(예: Q = CV = 1u×10k = 0.01) 효율도 떨어지고 고전압용 커패시터의 단가가 매우 높아 경제적으로도 매우 불리한 단점이 있었다.
그러나, 본 발명의 대용량 저전압 커패시터(20)는 저가의 일반적인 산업용인 저전압용(예: 400V~500V) 커패시터를 채택(예: 400V-1mF)하는 경우에도 제 1 릴레이스위치(20)를 미리 기구적으로 연결하고 전기적으로 온오프만 수행하므로 스위칭으로 인한 에너지(예: Q = CV = 1m×400V = 0.4) 효율이 양호한 장점이 있다.
또한, 제 1 릴레이스위치(30)를 먼저 스위칭 온으로 전환한 상태에서 접지된 프로브 와이어(40)를 폭발챔버(10) 내의 폭발부재(M)에 연결하여 폭발을 수행하기 때문에 기존과 같이 공압을 이용한 고가의 방전스위치나 에어갭 스위치를 배제하고 저가의 제 1 릴레이스위치(30)를 채택할 수 있으므로 이 또한 경제적으로 유리한 효과가 있다.
제 1 릴레이스위치(30)는 대용량 저전압 커패시터(20)와 폭발챔버(10) 사이에 연결되며 폭발챔버(10)에서 폭발이 발생하기 전에 스위칭 온 하여 폭발챔버(10)가 대전되도록 한다.
여기서, 제 1 릴레이스위치(30)는 전자식 스위치로서 대용량 저전압 커패시터(20)와 폭발챔버(10)가 기구적으로 연결된 상태에서 전기 신호에 의해 스위칭 온오프하는 패턴으로 구성된다.
프로브 와이어(40)는 폭발챔버(10)의 내측으로 출몰 가능하도록 동작하며 일단부가 접지된 상태로 타단부가 폭발챔버(10)의 내측으로 인입하면서 대전된 상태의 폭발부재(M)에 통전되어 폭발부재(M)를 폭발시키도록 구성된다.
이때, 프로브 와이어(40)는 폭발부재(M)보다 굵은 와이어 형태로 구성하는 것이 바람직하다. 즉, 접지된 프로브 와이어(40)가 대용량 저전압 커패시터(20)와 대전된 상태의 폭발챔버(10) 내 폭발부재(M)에 연결되면서 폭발하는 경우 프로브 와이어(20)는 외표면에서만 부식되는 정도의 작은 폭발이 일어나기 때문에 폭발된 분말 액에 프로브 와이어(20)로부터의 불균일한 굵은 입자 발생을 억제할 수 있기 때문이다.
상세하게, 프로브 와이어(40)의 직경은 폭발부재(M)의 직경보다 더 크게 구성하는 경우 폭발시 폭발부재(M)에 걸리는 저항값이 프로브 와이어(40)에 걸리는 저항값보다 상대적으로 더 크기 때문에 폭발부재(M)만 분말 형태로 폭발이 이루어진다.
충전 모니터부(50)는 대용량 저전압 커패시터(20)와 제 1 릴레이스위치(30) 사이에 연결되어 대용량 저전압 커패시터(20)의 충전 상태를 모니터링한다. 이때, 제 2 릴레이스위치(70)는 대용량 저전압 커패시터(20)와 충전 모니터부(50)를 스위칭 온으로 연결한다.
DC전원 공급부(60)는 대용량 저전압 커패시터(20)에 DC 전원을 공급하여 충전을 수행한다. 본 발명에서는 대용량 저전압 커패시터(20)가 400V~500V 정도의 저전압 용으로 채택되기 때문에 그에 대응하여 DC전원 공급부(60)는 저전압의 DC전원을 만들어 내는 저가 제품으로 채택할 수 있으므로 경제적으로 매우 유리한 효과가 있다.
반면, 기존에는 커패시터를 수십 kV의 고전압 용으로 채용하였기 때문에 그에 따라 전원 공급부도 수십 kV의 DC전원을 만들어 내는 고가 제품으로 채용해야 하는 단점이 있었다.
제 2 릴레이스위치(70)는 대용량 저전압 커패시터(20), DC전원 공급부(60), 충전 모니터부(50)를 잇는 노드에 연결되며 DC전원 공급부(60)를 통한 대용량 저전압 커패시터(20)의 충전시 DC전원 공급부(60)와 대용량 저전압 커패시터(20)를 스위칭 온으로 연결하고 충전 모니터부(50)가 대용량 저전압 커패시터(20)의 충전 상태 모니터링시 대용량 저전압 커패시터(20)와 충전 모니터부(50)를 스위칭 온으로 연결한다.
피딩부(80)는 폭발챔버(10)의 외부에 배치되며 바람직하게는 폭발챔버(10)의 연직 상부에 배치되어 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전하면서 프로브 와이어(40)를 폭발챔버(10)의 내외부로 출몰시킨다.
제어부(미도시)는 프로브 와이어(40)가 폭발챔버(10)의 내측으로 출몰하는 동작을 제어하고, 프로브 와이어(40)를 폭발챔버(10)의 내측으로 공급하여 폭발챔버(10) 내측의 폭발부재(M)에 통전시키기 전에 미리 제 1 릴레이스위치(30)를 스위칭 온으로 전환하여 대용량 저전압 커패시터(10)에 의해 폭발챔버(10)가 대전되도록 한다.
[도 3]은 본 발명에 따른 나노 분말 제조장치로서, 폭발챔버 내의 폭발부재로부터 프로브 와이어를 분리한 상태에서 대용량 저전압 커패시터의 모니터링 결과 충전이 완료되어 제 1 릴레이스위치를 단락하여 대용량 저전압 커패시터로부터 폭발챔버를 대전시키는 상태의 예시도이고, [도 4]는 본 발명에 따른 나노 분말 제조장치로서, 대용량 저전압 커패시터와 대전된 폭발챔버 내의 폭발부재에 대해 접지된 프로브 와이가 연결된 상태의 예시도이고, [도 5]는 [도 4]의 상태에서 폭발챔버 내의 폭발부재가 폭발한 상태의 예시도이다.
[도 3]과 같이, 충전 모니터부(50)의 모니터링 결과 대용량 저전압 커패시터(20)의 충전이 완료된 경우 제 1 릴레이스위치(30)를 스위칭 온하여 대용량 저전압 커패시터(20)와 폭발챔버(M)를 대전시킨다.
이어서, [도 4]와 같이 접지된 프로브 와이어(40)를 폭발챔버(10) 내의 폭발부재(M)에 연결하여 폭발부재(M)를 폭발시켜 [도 5]와 같이 폭발챔버(10) 내에 분말 액(T)이 생성된다. 이렇게 생성된 분말 액(T)은 폭발챔버(10)의 측벽에 형성된 적출구(13)를 통해 외부로 드레인된다.
[도 6]은 본 발명에 따른 나노 분말 제조 과정을 나타낸 순서도이다. [도 6]을 참조하여 본 발명에 따른 나노 분말 제조 과정을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
S110 : 먼저, [도 1]과 같이 폭발챔버(10)에 형성된 투입구(11)를 통해 소정 길이로 절단된 와이어 형태의 폭발부재(M)를 폭발챔버(10)의 내측으로 투입하여 폭발챔버(10)에 소정 높이로 담긴 액체(S)에 잠기도록 한다.
S120 : 그리고, 일단부가 접지된 프로브 와이어(40)를 폭발챔버(10) 내의 액체(S)에 잠긴 폭발부재(M)와 통전되지 않도록 프로브 와이어(40)를 폭발챔버(10) 내의 액체(S)로부터 분리한다.
S130 : 이어서, 폭발챔버(10)에 전원을 공급하여 폭발챔버(10)를 대전시키기 위한 폭발챔버(10)와 오픈된 상태의 대용량 저전압 커패시터(20)를 DC전원 공급부(60)에 연결하여 충전한다.
S140 : 그리고, [도 2]와 같이 제 2 릴레이스위치(70)는 충전 모니터부(50)와 대용량 저전압 커패시터(20)를 스위칭 온 하여 대용량 저전압 커패시터(20)의 충전 상태를 모니터링한다.
S150, S160 : 대용량 저전압 커패시터(20)의 충전이 완료되면 [도 3]과 같이 제 1 릴레이스위치(30)를 미리 스위칭 온하여 대용량 저전압 커패시터(20)를 통해 폭발챔버(10)를 대전시킨다. 여기서, 접지된 프로브 와이어(40)는 폭발챔버(10)와 통전되지 않도록 오픈된 상태를 계속 유지하고 있다.
S170 : 이어서, 프로브 와이어(40)가 폭발챔버(10) 내측의 폭발부재(M)에 통전되도록 폭발챔버(10)의 내부로 인입되어 폭발부재(M)에 접촉하면서 폭발챔버(10)의 액중에서 폭발부재(M)를 폭발시킨다.
10 : 폭발챔버
11 : 투입구
12 : 적출구
13 : 와이어 가이드부
20 : 대용량 저전압 커패시터
30 : 제 1 릴레이스위치
40 : 프로브 와이어
50 : 충전 모니터부
60 : DC전원 공급부
70 : 제 2 릴레이스위치
80 : 피딩부
L : 도체 라인
M : 폭발부재
S : 액체
T : 분말 액

Claims (7)

  1. 폭발챔버(10), 대용량 저전압 커패시터(20), DC전원 공급부(60), 제 1 릴레이스위치(30), 프로브 와이어(40), 충전 모니터부(50), 제 2 릴레이스위치(70)를 제어하여 나노분말을 제조하는 방법으로서,
    (a) 내측에 소정 높이 액체를 담은 상기 폭발챔버 내에 폭발부재를 제공하는 단계;
    (b) 일단부가 접지된 상기 프로브 와이어의 타단부를 상기 폭발챔버 내측의 액체로부터 분리 배치하여 상기 폭발챔버 내의 액체에 잠긴 폭발부재로의 통전을 차단하는 단계;
    (c) 상기 대용량 저전압 커패시터와 상기 폭발챔버 사이에 기구적인 연결 상태를 유지하고 상기 대용량 저전압 커패시터와 상기 폭발챔버의 전기적인 스위칭 온오프 동작을 수행하는 상기 제 1 릴레이스위치를 스위칭 오프 상태로 유지하여 상기 폭발챔버와 전기적으로 오픈된 상태의 상기 대용량 저전압 커패시터에 상기 DC전원 공급부로부터 DC 전원을 충전시키는 단계;
    (d) 상기 충전 모니터부가 상기 대용량 저전압 커패시터의 충전 상태를 모니터링하는 단계;
    (e) 상기 모니터링에 의한 상기 대용량 저전압 커패시터의 충전 상태가 미리 설정된 임계치 이상임을 감지함에 따라 상기 제 1 릴레이스위치를 스위칭 온 상태로 전환하여 상기 폭발챔버를 상기 대용량 저전압 커패시터로 미리 대전시키는 단계;
    (f) 상기 폭발챔버의 액중에서 폭발부재가 폭발하도록 상기 프로브 와이어를 상기 폭발챔버의 내측으로 공급하여 상기 프로브 와이어와 상기 폭발챔버 내측의 폭발부재를 통전시키는 단계;
    를 포함하여 구성되는 나노 분말 제조방법.
  2. 삭제
  3. 내측에 소정 높이 액체를 담은 내외부 폐쇄형으로 이루어지고 내측으로 폭발부재를 투입할 수 있도록 형성된 개폐형의 투입구(11)와, 폭발된 분말 액을 드레인하는 적출구(12)를 구비한 폭발챔버(10);
    상기 폭발챔버에 DC 전원을 공급하는 대용량 저전압 커패시터(20);
    상기 대용량 저전압 커패시터에 전원을 공급하여 충전을 수행하는 DC전원 공급부(60);
    상기 대용량 저전압 커패시터와 상기 폭발챔버 사이에 기구적인 연결 상태를 유지하고 상기 대용량 저전압 커패시터와 상기 폭발챔버의 전기적인 스위칭 온오프 동작을 수행하여 상기 대용량 저전압 커패시터와 상기 폭발챔버의 대전상태를 스위칭 온오프하는 제 1 릴레이스위치(30);
    상기 폭발부재가 폭발되도록 일단부가 접지된 상태로 타단부가 상기 폭발챔버의 내측으로 출몰 가능하도록 동작하며 상기 제 1 릴레이스위치의 스위칭 온 동작에 따라 상기 폭발부재가 상기 대용량 저전압 커패시터에 대전된 경우 상기 폭발챔버의 내측으로 인입하면서 상기 폭발부재와 통전되는 프로브 와이어(40);
    상기 대용량 저전압 커패시터와 상기 제 1 릴레이스위치 사이에 연결되어 상기 대용량 저전압 커패시터의 충전 상태를 모니터링하는 충전 모니터부(50);
    상기 프로브 와이어가 상기 폭발챔버의 내측으로 출몰하는 동작을 제어하여 상기 프로브 와이어와 상기 폭발부재의 통전을 차단하고, 상기 프로브 와이어와 상기 폭발부재를 상호 통전시키기 전에 미리 상기 제 1 릴레이스위치를 스위칭 온 상태로 전환하여 상기 대용량 저전압 커패시커에 의해 상기 폭발챔버를 대전시킨 후, 상기 프로브 와이어가 상기 폭발챔버의 내측으로 인입되도록 동작을 제어하여 상기 프로브 와이어와 상기 폭발부재를 통전시키는 제어부;
    상기 DC전원 공급부, 상기 대용량 저전압 커패시터, 상기 충전 모니터부를 잇는 노드에 연결되고, 상기 제어부의 제어에 의해 동작하며, 상기 DC 전원 공급부를 통한 상기 대용량 저전압 커패시터의 충전시에는 상기 DC 전원 공급부와 상기 대용량 저전압 커패시터의 연결을 스위칭 온 상태로 유지하고 상기 대용량 저전압 커패시터와 상기 제 1 릴레이스위치의 연결을 스위칭 오프 상태로 유지하며, 상기 충전 모니터부가 상기 대용량 저전압 커패시터의 충전 상태 모니터링시에는 상기 DC 전원 공급부와 상기 대용량 저전압 커패시터의 연결을 스위칭 오프 상태로 유지하고 상기 대용량 저전압 커패시터와 상기 제 1 릴레이스위치의 연결을 스위칭 온 상태로 유지하는 제 2 릴레이스위치(70);
    를 포함하여 구성되는 나노 분말 제조장치.
  4. 삭제
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 프로브 와이어의 직경은 폭발부재의 직경보다 더 크게 형성된 것을 특징으로 하는 나노 분말 제조장치.
  6. 삭제
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 대용량 저전압 커패시터는 DC 400V 내지 500V의 최대 내압을 갖도록 구성된 것을 특징으로 하는 나노 분말 제조장치.
KR1020140092272A 2014-07-22 2014-07-22 나노 분말 제조방법 및 장치 KR101606370B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140092272A KR101606370B1 (ko) 2014-07-22 2014-07-22 나노 분말 제조방법 및 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140092272A KR101606370B1 (ko) 2014-07-22 2014-07-22 나노 분말 제조방법 및 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160011340A KR20160011340A (ko) 2016-02-01
KR101606370B1 true KR101606370B1 (ko) 2016-03-25

Family

ID=55353897

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140092272A KR101606370B1 (ko) 2014-07-22 2014-07-22 나노 분말 제조방법 및 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101606370B1 (ko)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004063404A1 (en) 2003-01-10 2004-07-29 Nanoadvance Co.,Ltd. Apparatus for rapidly making noble metal solution using plasma
KR100763558B1 (ko) 2006-11-27 2007-10-04 한국항공우주연구원 위성발사체용 폭발성 브릿지와이어 기폭장치
JP2009506205A (ja) * 2005-08-26 2009-02-12 コリア エレクトロテクノロジー リサーチ インスティテュート 液中ワイヤー爆発によるナノ構造粉末の製造方法およびその製造装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101146914B1 (ko) 2008-12-11 2012-05-22 한국전기연구원 액중 전기폭발에 의한 반도체 나노 분말 제조 방법 및 장치
KR101650945B1 (ko) 2009-04-16 2016-08-25 에스케이플래닛 주식회사 목표 공유 서비스 시스템 및 목표 공유 서비스 방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004063404A1 (en) 2003-01-10 2004-07-29 Nanoadvance Co.,Ltd. Apparatus for rapidly making noble metal solution using plasma
JP2009506205A (ja) * 2005-08-26 2009-02-12 コリア エレクトロテクノロジー リサーチ インスティテュート 液中ワイヤー爆発によるナノ構造粉末の製造方法およびその製造装置
KR100763558B1 (ko) 2006-11-27 2007-10-04 한국항공우주연구원 위성발사체용 폭발성 브릿지와이어 기폭장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR20160011340A (ko) 2016-02-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101783480B (zh) 一种两电极气体火花开关
CN104022442B (zh) 一种快速动作的旁路开关
CN103789716B (zh) 一种大气压冷等离子体射流对金属材料表面改性的方法
US9144858B2 (en) Plasma generating system having movable electrodes
CN204799389U (zh) 一种用于连续放电破碎矿石的装置
CN109661275B (zh) 用于运行高压脉冲设备的方法
KR101606370B1 (ko) 나노 분말 제조방법 및 장치
Zou et al. Nanopowder production by gas-embedded electrical explosion of wire
KR101278493B1 (ko) 전기폭발에 의한 나노 분말 제조장치
CN105817637A (zh) 消融材料管约束电爆法制备纳米粉装置
CN104969665A (zh) 用于运行等离子体产生装置的方法和控制装置
Wu et al. Experimental study of self-breakdown voltage statistics in Cu-W electrode spark gap switches
CN106605284B (zh) 高速接通器及具备该高速接通器的开关机构
CN106061620B (zh) 静电涂装装置
IE902316A1 (en) Energy source system
US4559206A (en) Arc reactor for fertilizer manufacture
RU2442095C1 (ru) Коаксиальный магнитоплазменный ускоритель
RU2459394C1 (ru) Коаксиальный магнитоплазменный ускоритель
RU2543488C2 (ru) Способ и устройство защиты генератора озона от пожара
Allen et al. An analysis of strike and restrike characteristics of the exploding film phenomenon under different temperature and pressure conditions
KR20180042701A (ko) 나노초 펄스방전을 이용한 나노분말 제조 장치 및 방법
RU2406278C1 (ru) Коаксиальный магнитоплазменный ускоритель
RU97073U1 (ru) Горелка для сварки неплавящимся электродом
EP2837095B1 (en) A high voltage pulse generator
KR200328349Y1 (ko) 나노분말 제조용 전기폭발 장비

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190221

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200227

Year of fee payment: 5