KR101960673B1 - Nano powder classification apparatus and method - Google Patents
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Abstract
나노분말 분급 장치 및 방법이 개시된다. 금속 와이어에 고전압 대전류를 인가하여 나노 크기의 금속 분말을 제조하는 분말부(10); 제조된 금속 분말을 분급기(40)에 주입하는 주입부(20); 주입된 금속 분말을 빠른 회전력으로 회전시키는 임펠러(30); 및 회전하는 금속 분말이 와류를 타고 분급되어 나노 크기의 금속 분말을 위쪽으로 배출하고, 마이크로 크기의 금속 분말을 아래로 배출하는 분급기(40)를 포함한다. 따라서 마이크로 크기의 조대입자는 사이클론에서 포집되고 나노크기의 분말은 흐름에 의해서 배출되어 메쉬필터에서 포집된다. 상기와 같은 방법은 제조와 동시에 분급이 이루어지기 때문에 별도의 후가공이 필요가 없고 불순물 혼입 가능성이 없으며 그 효율이 매우 높다.A nano powder classifying apparatus and method are disclosed. A powder part (10) for producing a nano-sized metal powder by applying a high voltage high current to a metal wire; An injection unit 20 for injecting the produced metal powder into the classifier 40; An impeller 30 for rotating the injected metal powder with a high rotational force; And a classifier (40) for classifying the rotating metal powder by vortex to discharge the nano-sized metal powder upward, and to discharge the micro-sized metal powder downward. Thus, micro-sized coarse particles are collected in the cyclone, and nano-sized powder is discharged by the flow and collected in the mesh filter. Since the above-described method is classified at the same time as the production, there is no need for additional post-processing, there is no possibility of incorporation of impurities, and the efficiency is very high.
Description
본 발명은 나노분말 분급 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 나노크기의 금속, 합금, 또는 산화물 분말 제조와 동시에 마이크로미터 크기의 조대분말과 나노크기의 분말을 분급하는 나노분말 분급 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and a method for classifying nano powder, and more particularly, to a nano powder classifier and method for classifying coarse powder and nano-sized powder having a micrometer size simultaneously with the production of nano-sized metal, alloy, .
전기폭발법은 펄스파워(pulse power) 에너지를 이용하여 고전압 대전류가 금속와이어에 인가될 때, 금속와이어가 미세한 입자나 금속증기형태로 폭발하였다가 응축하여 나노크기의 금속분말을 제조하는 공정으로서, 이 공정은 투입된 금속 와이어 외에는 다른 물질이 없기 때문에 불순물 유입이 없고, 대량의 금속분말을 생산할 수 있는 특징이 있다. The electric explosion method is a process for producing a nano-sized metal powder when a high voltage high current is applied to a metal wire by using pulse power energy and the metal wire explodes in the form of fine particles or metal vapor and is condensed, This process is characterized in that it can produce a large amount of metal powder without impurities since there is no other material other than the input metal wire.
전기폭발법(PWE; Pulsed Wire Evaporation method)은 콘덴서에 전기에너지를 저장한 후 펄스형태로 고전압 갭 스위치를 통하여 고밀도 전류를 순간적으로 금속와이어에 인가하여, 저항발열을 통한 기화 또는 이온화 시켜서 분말을 제조하는 기술로써, 기존의 나노분말 제조방법에 비해서 경제적이고 단위시간당 생산량이 높으며 고순도의 분말 제조가 가능하여 상업화 가능성이 매우 높은 기술이다.The pulsed wire evaporation method (PWE) stores electric energy in a capacitor and then applies a high-density current instantaneously to the metal wire through a high-voltage gap switch in a pulse form to vaporize or ionize the metal wire by resistance heating to produce a powder This technology is more economical than conventional nano powder manufacturing methods, has a high production rate per unit time, and is capable of producing high purity powder, which is highly commercialized technology.
한편, 물리적인 방법에 의해서 분말이 제조되는 메커니즘은 증발,응축에 의해서 이루어지는데 이때 대부분의 분말은 나노크기가 되지만 응집으로 인하여 마이크로크기의 분말도 같이 생성된다. 이와 같이 마이크로미터 크기의 분말을 제거하기 위한 방법으로 트랩, 사이클론 등을 이용하지만 1~10마이크로 미터 크기의 분말을 분급하기에는 그 효율이 낮다.On the other hand, the mechanism by which the powder is produced by physical methods is accomplished by evaporation and condensation, in which most powders are nano-sized, but micro-sized powders are also produced by agglomeration. Traps, cyclones and the like are used as a method for removing the micrometer-sized powder, but the efficiency is low when classifying powders of 1 to 10 micrometers in size.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 전기폭발법을 이용하여 나노크기의 금속, 합금, 산화막 분말을 제조함과 동시에 마이크로분말과 나노분말을 분급할 수 있는 나노분말 분급 장치 및 방법을 제공함에 있다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and an object of the present invention is to provide a nano powder classifier capable of producing nano-sized metal, alloy, oxide film powder, Method.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 금속 와이어에 고전압 대전류를 인가하여 나노 크기의 금속 분말을 제조하는 분말부(10); 제조된 금속 분말을 분급기(40)에 주입하는 주입부(20); 주입된 금속 분말을 빠른 회전력으로 회전시키는 임펠러(30); 및 회전하는 금속 분말이 와류를 타고 분급되어 나노 크기의 금속 분말을 위쪽으로 배출하고, 마이크로 크기의 금속 분말을 아래로 배출하는 분급기(40)를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: a powder part (10) for producing a nano-sized metal powder by applying a high voltage high current to a metal wire; An
또한, 상기 임펠러(30)는 활처럼 휜 날개가 원형 회전 각도를 갖고 회전하면서 원형 부채꼴 형상으로 다수 배치되고, 고속 회전하여 강한 회오리 바람을 일으키고, 극대화된 사이클론(회오리 바람)에 의해서 마이크로 크기의 금속 분말은 벽에 부딪쳐 튕겨나오면서 아래로 나선형 회오리 운동을 하면서 아래로 포집되고, 사이즈가 작은 나노 크기의 금속 분말은 위쪽에서 와류운동을 하다가 배출되거나 일부는 사이클론 운동으로 아래로 내려갔다가 다시 올라오면서 배출되고, 분급기(40)는 회전하는 금속 분말이 와류를 타고 위쪽으로 상승하고, 임펠러(30) 바로 밑 하단에 위치하는 관통구로 나노 크기의 금속 분말을 배출하는 나노 관통구(41); 및 회전하는 금속 분말이 아래쪽으로 하강하고, 분급기(40) 하단에 위치하는 관통구로 마이크로 크기의 금속 분말을 배출하는 마이크로 관통구(42)를 포함한다.In addition, the
또한, 분급기(40)는 나노 관통구(41)의 위치를 아래 또는 위로 이동시켜 배출되는 금속 분말의 크기를 조절한다.The
또한, 분급기(40)는 금속 분말이 초기에 투입될 때 나노 관통구(41)의 위치를 위쪽으로 이동시키고, 투입이 일정 상태에 도달하면 나노 관통구(41)의 위치를 정위치에 이동시킨다.In addition, the
또한, 금속 와이어에 고전압 대전류를 인가하여 나노 크기의 금속 분말을 제조하는 단계; 제조된 금속 분말을 분급기(40)에 주입하는 단계; 주입된 금속 분말을 빠른 회전력으로 회전시키는 단계; 및 회전하는 금속 분말이 와류를 타고 분급되어 나노 크기의 금속 분말을 위쪽으로 배출하고, 마이크로 크기의 금속 분말을 아래로 배출하는 단계를 포함한다.Also, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: preparing a nano-sized metal powder by applying a high voltage high current to a metal wire; Injecting the produced metal powder into the
또한, 배출하는 단계는 회전하는 금속 분말이 와류를 타고 위쪽으로 상승하고, 임펠러(30) 바로 밑 하단에 위치하는 관통구로 나노 크기의 금속 분말을 배출하는 단계; 및 회전하는 금속 분말이 아래쪽으로 하강하고, 분급기(40) 하단에 위치하는 관통구로 마이크로 크기의 금속 분말을 배출하는 단계를 포함한다.In addition, the discharging step includes discharging the nano-sized metal powder through the through-hole located at the bottom right under the
또한, 배출하는 단계는 나노 관통구(41)의 위치를 아래 또는 위로 이동시켜 배출되는 금속 분말의 크기를 조절하는 단계를 포함한다.In addition, the discharging step includes moving the position of the nano through-hole 41 downward or upward to adjust the size of the discharged metal powder.
또한, 배출하는 단계는 금속 분말이 초기에 투입될 때 나노 관통구(41)의 위치를 위쪽으로 이동시키고, 투입이 일정 상태에 도달하면 나노 관통구(41)의 위치를 정위치에 이동시키는 단계를 포함한다.The discharging step includes moving the position of the nano through-hole 41 upward when the metal powder is initially inserted, and moving the position of the nano through-hole 41 to the predetermined position when the charging reaches a predetermined state .
본 발명에 따르면, 마이크로 크기의 조대입자는 사이클론에서 포집되고 나노크기의 분말은 흐름에 의해서 배출되어 메쉬필터에서 포집된다. 상기와 같은 방법은 제조와 동시에 분급이 이루어지기 때문에 별도의 후가공이 필요가 없고 불순물 혼입 가능성이 없으며 그 효율이 매우 높다.According to the present invention, micro sized coarse particles are collected in the cyclone and nano sized powders are discharged by flow and collected in the mesh filter. Since the above-described method is classified at the same time as the production, there is no need for additional post-processing, there is no possibility of incorporation of impurities, and the efficiency is very high.
도 1은 나노분말 분급 장치의 전체 구성을 보인 블록도이다.
도 2는 전기폭발법을 보인 예시도이다.
도 3은 분말 주입부(20), 임펠러(30) 및 분급기(40)를 보인 예시도이다.
도 4는 임펠러를 보인 예시도이다.
도 5는 분급기(40) 장착전 침전실험을 통해서 관찰한 분말의 SEM 사진이다.
도 6은 본 발명의 실시예인 분급기(40)를 가동했을 때 침전실험을 통해서 관찰한 분말의 SEM 사진이다.
도 7은 나노분말 분급 방법의 동작 흐름도이다.
도 8은 나노분말 분급 실시예를 보인 예시도이다.1 is a block diagram showing the entire configuration of a nano powder classifying apparatus.
2 is an example of an electric explosion method.
3 is an exemplary view showing the
4 is an exemplary view showing an impeller.
5 is an SEM photograph of the powder observed through the sedimentation experiment before the
6 is an SEM photograph of powder observed through a sedimentation test when the
7 is a flow chart of the operation of the nano powder classification method.
8 is an example of a nano powder classification embodiment.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에서는 기존 사이클론 효과를 극대화 하기 위하여 100~200,000rpm의 속도로 임펠러(30)를 회전시켜 이 곳으로 유입된 분말이 원심력 및 관성에 의하여 분급되는 장치를 고안하였다. In the present invention, the
원심력은 중력의 수 백배 이상의 값을 쉽게 얻을 수 있고 회전수를 조절하면 그 힘이 가변되므로 수십 마이크로미터 또는 수 마이크로미터까지 분급할 수 있다. 만약 0.1마이크로미터 크기의 분말과 10마이크로미터 크기의 분말은 그 크기는 100배 이지만 질량은 백만배의 큰 차이가 있다. 한편 원심력은 mr?2 = mv2/r이므로 질량 m이 클수록 원심력이 커져서 그 힘이 강해지므로 분급효율은 원심력이 매우 중요하다. 또한 관성력을 이용하면 무거운 입자는 그 힘이 커서 운동의 방향을 그다지 바꾸지 않지만 가벼운 입자는 기류와 함께 방향을 바꿀 수 있기 때문에 사이클론 내부의 구조를 흐름에 맞게 설계할 경우 분급특성을 크게 향상될 수 있다. Centrifugal force can easily be obtained several hundred times or more of the gravitational force, and it can be classified into several tens of micrometers or several micrometers because the force is variable when the number of revolutions is adjusted. If 0.1 micrometer powder and 10 micrometer powder are 100 times larger, the mass is a million times larger. Meanwhile, centrifugal force mr? Since 2 = mv 2 / r, the larger the mass m, the larger the centrifugal force and the stronger the centrifugal force. In addition, with inertial force, the heavy particles do not change their direction much because of their large force, but light particles can change their direction with the airflow. Therefore, the classification characteristics can be greatly improved if the internal structure of the cyclone is designed for the flow .
분급장치에 관하여 자세히 설명하면, 고속으로 회전하는 임펠러(30) 중심으로 분말이 유입되어 원심력 및 관성에 의하여 분말들이 바깥으로 분산되는데 질량이 큰 마이크로 분말은 강한 원심력으로 인하여 벽에 맞아 아래로 튕기면서 사이클론 기류에 의하여 아래로 포집되고, 상대적으로 가벼운 나노분말은 벽에 맞은 후 와류하면서 배기관쪽으로 배출된다. 배출된 나노분말은 mesh filter에 걸려 포집된다. More specifically, the powder is introduced into the center of the
한편, 분급효과를 확인하기 위해서는 분급기(40) 장착 전후의 mesh filter에서 포집된 분말을 SEM 관찰을 통해서 알 수 있는데 본 발명에서는 포집된 분말을 에탄올에서 초음파를 통해 분산시킨 후 하단에 침전된 입자만을 채취하여 관찰하였다. Meanwhile, in order to confirm the classification effect, the powder collected by the mesh filter before and after the
도 1은 일반 나노분말 분급 장치를 도시한 것이며, 이에 부가되는 구성을 가지는 나노분말 분급 장치의 전체 구성을 보인 예시도이다.FIG. 1 is a diagram showing a general nano powder classifying apparatus, and shows an example of the entire structure of a nano powder classifying apparatus having a structure added to the apparatus.
일반 나노분말 분급 장치에 부가되는 구성은 주입부(20)와 임펠러(30), 분급기(40)이다.The constitution added to the general nano powder classifier is an
나노분말 분급 장치는 분말부(10)로 금속 분말을 제조하고, 주입부(20)로 제조된 금속 분말을 분급기(40)로 주입하고, 임펠러(30)로 금속 분말을 회전시켜 분급기(40)로 금속 분말을 분급한다.The nano powder classifier is a device in which a metal powder is produced by a
분급기(40)는 주입부(20)와 임펠러(30)를 포함할 수 있다. 임펠러(30)는 고속 회전한다. 분급기(40)는 원심력과 와류를 이용하여 금속 분말을 분급하여 나노 크기의 금속 분말을 배출한다.The
분말부(10)는 금속 와이어에 고전압 대전류를 인가하여 나노 크기의 금속 분말을 제조한다. 분말부(10)는 전기폭발법을 이용하여 금속 와이어에 고전압 대전류를 인가한다. 금속 와이어는 미세한 입자나 금속증기형태로 폭발하였다가 응축하여 나노 크기의 금속 분말이 제조된다.The
주입부(20)는 제조된 금속 분말을 분급기(40)에 주입한다. 주입부(20)는 전기폭발법에 의해 제조된 금속 분말을 분급기(40)에 주입한다. 주입부(20)는 금속 분말을 흡입하여 분급기(40)로 배출한다.The
임펠러(30)는 주입된 금속 분말을 빠른 회전력으로 회전시킨다. 임펠러(30)는 100~200,000rpm의 속도로 주입된 금속 분말을 회전시킨다. 금속 분말은 회전하고 강한 원심력에 의해 벽에 부딪힌다.The
분급기(40)는 회전하는 금속 분말이 와류를 타고 분급되어 나노 크기의 금속 분말을 위쪽으로 배출하고, 마이크로 크기의 금속 분말을 아래로 배출한다.The
도 2는 전기폭발법을 보인 예시도이다.2 is an example of an electric explosion method.
전기폭발법은 전극 사이에 금속 와이어를 연결하고, 전극에 고전압 대전류를 인가하여 금속 와이어에 고전압 대전류가 흐르게 된다.In the electric explosion method, a metal wire is connected between the electrodes, and a high voltage high current is applied to the electrode, so that a high voltage high current flows through the metal wire.
금속 와이어는 미세한 입자나 금속증기형태로 폭발하였다가 응축하여 나노 크기의 금속 분말이 제조된다.Metal wires explode in the form of fine particles or metal vapor and condense to produce nano-sized metal powders.
도 3은 분말 주입부(20), 임펠러(30) 및 분급기(40)를 보인 예시도이다.3 is an exemplary view showing the
나노 관통구(41)는 회전하는 금속 분말이 와류를 타고 위쪽으로 상승하고, 임펠러(30) 바로 밑 하단에 위치하는 관통구로 나노 크기의 금속 분말을 배출한다.The metal nano through-hole 41 rises upward in a vortex flow, and discharges a nano-sized metal powder through a through hole located directly under the
마이크로 관통구(42)는 회전하는 금속 분말이 아래쪽으로 하강하고, 분급기(40) 하단에 위치하는 관통구로 마이크로 크기의 금속 분말을 배출한다.The rotating metal powder descends downward and discharges micro-sized metal powder through the through-hole located at the lower end of the
분급기(40)는 나노 관통구(41)의 위치를 아래 또는 위로 이동시켜 배출되는 금속 분말의 크기를 조절한다. 나노 관통구(41)의 위치가 아래 또는 위로 이동하면서 배출되는 금속 분말의 크기가 조절된다. 상대적으로 나노 관통구(41)의 위치가 위쪽에 위치하면 배출되는 금속 분말의 크기가 작아진다.The
분급기(40)는 금속 분말이 초기에 투입될 때 나노 관통구(41)의 위치를 위쪽으로 이동시키고, 투입이 일정 상태에 도달하면 나노 관통구(41)의 위치를 정위치에 이동시킨다.The
초기에는 임펠러(30)의 속도가 최대에 도달하지 않아 주입되는 금속 분말의 회전이 작을 수 있다. 이러한 이유로, 초기에는 나노 관통구(41)의 위치를 위쪽으로 이동시켜 크기가 작은 금속 분말이 나노 관통구(41)를 통해 배출되도록 동작된다.At the beginning, the speed of the
임펠러(30)의 고속 회전을 위해 미케니컬 실(Mechanical Seal) 부분이 구성된다. 미케니컬 실 부분은 임펠러(30)의 고속 회전을 돕기 위해 압력에 의한 공기 유출을 방지한다.A mechanical seal portion is constituted for high-speed rotation of the
도 4는 임펠러를 보인 예시도이다.4 is an exemplary view showing an impeller.
임펠러(30)는 바깥쪽으로 바람을 일으키도록 다수의 날개가 유선형으로 배치됨을 가진다. 활처럼 휜 유선형 날개가 원을 따라 둘러싸이며 배치되며 원형 회전 각도를 갖고 정렬되어 원형 부채꼴 형상으로 다수 배치된다.The
활처럼 휜 유선형 날개가 원심 바람을 일으킨다. 임펠러(30)는 원심 바람을 일으켜서 분급기(40)에 주입되는 금속 분말을 날린다. 임펠러(30)는 금속 분말을 벽으로 분사시키며 마이크로 크기의 금속 분말은 회전하면서 아래로 떨어지고, 나노 크기의 금속 분말은 와류로 인해 위로 상승해서 나노 관통구(41)를 통해 메시 필터에 침착된다.A streamlined wing like a bow causes a centrifugal wind. The
임펠러(30)는 고속 회전하며 회전 속도에 비례하는 원심력을 제공한다. 임펠러는 강한 회오리 바람을 일으킨다. 회오리 바람에 의해 분급기(40)에서 금속 분말이 분급된다. 극대화된 사이클론(회오리 바람)에 의해서 마이크로 크기의 금속 분말은 벽에 부딪쳐 튕겨나오면서 아래로 나선형 회오리 운동을 하면서 아래로 포집되고, 사이즈가 작은 나노 크기의 금속 분말은 위쪽에서 와류운동을 하다가 배출되거나 일부는 사이클론 운동으로 아래로 내려갔다가 다시 올라오면서 배출된다. 요약하면 조대한 마이크로 크기의 금속 분말은 아래로 포집되고 미세한 나노 크기의 금속 분말만 배출되어 분급된다.The
도 5는 분급기(40) 장착전 침전실험을 통해서 관찰한 분말의 SEM 사진이다.5 is an SEM photograph of the powder observed through the sedimentation experiment before the
분급기(40) 장착전 메시 필터(mesh filter)에서 포집된 분말의 SEM 관찰이다. 분급기(40) 장착전 포집된 분말은 마이크로 크기의 금속 분말이 다량 포함되어 있음을 알 수 있다.SEM observation of the powder collected in a mesh filter before the
도 6은 본 발명의 실시예인 분급기(40)를 가동했을 때 침전실험을 통해서 관찰한 분말의 SEM 사진이다.6 is an SEM photograph of powder observed through a sedimentation test when the
분급기(40)를 장착하여 분말을 분급하였을 때 SEM 사진으로 마이크로크기의 입자의 빈도수가 크게 감소한 것을 확인할 수 있다.When the powder was classified by the
도 7은 나노분말 분급 방법의 동작 흐름도이다.7 is a flow chart of the operation of the nano powder classification method.
나노분말 분급 방법에 대해 설명한다.The nano powder classification method will be described.
나노분말 분급 장치는 프로그램을 저장하는 프로그램 메모리, 데이터를 저장하는 데이터 메모리, 프로그램을 실행하는 프로세서를 포함한다.The nano powder classifying apparatus includes a program memory for storing a program, a data memory for storing data, and a processor for executing the program.
프로그램 메모리에 저장된 데이터를 살펴보면, 프로그램 메모리는 금속 와이어에 고전압 대전류를 인가하여 나노 크기의 금속 분말을 제조하는 단계(S61); 제조된 금속 분말을 분급기(40)에 주입하는 단계(S62); 주입된 금속 분말을 빠른 회전력으로 회전시키는 단계(S63); 및 회전하는 금속 분말이 와류를 타고 분급되어 나노 크기의 금속 분말을 위쪽으로 배출하고, 마이크로 크기의 금속 분말을 아래로 배출하는 단계(S64)를 포함한다.Referring to the data stored in the program memory, the program memory includes steps (S61) of producing a nano-sized metal powder by applying a high voltage high current to the metal wire; Injecting the produced metal powder into the classifier 40 (S62); Rotating the injected metal powder at a high rotational speed (S63); And a step (S64) of classifying the rotating metal powder by vortex to discharge the nano-sized metal powder upwardly, and discharging the micro-sized metal powder downward.
나노분말 분급 장치는 프로세서에 의해 프로그램 메모리에 저장된 프로그램을 실행하며 이러한 동작을 설명하면 다음과 같다.The nano powder classifying apparatus executes a program stored in a program memory by a processor.
나노분말 분급 장치에서 실행되는 절차를 시계열 순으로 설명한다.Procedures performed in the nano powder classifier will be described in time series.
나노분말 분급 장치는 금속 와이어에 고전압 대전류를 인가하여 나노 크기의 금속 분말을 제조한다. 나노분말 분급 장치는 전기폭발법을 이용하여 나노 크기의 금속 분말을 제조한다.The nano powder classifier applies a high voltage high current to a metal wire to produce a nano-sized metal powder. The nano powder classifier manufactures nano-sized metal powders by using electrical explosion method.
나노분말 분급 장치는 제조된 금속 분말을 분급기(40)에 주입한다.The nano powder classifier injects the produced metal powder into the classifier (40).
나노분말 분급 장치는 주입된 금속 분말을 빠른 회전력으로 회전시킨다. 나노분말 분급 장치는 100-200,000rpm 속도로 빠르게 임펠러(30)를 회전시켜 주입된 금속 분말을 회전시킨다.The nano powder classifier rotates the injected metal powders at a high rotational speed. The nano powder classifier rapidly rotates the
나노분말 분급 장치는 회전하는 금속 분말이 와류를 타고 분급되어 나노 크기의 금속 분말을 위쪽으로 배출하고, 마이크로 크기의 금속 분말을 아래로 배출한다.In the nano powder classifier, a rotating metal powder is classified by vortex to discharge nano-sized metal powder upward, and to discharge micro-sized metal powder downward.
나노분말 분급 장치는 회전하는 금속 분말이 와류를 타고 위쪽으로 상승하고, 임펠러(30) 바로 밑 하단에 위치하는 관통구로 나노 크기의 금속 분말을 배출한다.In the nano powder classifying apparatus, the rotating metal powder rises upward in a vortex, and discharges a nano-sized metal powder through a through hole located directly below the impeller (30).
나노분말 분급 장치는 회전하는 금속 분말이 아래쪽으로 하강하고, 분급기(40) 하단에 위치하는 관통구로 마이크로 크기의 금속 분말을 배출한다.In the nano powder classifier, the rotating metal powder descends downward and discharges micro-sized metal powder through a through-hole located at the lower end of the
나노분말 분급 장치는 나노 관통구(41)의 위치를 아래 또는 위로 이동시켜 배출되는 금속 분말의 크기를 조절한다.The nano powder classifier moves the position of the nano through-hole 41 downward or upward to adjust the size of the discharged metal powder.
나노분말 분급 장치는 금속 분말이 초기에 투입될 때 나노 관통구(41)의 위치를 위쪽으로 이동시키고, 투입이 일정 상태에 도달하면 나노 관통구(41)의 위치를 정위치에 이동시킨다.The nano powder classifier moves the position of the nano through-hole 41 upward when the metal powder is initially charged, and moves the position of the nano through-hole 41 to the correct position when the input reaches a predetermined state.
도 8은 나노분말 분급 실시예를 보인 예시도이다.8 is an example of a nano powder classification embodiment.
나노분말 분급 실시예로, 큰 팬과 높은 나노 관통구, 큰 팬과 낮은 나노 관통구, 작은 팬과 높은 나노 관통구, 작은 팬과 낮은 나노 관통구로 나노분말 분급이 실시될 수 있다.Examples of nano powder classifications may include nano powder classification with large fans and high nano throughputs, large fans and low nano throughputs, small fans and high nano throughputs, small fans and low nano throughputs.
나노분말 분급 크기로, 큰 팬과 높은 나노 관통구는 93, 68, 큰 팬과 낮은 나노 관통구는 99, 71, 작은 팬과 높은 나노 관통구는 96, 65, 작은 팬과 낮은 나노 관통구는 94, 65가 관찰되어 작은 팬과 높은 나노 관통구가 실시되는 것이 바람직하다.Nano powder class size, large fan and high
회전수에 따른 수율 및 입도는 회전속도가 증가함에 따라 고속 사이클론쪽 수율이 증가한다. 전체 분말의 포집량이 증가하였으나 마이크로 입자의 비율증가로 인하여 평균입도가 증가한다.The yield and particle size according to the number of revolutions increase as the rotation speed increases. The amount of the total powder is increased, but the average particle size increases due to the increase of the microparticle ratio.
분급되어 메시 필터(mesh filter)에서 포집된 분말은 회전속도 증가에 따라 평균입도가 감소한다. 마이크로 입자의 빈도수 감소에 기인한 평균입도 감소 현상이다.Powders collected in a mesh filter are classified as average particle size with increasing rotation speed. It is a phenomenon of average particle size reduction caused by a decrease in the frequency of microparticles.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the present invention as defined by the following claims It can be understood that
10: 분말부 20: 주입부
30: 임펠러 40: 분급기
41: 나노 관통구 42: 마이크로 관통구10: powder part 20: injection part
30: impeller 40: classifier
41: nano through hole 42: micro through hole
Claims (8)
제조된 금속 분말을 분급기(40)에 주입하는 주입부(20);
주입된 금속 분말을 빠른 회전력으로 회전시키는 임펠러(30); 및
회전하는 금속 분말이 와류를 타고 분급되어 나노 크기의 금속 분말을 위쪽으로 배출하고, 마이크로 크기의 금속 분말을 아래로 배출하는 분급기(40)를 포함하고,
상기 임펠러(30)는 주입된 금속 분말을 바깥쪽으로 분사하도록 회전하고, 활처럼 휜 날개가 원형 회전 각도를 갖고 회전하면서 원형 부채꼴 형상으로 다수 배치되고, 고속 회전하여 강한 회오리 바람을 일으키고, 극대화된 사이클론(회오리 바람)에 의해서 마이크로 크기의 금속 분말은 벽에 부딪쳐 튕겨나오면서 아래로 나선형 회오리 운동을 하면서 아래로 포집되고, 사이즈가 작은 나노 크기의 금속 분말은 위쪽에서 와류운동을 하다가 배출되거나 일부는 사이클론 운동으로 아래로 내려갔다가 다시 올라오면서 배출되고,
상기 분급기(40)는 회전하는 금속 분말이 와류를 타고 위쪽으로 상승하고, 상기 임펠러(30) 바로 밑 하단에 위치하는 관통구로 나노 크기의 금속 분말을 배출하는 나노 관통구(41); 및
회전하는 금속 분말이 아래쪽으로 하강하고, 상기 분급기(40) 하단에 위치하는 관통구로 마이크로 크기의 금속 분말을 배출하는 마이크로 관통구(42)를 포함하고, 상기 나노 관통구(41)의 위치를 아래 또는 위로 이동시켜 배출되는 금속 분말의 크기를 조절하는 나노분말 분급 장치.A powder part (10) for producing a nano-sized metal powder by applying a high voltage high current to a metal wire;
An injection unit 20 for injecting the produced metal powder into the classifier 40;
An impeller 30 for rotating the injected metal powder with a high rotational force; And
And a classifier (40) for classifying the rotating metal powder by vortex to discharge the nano-sized metal powder upwardly and to discharge the micro-sized metal powder downward,
The impeller 30 is rotated so as to inject the injected metal powder outward, and a plurality of blade-like wings are arranged in a circular sector shape while rotating with a circular rotation angle, and the impeller 30 rotates at high speed to generate a strong whirlwind, (Whirlwind), the micro-sized metal powder bounces off the wall and spirals downward while being spirally whirled downward. The nano-sized metal powder of small size is discharged from the upper part while vortexing, Down, then back up and out,
The classifier 40 includes a nano through-hole 41 for discharging a nano-sized metal powder through a through-hole located at the lower end of the impeller 30, And
And a micro through-hole (42) for discharging micro-sized metal powder through a through-hole located at the lower end of the classifier (40), wherein the rotating metal powder descends downward, and the position of the nano through- The nano powder classifier adjusts the size of the metal powder to be discharged by being moved up or down.
상기 분급기(40)는 금속 분말이 초기에 투입될 때 상기 나노 관통구(41)의 위치를 위쪽으로 이동시키고, 투입이 일정 상태에 도달하면 상기 나노 관통구(41)의 위치를 정위치에 이동시키는 나노분말 분급 장치.The method according to claim 1,
The classifier 40 moves the position of the nano through-hole 41 upward when the metal powder is initially charged, and moves the position of the nano through-hole 41 to a predetermined position when the input reaches a predetermined state A moving nano powder classifier.
제조된 금속 분말을 분급기(40)에 주입하는 단계(S62);
주입된 금속 분말을 빠른 회전력으로 회전시키는 단계(S63); 및
회전하는 금속 분말이 와류를 타고 분급되어 나노 크기의 금속 분말을 위쪽으로 배출하고, 마이크로 크기의 금속 분말을 아래로 배출하는 단계(S64)를 포함하고,
상기 배출하는 단계(S64)는 회전하는 금속 분말이 와류를 타고 위쪽으로 상승하고, 임펠러(30) 바로 밑 하단에 위치하는 나노 관통구(41)로 나노 크기의 금속 분말을 배출하는 단계;
회전하는 금속 분말이 아래쪽으로 하강하고, 상기 분급기(40) 하단에 위치하는 마이크로 관통구(42)로 마이크로 크기의 금속 분말을 배출하는 단계; 및
상기 나노 관통구(41)의 위치를 아래 또는 위로 이동시켜 배출되는 금속 분말의 크기를 조절하는 단계를 포함하는 나노분말 분급 방법.A step (S61) of producing a nano-sized metal powder by applying a high voltage high current to the metal wire;
Injecting the produced metal powder into the classifier 40 (S62);
Rotating the injected metal powder at a high rotational speed (S63); And
And a step (S64) of classifying the rotating metal powder in a vortex to discharge the nano-sized metal powder upwardly and to discharge the micro-sized metal powder downward,
In the discharging step S64, the rotating metal powder rises upward with the vortex, discharging the nano-sized metal powder through the nano-penetrating hole 41 located at the lower end of the impeller 30,
Discharging the micro-sized metal powder to the micro through-hole (42) located at the lower end of the classifier (40), the rotating metal powder descending downward; And
And moving the position of the nano through-hole (41) up or down to adjust the size of the discharged metal powder.
상기 배출하는 단계(S64)는 금속 분말이 초기에 투입될 때 상기 나노 관통구(41)의 위치를 위쪽으로 이동시키고, 투입이 일정 상태에 도달하면 상기 나노 관통구(41)의 위치를 정위치에 이동시키는 단계를 포함하는 나노분말 분급 방법.6. The method of claim 5,
The discharging step S64 moves the position of the nano through hole 41 upward when the metallic powder is initially charged and moves the position of the nano through hole 41 to a predetermined position Wherein the nanoparticles are dispersed in the nanoparticles.
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