KR102618648B1 - Method for manufacturing boron nitride nanotube - Google Patents
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Abstract
개시된 보론 나이트라이트 나노튜브의 제조 방법은, 반응 챔버에 플라즈마를 제공하는 단계, 암모니아 보레인 분말을 상기 플라즈마가 생성된 반응 챔버에 제공하여 보론 나이트라이드 반응종을 생성하는 단계 및 상기 보론 나이트라이드 반응종의 반응으로 생성된 보론 나이트라이트 나노튜브를 수집하는 단계를 포함한다.The disclosed method for producing boron nitrite nanotubes includes providing plasma to a reaction chamber, providing ammonia borane powder to the reaction chamber in which the plasma was generated to generate boron nitride reactive species, and the boron nitride reaction. and collecting boron nitrite nanotubes produced by the species reaction.
Description
본 발명은 보론 나이트라이드 나노튜브의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing boron nitride nanotubes.
보론 나이트라이드 나노튜브(BNNT)는 탄소 나노 튜브 등과 같은 그래파이트-유사 탄소 및 헥사고날 보론 나이트라이드(h-BN)과의 구조적 유사성으로 인해 많은 관심을 받고 있다.Boron nitride nanotubes (BNNTs) have received much attention due to their structural similarity to graphite-like carbons such as carbon nanotubes and hexagonal boron nitride (h-BN).
보론 나이트라이드 나노튜브는 우수한 전기 절연성, 열적 안정성, 높은 기계적 물성, 압전 특성, 중성자 차폐성 등을 가지고 있다. 따라서, 다양한 전자 소자의 제조에 활용도가 높으며 우주 항공 산업이나 의료 산업에서 차폐 소재로 사용될 수도 있다.Boron nitride nanotubes have excellent electrical insulation, thermal stability, high mechanical properties, piezoelectric properties, and neutron shielding properties. Therefore, it is highly utilized in the manufacture of various electronic devices and can also be used as a shielding material in the aerospace or medical industries.
보론 나이트라이드 나노튜브를 합성하기 위한 방법으로는, 볼밀링/어닐링 방법, CVD 합성법, 레이저 소모(ablation)법, 플라즈마를 이용한 방법 등이 알려져 있으나, 가격 저감을 위하여 생산 효율을 증대시키는 제조 방법의 개발이 필요하다.Methods for synthesizing boron nitride nanotubes include ball milling/annealing, CVD synthesis, laser ablation, and plasma methods. However, in order to reduce cost, a manufacturing method that increases production efficiency is needed. Development is needed.
기존의 플라즈마를 이용한 제조 방법에 주로 사용되는 전구체는 h-BN이다. h-BN은 보론과 질소가 1:1로 함유되어, 생상 효과가 높고 저렴한 장점이 있으나, 미세 입자의 경우에도 입자 크기가 수십 nm 이상에 달하여 이를 열로 원자 내지 라디칼로 분해하기 위해 많은 열과 시간이 필요하다는 단점이 있다.The precursor mainly used in existing plasma-based manufacturing methods is h-BN. h-BN contains boron and nitrogen in a 1:1 ratio, which has the advantage of high production efficiency and low cost. However, even in the case of fine particles, the particle size reaches tens of nm or more, so it requires a lot of heat and time to decompose them into atoms or radicals. The downside is that it is necessary.
본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로, 생산 효율이 향상된 보론 나이트라이드 나노튜브의 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.The technical problem of the present invention was conceived in this regard, and is to provide a method for producing boron nitride nanotubes with improved production efficiency.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 실시예에 따른 보론 나이트라이트 나노튜브의 제조 방법은, 반응 챔버에 플라즈마를 제공하는 단계, 암모니아 보레인 분말을 상기 플라즈마가 생성된 반응 챔버에 제공하여 보론 나이트라이드 반응종을 생성하는 단계 및 상기 보론 나이트라이드 반응종의 반응으로 생성된 보론 나이트라이트 나노튜브를 수집하는 단계를 포함한다.The method for producing boron nitrite nanotubes according to an embodiment for realizing the object of the present invention described above includes providing plasma to a reaction chamber, providing ammonia borane powder to the reaction chamber where the plasma is generated, and providing boron nitrite nanotubes to the reaction chamber where the plasma is generated. It includes generating boron nitride reactive species and collecting boron nitride nanotubes generated by reaction of the boron nitride reactive species.
일 실시예에 따르면, 상기 플라즈마는 유도 결합 방전 또는 직류 방전에 의해 생성된다.According to one embodiment, the plasma is generated by inductively coupled discharge or direct current discharge.
일 실시예에 따르면, 상기 플라즈마는 100 Torr 내지 1,000 Torr의 범위에서 생성된다.According to one embodiment, the plasma is generated in the range of 100 Torr to 1,000 Torr.
일 실시예에 따르면, 상기 암모니아 보레인 분말은 상기 반응 챔버에 제공되기 전에 105℃ 이하에서 건조된다.According to one embodiment, the ammonia borane powder is dried below 105°C before being provided to the reaction chamber.
일 실시예에 따르면, 상기 암모니아 보레인 분말의 직경은 1mm 이하이다.According to one embodiment, the diameter of the ammonia borane powder is 1 mm or less.
일 실시예에 따르면, 상기 암모니아 보레인 분말은 1kW의 전력당 3g/h 이상의 속도로 투입된다.According to one embodiment, the ammonia borane powder is input at a rate of 3 g/h or more per 1 kW of power.
일 실시예에 따르면, 상기 반응 챔버의 온도는 105℃ 이상이다.According to one embodiment, the temperature of the reaction chamber is 105°C or higher.
일 실시예에 따르면, 상기 보론 나이트라이트 나노튜브의 단일 개체 또는 번들의 평균 길이는 10㎛ 이상이다.According to one embodiment, the average length of a single entity or bundle of the boron nitrite nanotubes is 10 μm or more.
일 실시예에 따르면, 상기 보론 나이트라이트 나노튜브의 비정질 보론 함량은 10 중량% 미만인이다.According to one embodiment, the amorphous boron content of the boron nitrite nanotube is less than 10% by weight.
일 실시예에 따르면, 상기 보론 나이트라이트 나노튜브를 수집하는 단계는, 상기 보론 나이트라이트 나노튜브를 포함하는 기체를 진공 여과하여 페이퍼 형태의 보론 나이트라이트 나노튜브를 얻는다.According to one embodiment, the step of collecting the boron nitrite nanotubes involves vacuum filtering a gas containing the boron nitrite nanotubes to obtain paper-shaped boron nitrite nanotubes.
일 실시예에 따르면, 헥사고날 보론 나이트라이드 분말을 상기 반응 챔버에 제공하여 보론 나이트라이드 반응종을 생성하는 단계를 더 포함한다.According to one embodiment, the method further includes providing hexagonal boron nitride powder to the reaction chamber to generate boron nitride reactive species.
일 실시예에 따르면, 상기 암모니아 보레인 분말이 제공되는 영역의 온도는 상기 헥사고날 보론 나이트라이드 분말이 제공되는 영역의 온도보다 낮다.According to one embodiment, the temperature of the area where the ammonia borane powder is provided is lower than the temperature of the area where the hexagonal boron nitride powder is provided.
본 발명에 따르면, 보론 나이트라이드 나노튜브의 생산 효율을 개선할 수 있으며, 불순물 함량이 감소하고 길이가 증가한 보론 나이트라이드 나노튜브를 얻을 수 있다.According to the present invention, the production efficiency of boron nitride nanotubes can be improved, and boron nitride nanotubes with reduced impurity content and increased length can be obtained.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 보론 나이트라이드 나노튜브의 제조 방법 및 제조 장치를 설명하기 위한 모식도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 보론 나이트라이드 나노튜브의 제조 방법 및 제조 장치를 설명하기 위한 모식도이다.1 is a schematic diagram illustrating a method and apparatus for manufacturing boron nitride nanotubes according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a schematic diagram for explaining a method and apparatus for manufacturing boron nitride nanotubes according to another embodiment of the present invention.
본 출원에서, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.In this application, terms such as first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, a first component may be named a second component, and similarly, the second component may also be named a first component without departing from the scope of the present invention.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in this application are only used to describe specific embodiments and are not intended to limit the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this application, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate the presence of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but are not intended to indicate the presence of one or more other features. It should be understood that this does not exclude in advance the possibility of the existence or addition of elements, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 보론 나이트라이드 나노튜브의 제조 방법 및 제조 장치를 설명하기 위한 모식도이다.1 is a schematic diagram illustrating a method and apparatus for manufacturing boron nitride nanotubes according to an embodiment of the present invention.
일 실시예 따르면, 보론 나이트라이드 나노튜브를 제조하기 위하여 플라즈마 반응기가 이용될 수 있다.According to one embodiment, a plasma reactor may be used to produce boron nitride nanotubes.
상기 플라즈마 반응기는, 반응 챔버(10), 상기 반응 챔버(20)에 플라즈마 제트를 제공하는 플라즈마 생성기(20), 상기 반응 챔버(20)에 전구체를 제공하는 전구체 제공부(30), 상기 반응 챔버(10)에 플라즈마 가스를 제공하는 가스 제공부(40) 및 상기 반응 챔버(10)와 연결되어 합성된 보론 나이트라이드 나노튜브를 수집하는 수집 챔버(50)를 포함할 수 있다.The plasma reactor includes a reaction chamber 10, a plasma generator 20 that provides a plasma jet to the reaction chamber 20, a precursor provider 30 that provides a precursor to the reaction chamber 20, and the reaction chamber. It may include a gas provider 40 that provides plasma gas to (10) and a collection chamber 50 that is connected to the reaction chamber 10 and collects the synthesized boron nitride nanotubes.
일 실시예에 따르면, 상기 플라즈마 생성기(20)는 무선 주파수(RF) 유도 결합 플라즈마 토치를 포함할 수 있다. 상기 플라즈마 생성기(20)는 고온의 플라즈마 제트(PLASMA)를 생성할 수 있다. 그러나, 본 발명의 실시예들은 이에 한정되지 않으며, 상기 플라즈마 생성기(20)는 DC(직류) 방전에 따라 플라즈마를 새성할 수 있다.According to one embodiment, the plasma generator 20 may include a radio frequency (RF) inductively coupled plasma torch. The plasma generator 20 can generate a high temperature plasma jet (PLASMA). However, embodiments of the present invention are not limited to this, and the plasma generator 20 can generate plasma according to DC (direct current) discharge.
예를 들어, 상기 가스 제공부(40)로부터, 아르곤 등과 같은 불활성 가스가 제공 될 수 있으며, 가열되어 플라즈마가 생성될 수 있다. 예를 들어, 상기 플라즈마의 최고 온도는 약 8,000℃ 이상일 수 있다.For example, an inert gas such as argon may be provided from the gas providing unit 40, and may be heated to generate plasma. For example, the maximum temperature of the plasma may be about 8,000°C or higher.
예를 들어, 상기 플라즈마는 100 Torr이상의, 상압에 가까운 높은 압력에서 방전될 수 있다. 예를 들어, 상기 플라즈마는 100 내지 1,000 Torr의 압력 조건에서 방전될 수 있다.For example, the plasma may be discharged at a high pressure of 100 Torr or more, which is close to normal pressure. For example, the plasma may be discharged under pressure conditions of 100 to 1,000 Torr.
전자와 기체 온도가 열평형상태를 이루어 4,000℃ 이상의 초고온 조건에서 상기 전구체 제공부(30)로부터 전구체가 제공될 수 있다. The electron and gas temperatures are in thermal equilibrium, so that the precursor can be provided from the precursor providing unit 30 under extremely high temperature conditions of 4,000°C or higher.
상기 전구체(소스 물질)은 보론과 질소를 포함한다. 상기 전구체는 상기 플라즈마 제트에 의해 반응종(원자, 분자 또는 라디칼)으로 분해된 후, 보론 나이트라이드 나노튜브로 재합성된다.The precursor (source material) contains boron and nitrogen. The precursor is decomposed into reactive species (atoms, molecules, or radicals) by the plasma jet and then resynthesized into boron nitride nanotubes.
상기 전구체는, 기체, 액체 또는 고체 상태일 수 있다. 상기 전구체가 분말(고체)인 경우, 분말 공급기가 상기 전구체 제공부(30)로 사용될 수 있다.The precursor may be in a gas, liquid or solid state. When the precursor is a powder (solid), a powder feeder may be used as the precursor providing unit 30.
일 실시예에 따르면, 상기 전구체는 암모니아 보레인(BH6N)을 포함할 수 있다.According to one embodiment, the precursor may include ammonia borane (BH 6 N).
[암모니아 보레인][Ammonia Borane]
암모니아 보레인은 분자형 전구체로, 단위 분자를 구성하는 원자의 개수가 현저히 작아 h-BN 대비 매우 짧은 시간에 고온의 플라즈마 환경에서 열분해를 통해 BN radical 내지 HBN radical을 형성하므로 보다 효율적인 보론 나이트라이드 나노튜브가 합성될 수 있다.Ammonia borane is a molecular precursor, and the number of atoms constituting a unit molecule is significantly smaller, so it forms BN radical or HBN radical through thermal decomposition in a high-temperature plasma environment in a very short time compared to h-BN, making it a more efficient boron nitride nano. Tubes can be synthesized.
상기 암모니아 보레인이 투입되는 플라즈마 생성기(20) 또는 상기 반응 챔버(10)의 온도는 암모니아 보레인의 기화점(약 105℃) 이상일 수 있다.The temperature of the plasma generator 20 or the reaction chamber 10 into which the ammonia borane is introduced may be higher than the vaporization point of ammonia borane (about 105° C.).
일 실시예에 따르면, 암모니아 보레인 전구체는 분말 형태로 투입될 수 있으며, 분말의 평균 입자 크기는 5mm 미만일 수 있다. 예를 들어, 암모니아 보레인 분말의 직경은 1mm 미만일 수 있으며, 보다 바람직하게는 1㎛ 미만일 수 있다. 상기 암모니아 보레인 분말의 크기가 과도하게 클 경우, 플라즈마의 핫 존을 통과할 때 기화되지 않는 잔류 분말의 양이 증가할 수 있다.According to one embodiment, the ammonia borane precursor may be added in powder form, and the average particle size of the powder may be less than 5 mm. For example, the diameter of the ammonia borane powder may be less than 1 mm, and more preferably less than 1 μm. If the size of the ammonia borane powder is excessively large, the amount of residual powder that is not vaporized when passing through the hot zone of plasma may increase.
또한, 암모니아 보레인 분말의 습도가 높을 경우, 군집에 의해 입자의 실질적 크기가 증가할 수 있다. 따라서, 상기 암모니아 보레인 분말을 투입하기 전에, 건조하는 것이 바람직하다. 상기 건조 온도는 암모니아 보레인의 기화점(약 105℃) 보다 낮은 온도에서 이루어질 필요가 있다. 예를 들어, 상기 건조는 10분 이상 수행될 수 있다.Additionally, when the humidity of the ammonia borane powder is high, the actual size of the particles may increase due to agglomeration. Therefore, it is preferable to dry the ammonia borane powder before adding it. The drying temperature needs to be lower than the vaporization point of ammonia borane (about 105°C). For example, the drying may be performed for 10 minutes or more.
또한, 상기 암모니아 보레인 분말의 직경을 감소시키기 위하여, 분쇄 및 여과 공정을 수행할 수 있다.Additionally, in order to reduce the diameter of the ammonia borane powder, grinding and filtration processes may be performed.
상기 전구제 제공부(30) 내에 암모니아 보레인 분말이 충전될 때, 상기 전구체 제공부(30)의 온도가 높을 경우, 암모니아 보레인이 분해되어 수소 가스에 급격한 증가에 의한 충격 또는 폭발을 야기할 수 있다. 따라서, 상기 전구체 제공부(30)는 냉각액, 냉각 가스 등과 같은 냉매에 의해 냉각되어 100℃ 이하로 유지되는 것이 바람직하다.When ammonia borane powder is charged in the precursor providing unit 30, if the temperature of the precursor providing unit 30 is high, the ammonia borane is decomposed, causing shock or explosion due to a sudden increase in hydrogen gas. You can. Therefore, it is preferable that the precursor providing unit 30 is cooled by a refrigerant such as a cooling liquid or a cooling gas and maintained at 100° C. or lower.
암모니아 보레인 분말은 h-BN 분말 대비 더 고속으로 투입되어 보론 나이트라이드 나노튜브의 생산량을 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 암모니아 보레인 분말은 1kW의 전력당 3g/h 이상의 속도로 투입될 수 있다.Ammonia borane powder can be added at a higher speed than h-BN powder to increase the production of boron nitride nanotubes. For example, ammonia borane powder may be injected at a rate of 3 g/h or more per 1 kW of power.
상기 반응 챔버(10)에서 형성된 보론 나이트라이드 나노튜브는 수집 챔버(50)에서 진공 여과 장치를 이용하여 수집될 수 있다. 상기 수집 챔버(50)는 진공 펌프와 연결된 다공성 필터(52)를 포함할 수 있다. 상기 다공성 필터(52)를 통해 가스를 배출하는 과정에서, 보론 나이트라이드 나노튜브가 상기 다공성 필터(52) 상에 증착될 수 있다. 예를 들어, 보론 나이트라이드 나노튜브는 버키 페이퍼(bucky paper) 형태로 수집될 수 있다.The boron nitride nanotubes formed in the reaction chamber 10 may be collected in the collection chamber 50 using a vacuum filtration device. The collection chamber 50 may include a porous filter 52 connected to a vacuum pump. In the process of discharging gas through the porous filter 52, boron nitride nanotubes may be deposited on the porous filter 52. For example, boron nitride nanotubes can be collected in the form of bucky paper.
암모니아 보레인 분말을 이용하여 얻어진 보론 나이트라이드 나노튜브는 우수한 물성을 가질 수 있다. 예를 들어, 암모니아 보레인 분말을 이용하여 얻어진 보론 나이트라이드 나노튜브의 단일 개체 또는 번들(나노튜브 집합체, 가장 인접하는 보론 나이트라이드 나노튜브들의 거리가 1nm 이하인 것으로 정의될 수 있음)의 평균 길이는 약 10㎛ 이상일 수 있다. 이는 h-BN 분말로부터 얻어진 보론 나이트라이드 나노튜브의 길이보다 약 2배이며, 레이저 합성으로 얻어진 보론 나이트라이드 나노튜브의 길이와 유사할 수 있다. 이에 따라, 섬유화시 보다 우수한 기계적 물성을 달성할 수 있다.Boron nitride nanotubes obtained using ammonia borane powder can have excellent physical properties. For example, the average length of a single entity or bundle of boron nitride nanotubes (nanotube aggregate, which can be defined as the distance of the closest adjacent boron nitride nanotubes of 1 nm or less) obtained using ammonia borane powder is It may be about 10㎛ or more. This is about twice the length of boron nitride nanotubes obtained from h-BN powder, and may be similar to the length of boron nitride nanotubes obtained through laser synthesis. Accordingly, better mechanical properties can be achieved when fiberized.
또한, 암모니아 보레인 분말을 이용하여 얻어진 보론 나이트라이드 나노튜브는 낮은 불순물 함량을 가질 수 있다. 예를 들어, 암모니아 보레인 분말을 이용하여 얻어진 보론 나이트라이드 나노튜브의 비정질 보론 함량은 10 중량% 미만일 수 있다. 이에 따라, 비정질 보론 제거를 위한 정제 공정을 축소하거나 생략할 수 있다.Additionally, boron nitride nanotubes obtained using ammonia borane powder may have a low impurity content. For example, the amorphous boron content of boron nitride nanotubes obtained using ammonia borane powder may be less than 10% by weight. Accordingly, the purification process for removing amorphous boron can be reduced or omitted.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 보론 나이트라이드 나노튜브의 제조 방법 및 제조 장치를 설명하기 위한 모식도이다.Figure 2 is a schematic diagram for explaining a method and apparatus for manufacturing boron nitride nanotubes according to another embodiment of the present invention.
일 실시예에 따르면, 플라즈마 반응기는, 반응 챔버(10), 상기 반응 챔버(20)에 플라즈마 제트를 제공하는 플라즈마 생성기(20), 상기 반응 챔버(20)에 제1 전구체를 제공하는 제1 전구체 제공부(32), 상기 반응 챔버(20)에 제2 전구체를 제공하는 제2 전구체 제공부(34), 상기 반응 챔버(10)에 플라즈마 가스를 제공하는 가스 제공부(40) 및 상기 반응 챔버(10)와 연결되어 합성된 보론 나이트라이드 나노튜브를 수집하는 수집 챔버(50)를 포함할 수 있다.According to one embodiment, the plasma reactor includes a reaction chamber 10, a plasma generator 20 that provides a plasma jet to the reaction chamber 20, and a first precursor that provides a first precursor to the reaction chamber 20. A providing unit 32, a second precursor providing unit 34 providing a second precursor to the reaction chamber 20, a gas providing unit 40 providing a plasma gas to the reaction chamber 10, and the reaction chamber It may include a collection chamber (50) connected to (10) to collect the synthesized boron nitride nanotubes.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 전구체 제공부(32)와 상기 제2 전구체 제공부(34)는 다른 전구체를 제공할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 제2 전구체는 암모니아 보레인을 포함한다. 상기 제1 전구체는 적어도 보론을 함유한다. 예를 들어, 상기 제1 전구체는, 보론, 헥사고날 보론 나이트라이드, 보론 옥사이드, 붕산, 보라진, 메탈 보라이드 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 제1 전구체는 헥사고날 보론 나이트라이드를 포함한다. According to one embodiment, the first precursor providing unit 32 and the second precursor providing unit 34 may provide different precursors. According to one embodiment, the second precursor includes ammonia borane. The first precursor contains at least boron. For example, the first precursor may include boron, hexagonal boron nitride, boron oxide, boric acid, borazine, metal boride, or a combination thereof. According to one embodiment, the first precursor includes hexagonal boron nitride.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 전구체는 플라즈마 방전 영역의 상부 영역에 제공되고, 상기 제2 전구체는 플라즈마 방전 영역의 하부 영역에 제공될 수 있다. 즉, 상기 제1 전구체가 제공되는 영역은 상기 제2 전구체가 제공되는 영역 보다 플라즈마 생성기(20)에 인접할 수 있다. 즉, 상기 제1 전구체가 제공되는 영역은 상기 제2 전구체가 제공되는 영역보다 고온일 수 있다.According to one embodiment, the first precursor may be provided in an upper area of the plasma discharge area, and the second precursor may be provided in a lower area of the plasma discharge area. That is, the area where the first precursor is provided may be closer to the plasma generator 20 than the area where the second precursor is provided. That is, the area where the first precursor is provided may have a higher temperature than the area where the second precursor is provided.
암모니아 보레인의 경우, 헥사고날 보론 나이트라이드 보다 낮은 온도에서도 라디칼을 생성할 수 있다. 따라서, 이러한 구성을 통하여, 서로 다른 성질을 갖는 전구체로부터 보론 나이트라이드 나노튜브를 생성할 수 있으며, 보론 나이트라이드 나노튜브의 생산량을 더욱 증가시킬 수 있다.In the case of ammonia borane, radicals can be generated even at lower temperatures than hexagonal boron nitride. Therefore, through this configuration, boron nitride nanotubes can be generated from precursors with different properties, and the production amount of boron nitride nanotubes can be further increased.
이상에서는 실시예들을 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.Although the above has been described with reference to the embodiments, those skilled in the art can make various modifications and changes to the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. You will understand.
본 발명은, 보론 나이트라이드 나노튜브를 포함하는 절연 소재, 압전 소재, 우주 항공 소재 등의 제조에 이용될 수 있다.The present invention can be used in the production of insulating materials, piezoelectric materials, aerospace materials, etc. containing boron nitride nanotubes.
Claims (12)
암모니아 보레인 분말을 상기 플라즈마가 생성된 반응 챔버에 제공하여 보론 나이트라이드 반응종을 생성하는 단계;
헥사고날 보론 나이트라이드 분말을 상기 반응 챔버에 제공하여 보론 나이트라이드 반응종을 생성하는 단계; 및
상기 보론 나이트라이드 반응종의 반응으로 생성된 보론 나이트라이트 나노튜브를 수집하는 단계를 포함하고,
상기 보론 나이트라이드 분말이 제공되는 영역은, 상기 암모니아 보레인 분말이 제공되는 영역보다 상기 플라즈마 생성기에 인접하고,
상기 암모니아 보레인 분말이 제공되는 영역의 온도는 상기 헥사고날 보론 나이트라이드 분말이 제공되는 영역의 온도보다 낮은 것을 특징으로 하는, 보론 나이트라이트 나노튜브의 제조 방법.providing plasma to the reaction chamber using a plasma generator;
Generating boron nitride reactive species by providing ammonia borane powder to the reaction chamber where the plasma is generated;
Providing hexagonal boron nitride powder to the reaction chamber to generate boron nitride reactive species; and
Comprising the step of collecting boron nitride nanotubes produced by reaction of the boron nitride reactive species,
The area where the boron nitride powder is provided is adjacent to the plasma generator than the area where the ammonia borane powder is provided,
A method for producing boron nitrite nanotubes, characterized in that the temperature of the area where the ammonia borane powder is provided is lower than the temperature of the area where the hexagonal boron nitride powder is provided.
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