金属粉末制造用等离子体装置及金属粉末的制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及金属粉末制造用等离子体装置，其具备：反应容器；在与反应容器内的金属原料间生成等离子体，使金属原料蒸发以生成金属蒸汽的等离子体枪；向反应容器供给搬运金属蒸汽的载气的载气供给部；对利用载气从反应容器输送的金属蒸汽冷却以生成金属粉末的冷却管。其中，冷却管具备在不使金属蒸汽和/或金属粉末与冷却用流体直接接触的情况下对其进行冷却的间接冷却区；和配置在间接冷却区后，通过使金属蒸汽和/或金属粉末与冷却用流体接触而对其进行冷却的直接冷却区。冷却管以长度方向下游侧位于上方的方式相对水平方向倾斜10～80°地设置于反应容器，用于除去附着于冷却管内壁附着物的刮板从冷却管的长度方向下游端嵌插到冷却管内。

【技术实现步骤摘要】
金属粉末制造用等离子体装置及金属粉末的制造方法本申请是申请号为201210213479.8，申请日为2012年6月25日，专利技术名称为“金属粉末制造用等离子体装置及金属粉末的制造方法”的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及制造金属粉末的等离子体装置，特别地，涉及具备管状冷却管并通过利用该冷却管对经过熔融、蒸发而形成的金属蒸汽进行冷却来制造金属粉末的等离子体装置及金属粉末的制造方法。
技术介绍
在制造电子电路或配线基板、电阻、电容器、IC组件等电子部件时，为了形成导体被膜、电极，使用的是导电性金属粉末。作为这样的金属粉末所要求的特性、性状，可以列举：杂质少、平均粒径为0.01～10μm左右的细微粉末、粒子形状或粒径均匀、凝聚少、在浆料中的分散性好、结晶性良好等。近年来，伴随电子部件、配线基板的小型化，导体被膜及电极的薄层化、细间距化得到发展，因而要求更加微细、球状且高结晶性的金属粉末。作为制造这样的细微金属粉末的方法之一，已知有下述等离子体装置：利用等离子体使金属原料在反应容器内熔融、蒸发，然后冷却金属蒸汽，使其凝结从而得到金属粉末(参照专利文献1、2)。在这些等离子体装置中，由于使金属蒸汽在气相中凝结，因此能够制造出杂质少、微细、球状且结晶性高的金属粒子。这些等离子体装置均具备长的管状冷却管，对包含金属蒸汽的载气进行多个阶段的冷却。例如，在专利文献1中，具备通过将经过预加热的热气直接混合到上述载气中来进行冷却的第1冷却部、和在此之后通过直接混合常温冷却气体而进行冷却的第2冷却部。另外，在专利文献2的等离子体装置中具备通过使冷却用流体在管状体周围循环，从而在不使该流体与上述载气直接接触的情况下将该载气冷却的间接冷却区(第1冷却部)；和在此之后通过向载气中直接混合冷却用流体而进行冷却的直接冷却区(第2冷却部)。特别是就后者的情况而言，可以稳定地进行核的生成、成长及结晶化，可以得到具有经过控制的粒径和粒度分布的金属粉末。现有技术文献专利文献专利文献1：美国专利申请公开2007/0221635号说明书专利文献2：日本专利3541939号
技术实现思路
专利技术要解决的问题但是，就上述文献中记载的等离子体装置而言，当金属蒸汽在冷却管内凝结时，其中的一部分将不可避免地附着于冷却管的内壁。该附着物缓慢堆积，会逐渐引发妨碍冷却管内载气的流动、某些情况下发生冷却管堵塞的问题。特别是，与在冷却管内的全部区域具备喷出冷却用流体的机构的专利文献1的装置相比，专利文献2记载的等离子体装置存在下述问题：在其冷却管的上游侧(第1冷却部侧)的内壁，更容易附着附着物。以往，为了除去这样的附着物，必须定期和/或不定期地使等离子体装置停止运转，在装置充分冷却后拆解冷却管并除去管内的附着物。但是，这些等离子体装置在使等离子体发生后，直到能够稳定生成金属蒸汽为止仍需要相当长的时间。因此，为了除去附着物，除了从使等离子体装置停止到拆解冷却管所需的时间和实际进行附着物的除去作业所需要的时间以外，还需要在装置的运转重新启动后、直到能够稳定生成金属蒸汽为止所需要的时间，这从金属粉末的生产效率的观点考虑存在问题。本专利技术的目的在于提供能够使上述问题得以解决的等离子体装置及金属粉末的制造方法，其中，在具有冷却管的金属粉末制造用等离子体装置中，可以容易地除去附着、堆积于冷却管的内壁的附着物，获得更高的生产效率。解决问题的方法本专利技术提供一种金属粉末制造用等离子体装置，其具备：其中被供给金属原料的反应容器；在与所述反应容器内的金属原料之间生成等离子体，使所述金属原料蒸发以生成金属蒸汽的等离子体枪；向所述反应容器内供给用于搬运所述金属蒸汽的载气的载气供给部；以及，对利用所述载气从所述反应容器输送的所述金属蒸汽进行冷却以生成金属粉末的冷却管，其特征在于，所述冷却管具备间接冷却区和直接冷却区，所述间接冷却区通过用冷却用流体冷却所述冷却管的周围从而在不使利用所述载气从所述反应容器输送的所述金属蒸汽和/或金属粉末与该冷却用流体直接接触的情况下对所述金属蒸汽和/或金属粉末进行间接冷却；所述直接冷却区配置在所述间接冷却区之后，通过使冷却用流体与所述金属蒸汽和/或金属粉末接触从而对所述金属蒸汽和/或金属粉末进行直接冷却，并且，将所述冷却管以其长度方向(長手方向)下游侧位于上方的方式相对水平方向倾斜10～80°地设置于所述反应容器，并将用于除去附着于所述冷却管的内壁的附着物的刮板从所述冷却管的长度方向下游端嵌插到所述冷却管内。专利技术的效果本专利技术的等离子体装置由于将冷却管以其长度方向下游侧位于上方的方式相对水平方向倾斜地设置于反应容器，并将用于刮落附着、堆积于冷却管内壁的附着物的刮板从冷却管的下游端嵌插到冷却管内，因此，通过使该刮板在冷却管内往复运动和/或驱动，不仅能够在不使装置停止运转的情况下除去附着物，而且可以容易地回收、排出刮落的附着物，进而能够飞跃性提高金属粉末的生产效率。附图说明图1是示出第一实施方式的等离子体装置的图。图2(A)～(C)是示出第一实施方式的刮板的图。图3(A)(B)是示出第二实施方式的等离子体装置的图。图4(A)～(E)是示出第二实施方式的刮板的图。图5是示出第三实施方式的等离子体装置的图。图6(A)～(C)是示出第三实施方式的刮板的图。符号说明1等离子体装置2反应容器3冷却管4等离子体枪10载气供给部20刮板具体实施方式下面，基于具体实施方式对本专利技术进行说明，但本专利技术不限定于此。[第一实施方式]图1示出了第一实施方式，该第一实施方式在与上述专利文献2相同的转移弧等离子体装置中应用了本专利技术，其中，在反应容器2的内部使金属原料熔融、蒸发，将生成的金属蒸汽在冷却管3内冷却，使其凝结，从而生成金属粒子。需要指出的是，在下面的说明中，所述上游侧或下游侧指的是图1中的箭头所示的在冷却管3的长度方向上的朝向，所述上方或下方指的是图1中的箭头所示的在竖直方向上的上下方向。另外，在本专利技术中，作为金属原料，只要是含有目标金属粉末的金属成分的导电性物质就没有特别限定，除了纯金属以外，也可以使用包含两种以上金属成分的合金或复合物、混合物、化合物等。作为金属成分的一例，可以列举银、金、镉、钴、铜、铁、镍、钯、铂、铑、钌、钽、钛、钨、锆、钼、铌等。虽然没有特别限定，但从操作容易性出发，优选使用数mm～数十mm左右大小的粒状或块状的金属材料或合金材料作为金属原料。以下，为了便于理解，以制造镍粉末作为金属粉末，使用金属镍作为金属原料的情况为例进行说明，但本专利技术并不限定于此。对于金属镍，在装置开始运转之前预先在反应容器2内准备规定量，在装置开始运转之后，根据成为金属蒸汽而从反应容器2内减少的量随时从给料口9向反应容器2内补充。因此，本专利技术的等离子体装置1可以长时间连续制造金属粉末。在反应容器2的上方配置有等离子体枪4，经由未图示的供给管向等离子体枪4供给生成等离子体的气体。等离子体枪4将负极6作为阴极，将设置于等离子体枪4内部的未图示的正极作为阳极，产生等离子体7，然后将阳极移至正极5，由此，在负极6和正极5之间产生等离子体7，利用该等离子体7的热使反应容器2内的金属镍的至少一部分熔融，生成镍的熔融液(溶湯)8。进一步，等离子体枪4利用等离子体7的热使熔融液8的一部分蒸发，生成镍蒸汽本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属粉末制造方法，其包括：准备金属粉末制造用等离子体装置的工序；使用所述金属粉末制造用等离子体装置制造金属粉末的工序，所述金属粉末制造用等离子体装置具备：反应容器，其中被供给金属原料；等离子体枪，该等离子体枪在其与所述反应容器内的金属原料之间生成等离子体，使所述金属原料蒸发以生成金属蒸汽；载气供给部，其向所述反应容器内供给用于搬运所述金属蒸汽的载气；冷却管，具有与所述反应容器连通的上游端、在冷却管长方向上位于所述上游端相反侧的下游端、包含所述上游端的第一部分以及包含所述下游端的第二部分，所述第二部分与所述第一部分相比位于下游侧，该冷却管对利用所述载气从所述反应容器输送的所述金属蒸汽边从所述上游端向所述下游端输送边进行冷却，以生成金属粉末，刮板，其从所述冷却管的所述下游端嵌插到所述冷却管内，并用于除去附着于所述冷却管的内壁的附着物，其特征在于，所述制造金属粉末的工序在使所述刮板在所述冷却管的所述第二部分待机的状态下进行。

【技术特征摘要】
2011.06.24 JP 2011-1400981.一种金属粉末制造方法，其包括：准备金属粉末制造用等离子体装置的工序；使用所述金属粉末制造用等离子体装置制造金属粉末的工序，所述金属粉末制造用等离子体装置具备：反应容器，其中被供给金属原料；等离子体枪，该等离子体枪在其与所述反应容器内的金属原料之间生成等离子体，使所述金属原料蒸发以生成金属蒸汽；载气供给部，其向所述反应容器内供给用于搬运所述金属蒸汽的载气；冷却管，具有与所述反应容器连通的上游端、在冷却管长方向上位于所述上游端相反侧的下游端、包含所述上游端的第一部分以及包含所述下游端的第二部分，所述第二部分与所述第一部分相比位于下游侧，该冷却管对利用所述载气从所述反应容器输送的所述金属蒸汽边从所述上游端向所述下游端输送边进行冷却，以生成金属粉末，刮板，其从所述冷却管的所述下游端嵌插到所述冷却管内，并用于除去附着于所述冷却管的内壁的附着物，其特征在于，所述制造金属粉末的工序在使所述刮板在所述冷却管的所述第二部分待机的状态下进行。2.如权利要求1所述的金属粉末制造方法，其特征在于，所述冷却管相对于水平方向倾斜10～80°地设置于所述反应容器，并使得所述冷却管的下游端位于所述冷却管的上游端的上方。3.如权利要求1所述的金属粉末制造方法，其特征在于，所述冷却管的所述第一部分进一步包含间接冷却区，所述间接冷却区对利用所述载气从所述反应容器输送的所述金属蒸汽和/或金属粉末进行间接冷却。4.如权利要求3所述的金属粉末制造方法，其特征在于，所述间接冷却区通过用冷却用流体冷却所述冷却管的周围，从而在所述金属蒸汽和/或金属粉末不与该冷却用流体直接接触的情况下对所述金属蒸汽和/或金属粉末进行冷却。5.如权利要求4所述的金属粉末制造方法，其特征在于，在所述间接冷却区中，用于冷却所述冷却管周围的所述冷却用流体使用水。6.如权利要求1所述的金属粉末制造方法，其特征在于，所述第二部分进一步包含对利用所述载气从所述反应容器输送的所述金属蒸汽和/或金属粉末进行直接冷却的直接冷却区。7.如权利要求6所述的金属粉末制造方法，其特征在于，所述直接冷却区通过使冷却用流体与所述金属蒸汽和/或金属粉末直接接触从而对所述金属蒸汽和/或金属粉末进行冷却。8.如权利要求7所述的金属粉末制造方法，其特征在于，在所述直接冷却区中，用于与所述金属蒸汽和/或金属粉末直接接触的所述冷却用流体包含与所述载气相同的气体。9.如权利要求6所述的金属粉末制造方法，其特征在于，所述冷却管的所述第二部分在所述直接冷却区的下游侧进一步包括待机用区，所述制造金属粉末的工序在使所述刮板的刮板头在所述待机用区待机的状...

【专利技术属性】
技术研发人员：C塞利克，清水史幸，前川雅之，F科姆西克，AK卡基尔，O德尔林康，
申请(专利权)人：昭荣化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP