金屬粉末制造用等離子體裝置及金屬粉末的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及金屬粉末制造用等離子體裝置，其具備：反應(yīng)容器；在與反應(yīng)容器內(nèi)的金屬原料間生成等離子體，使金屬原料蒸發(fā)以生成金屬蒸汽的等離子體槍?zhuān)幌蚍磻?yīng)容器供給搬運(yùn)金屬蒸汽的載氣的載氣供給部；對(duì)利用載氣從反應(yīng)容器輸送的金屬蒸汽冷卻以生成金屬粉末的冷卻管。其中，冷卻管具備在不使金屬蒸汽和/或金屬粉末與冷卻用流體直接接觸的情況下對(duì)其進(jìn)行冷卻的間接冷卻區(qū)；和配置在間接冷卻區(qū)后，通過(guò)使金屬蒸汽和/或金屬粉末與冷卻用流體接觸而對(duì)其進(jìn)行冷卻的直接冷卻區(qū)。冷卻管以長(zhǎng)度方向下游側(cè)位于上方的方式相對(duì)水平方向傾斜10～80°地設(shè)置于反應(yīng)容器，用于除去附著于冷卻管內(nèi)壁附著物的刮板從冷卻管的長(zhǎng)度方向下游端嵌插到冷卻管內(nèi)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】金屬粉末制造用等離子體裝置及金屬粉末的制造方法
[0001]本申請(qǐng)是申請(qǐng)?zhí)枮?01210213479.8，申請(qǐng)日為2012年6月25日，發(fā)明名稱(chēng)為“金屬粉末制造用等離子體裝置及金屬粉末的制造方法”的發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及制造金屬粉末的等離子體裝置，特別地，涉及具備管狀冷卻管并通過(guò)利用該冷卻管對(duì)經(jīng)過(guò)熔融、蒸發(fā)而形成的金屬蒸汽進(jìn)行冷卻來(lái)制造金屬粉末的等離子體裝置及金屬粉末的制造方法。

【背景技術(shù)】
[0003]在制造電子電路或配線基板、電阻、電容器、IC組件等電子部件時(shí)，為了形成導(dǎo)體被膜、電極，使用的是導(dǎo)電性金屬粉末。作為這樣的金屬粉末所要求的特性、性狀，可以列舉:雜質(zhì)少、平均粒徑為0.01?10 μ m左右的細(xì)微粉末、粒子形狀或粒徑均勻、凝聚少、在漿料中的分散性好、結(jié)晶性良好等。
[0004]近年來(lái)，伴隨電子部件、配線基板的小型化，導(dǎo)體被膜及電極的薄層化、細(xì)間距化得到發(fā)展，因而要求更加微細(xì)、球狀且高結(jié)晶性的金屬粉末。
[0005]作為制造這樣的細(xì)微金屬粉末的方法之一，已知有下述等離子體裝置:利用等離子體使金屬原料在反應(yīng)容器內(nèi)熔融、蒸發(fā)，然后冷卻金屬蒸汽，使其凝結(jié)從而得到金屬粉末(參照專(zhuān)利文獻(xiàn)1、2)。在這些等離子體裝置中，由于使金屬蒸汽在氣相中凝結(jié)，因此能夠制造出雜質(zhì)少、微細(xì)、球狀且結(jié)晶性高的金屬粒子。
[0006]這些等離子體裝置均具備長(zhǎng)的管狀冷卻管，對(duì)包含金屬蒸汽的載氣進(jìn)行多個(gè)階段的冷卻。例如，在專(zhuān)利文獻(xiàn)I中，具備通過(guò)將經(jīng)過(guò)預(yù)加熱的熱氣直接混合到上述載氣中來(lái)進(jìn)行冷卻的第I冷卻部、和在此之后通過(guò)直接混合常溫冷卻氣體而進(jìn)行冷卻的第2冷卻部。
[0007]另外，在專(zhuān)利文獻(xiàn)2的等離子體裝置中具備通過(guò)使冷卻用流體在管狀體周?chē)h(huán)，從而在不使該流體與上述載氣直接接觸的情況下將該載氣冷卻的間接冷卻區(qū)(第I冷卻部)；和在此之后通過(guò)向載氣中直接混合冷卻用流體而進(jìn)行冷卻的直接冷卻區(qū)(第2冷卻部)。
[0008]特別是就后者的情況而言，可以穩(wěn)定地進(jìn)行核的生成、成長(zhǎng)及結(jié)晶化，可以得到具有經(jīng)過(guò)控制的粒徑和粒度分布的金屬粉末。
[0009]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0010]專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0011]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)2007/0221635號(hào)說(shuō)明書(shū)
[0012]專(zhuān)利文獻(xiàn)2:日本專(zhuān)利3541939號(hào)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]發(fā)明要解決的問(wèn)題
[0014]但是，就上述文獻(xiàn)中記載的等離子體裝置而言，當(dāng)金屬蒸汽在冷卻管內(nèi)凝結(jié)時(shí)，其中的一部分將不可避免地附著于冷卻管的內(nèi)壁。該附著物緩慢堆積，會(huì)逐漸引發(fā)妨礙冷卻管內(nèi)載氣的流動(dòng)、某些情況下發(fā)生冷卻管堵塞的問(wèn)題。
[0015]特別是，與在冷卻管內(nèi)的全部區(qū)域具備噴出冷卻用流體的機(jī)構(gòu)的專(zhuān)利文獻(xiàn)I的裝置相比，專(zhuān)利文獻(xiàn)2記載的等離子體裝置存在下述問(wèn)題:在其冷卻管的上游側(cè)(第I冷卻部偵U的內(nèi)壁，更容易附著附著物。
[0016]以往，為了除去這樣的附著物，必須定期和/或不定期地使等離子體裝置停止運(yùn)轉(zhuǎn)，在裝置充分冷卻后拆解冷卻管并除去管內(nèi)的附著物。
[0017]但是，這些等離子體裝置在使等離子體發(fā)生后，直到能夠穩(wěn)定生成金屬蒸汽為止仍需要相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間。因此，為了除去附著物，除了從使等離子體裝置停止到拆解冷卻管所需的時(shí)間和實(shí)際進(jìn)行附著物的除去作業(yè)所需要的時(shí)間以外，還需要在裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)重新啟動(dòng)后、直到能夠穩(wěn)定生成金屬蒸汽為止所需要的時(shí)間，這從金屬粉末的生產(chǎn)效率的觀點(diǎn)考慮存在問(wèn)題。
[0018]本發(fā)明的目的在于提供能夠使上述問(wèn)題得以解決的等離子體裝置及金屬粉末的制造方法，其中，在具有冷卻管的金屬粉末制造用等離子體裝置中，可以容易地除去附著、堆積于冷卻管的內(nèi)壁的附著物，獲得更高的生產(chǎn)效率。解決問(wèn)題的方法
[0019]本發(fā)明提供一種金屬粉末制造用等離子體裝置，其具備:其中被供給金屬原料的反應(yīng)容器；在與所述反應(yīng)容器內(nèi)的金屬原料之間生成等離子體，使所述金屬原料蒸發(fā)以生成金屬蒸汽的等離子體槍?zhuān)幌蛩龇磻?yīng)容器內(nèi)供給用于搬運(yùn)所述金屬蒸汽的載氣的載氣供給部；以及，對(duì)利用所述載氣從所述反應(yīng)容器輸送的所述金屬蒸汽進(jìn)行冷卻以生成金屬粉末的冷卻管，其特征在于，所述冷卻管具備間接冷卻區(qū)和直接冷卻區(qū)，所述間接冷卻區(qū)通過(guò)用冷卻用流體冷卻所述冷卻管的周?chē)鷱亩诓皇估盟鲚d氣從所述反應(yīng)容器輸送的所述金屬蒸汽和/或金屬粉末與該冷卻用流體直接接觸的情況下對(duì)所述金屬蒸汽和/或金屬粉末進(jìn)行間接冷卻；所述直接冷卻區(qū)配置在所述間接冷卻區(qū)之后，通過(guò)使冷卻用流體與所述金屬蒸汽和/或金屬粉末接觸從而對(duì)所述金屬蒸汽和/或金屬粉末進(jìn)行直接冷卻，并且，將所述冷卻管以其長(zhǎng)度方向(長(zhǎng)手方向)下游側(cè)位于上方的方式相對(duì)水平方向傾斜10?80°地設(shè)置于所述反應(yīng)容器，并將用于除去附著于所述冷卻管的內(nèi)壁的附著物的刮板從所述冷卻管的長(zhǎng)度方向下游端嵌插到所述冷卻管內(nèi)。
[0020]發(fā)明的效果
[0021]本發(fā)明的等離子體裝置由于將冷卻管以其長(zhǎng)度方向下游側(cè)位于上方的方式相對(duì)水平方向傾斜地設(shè)置于反應(yīng)容器，并將用于刮落附著、堆積于冷卻管內(nèi)壁的附著物的刮板從冷卻管的下游端嵌插到冷卻管內(nèi)，因此，通過(guò)使該刮板在冷卻管內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)和/或驅(qū)動(dòng)，不僅能夠在不使裝置停止運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下除去附著物，而且可以容易地回收、排出刮落的附著物，進(jìn)而能夠飛躍性提高金屬粉末的生產(chǎn)效率。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1是示出第一實(shí)施方式的等離子體裝置的圖。
[0023]圖2(A)?(C)是示出第一實(shí)施方式的刮板的圖。
[0024]圖3(A) (B)是示出第二實(shí)施方式的等離子體裝置的圖。
[0025]圖4(A)?(E)是示出第二實(shí)施方式的刮板的圖。
[0026]圖5是示出第三實(shí)施方式的等離子體裝置的圖。
[0027]圖6㈧?(C)是示出第三實(shí)施方式的刮板的圖。
[0028]符號(hào)說(shuō)明
[0029]I等離子體裝置
[0030]2反應(yīng)容器
[0031]3冷卻管
[0032]4等離子體槍
[0033]10載氣供給部
[0034]20 刮板

【具體實(shí)施方式】
[0035]下面，基于【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明，但本發(fā)明不限定于此。
[0036][第一實(shí)施方式]
[0037]圖1示出了第一實(shí)施方式，該第一實(shí)施方式在與上述專(zhuān)利文獻(xiàn)2相同的轉(zhuǎn)移弧等離子體裝置中應(yīng)用了本發(fā)明，其中，在反應(yīng)容器2的內(nèi)部使金屬原料熔融、蒸發(fā)，將生成的金屬蒸汽在冷卻管3內(nèi)冷卻，使其凝結(jié)，從而生成金屬粒子。
[0038]需要指出的是，在下面的說(shuō)明中，所述上游側(cè)或下游側(cè)指的是圖1中的箭頭所示的在冷卻管3的長(zhǎng)度方向上的朝向，所述上方或下方指的是圖1中的箭頭所示的在豎直方向上的上下方向。
[0039]另外，在本發(fā)明中，作為金屬原料，只要是含有目標(biāo)金屬粉末的金屬成分的導(dǎo)電性物質(zhì)就沒(méi)有特別限定，除了純金屬以外，也可以使用包含兩種以上金屬成分的合金或復(fù)合物、混合物、化合物等。作為金屬成分的一例，可以列舉銀、金、鎘、鈷、銅、鐵、鎳、鈀、鉬、銠、釕、鉭、鈦、鎢、鋯、鑰、鈮等。雖然沒(méi)有特別限定，但從操作容易性出發(fā)，優(yōu)選使用數(shù)mm?數(shù)十_左右大小的粒狀或塊狀的金屬材料或合金材料作為金屬原料。
[0040]以下，為了便于理解，以制造鎳粉末作為金屬粉末，使用金屬鎳作為金屬原料的情況為例進(jìn)行說(shuō)明，但本發(fā)明并不限定于此。
[0041]對(duì)于金屬鎳，在裝置開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)之前預(yù)先在反應(yīng)容器2內(nèi)準(zhǔn)備規(guī)定量，在裝置開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)之后，根據(jù)成為金屬蒸汽而從反應(yīng)容器2內(nèi)減少的量隨時(shí)從給料口 9向反應(yīng)容器2內(nèi)補(bǔ)充。因此，本發(fā)明的等離子體裝置I可以長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)制造金屬粉末。
[0042]在反應(yīng)容器2的上方配置有等離子體槍4，經(jīng)由未圖示的供給管向等離子體槍4供給生成等離子體的氣體。等離子體槍4將負(fù)極6作為陰極，將設(shè)置于等離子體槍4內(nèi)部的未圖示的正極作為陽(yáng)極，產(chǎn)生等離子體7，然后將陽(yáng)極移至正極5，由此，在負(fù)極6和正極5之間產(chǎn)生等離子體7，利用該等離子體7的熱使反應(yīng)容器2內(nèi)的金屬鎳的至少一部分熔融，生成鎳的熔融液(溶湯)8。進(jìn)一步，等離子體槍4利用等離子體7的熱使熔融液8的一部分蒸發(fā)，生成鎳蒸汽(相當(dāng)于本發(fā)明的金屬蒸汽)。
[0043]載氣供給部10向反應(yīng)容器2內(nèi)供給用于搬運(yùn)鎳蒸汽的載氣。作為載氣，在制造的金屬粉末為貴金屬的情況下沒(méi)有限制，可以使用空氣、氧氣、水蒸汽等氧化性氣體、氮?dú)?、氬氣等非活性氣體、這些氣體的混合氣體等，在制造易于氧化的鎳、鋼等賤金屬(卑金屬)的情況下，優(yōu)選使用非活性氣體。只要沒(méi)有特別說(shuō)明，則在以下的說(shuō)明中，使用氮?dú)庾鳛檩d氣。
[0044]需要說(shuō)明的是，根據(jù)需要，也可以在載氣中混合氫氣、一氧化碳、甲烷、氨氣等還原性氣體、或醇類(lèi)、羧酸類(lèi)等有機(jī)化合物，除此之外，為了改善、調(diào)整金屬粉末的性能、特性，還可以含有氧氣或其它磷、硫等成分。另外，在等離子體的生成中使用的生成等離子體的氣體也可以作為載氣的一部分發(fā)揮功能。
[0045]在反應(yīng)容器2和冷卻管3的上游端(圖1中圖示的冷卻管上游側(cè)的端部附近)之間設(shè)置有直徑比冷卻管3的內(nèi)徑小的導(dǎo)入口 11，反應(yīng)容器2和冷卻管3經(jīng)由導(dǎo)入口 11連通。因此，含有在反應(yīng)容器2內(nèi)發(fā)生的鎳蒸汽的載氣通過(guò)導(dǎo)入口 11被輸送到冷卻管3。
[0046]冷卻管3具備間接冷卻含于載氣中的鎳蒸汽和/或鎳粉末的間接冷卻區(qū)1C、和直接冷卻含于載氣中的鎳蒸汽和/或鎳粉末的直接冷卻區(qū)DC。另外，如后所述，冷卻管3也可以進(jìn)一步具備待機(jī)用區(qū)AC。
[0047]在間接冷卻區(qū)1C，使用冷卻用流體或外部加熱器等對(duì)冷卻管3的周?chē)M(jìn)行冷卻或加熱，控制間接冷卻區(qū)IC的溫度，由此進(jìn)行冷卻。作為冷卻用流體，可以使用上述載氣或其它氣體，另外，也可以使用水、溫水、甲醇、乙醇或它們的混合物等液體。其中，從冷卻效率及成本方面考慮，優(yōu)選冷卻用流體使用水或溫水，使其在冷卻管3的周?chē)h(huán)從而對(duì)冷卻管3進(jìn)行冷卻。
[0048]在間接冷卻區(qū)1C，保持高溫而被輸送到冷卻管3內(nèi)的載氣中的鎳蒸汽在輻射作用下以較為緩和的速度被冷卻，在進(jìn)行穩(wěn)定且均勻的溫度控制的氣體氛圍中進(jìn)行核的生成、成長(zhǎng)、結(jié)晶化，由此在載氣中生成粒徑均勻的鎳粉末。
[0049]在直接冷卻區(qū)DC，對(duì)從間接冷卻區(qū)IC輸送來(lái)的鎳蒸汽和/或鎳粉末噴射或混合從未圖示的冷卻流體供給部供給的冷卻用流體，進(jìn)行直接冷卻。需要說(shuō)明的是，在直接冷卻區(qū)DC使用的冷卻用流體可以與在間接冷卻區(qū)IC中使用的冷卻用流體相同，也可以不同,但從易于操作及成本方面考慮，優(yōu)選使用與上述載氣相同的氣體(以下的實(shí)施方式中為氮?dú)?。
[0050]在使用氣體的情況下，與上述載氣相同，可以根據(jù)需要而混合使用還原性氣體或有機(jī)化合物、氧、磷、硫等成分。另外，在冷卻用流體含有液體的情況下，將該液體以噴霧的狀態(tài)導(dǎo)入到冷卻管3內(nèi)。
[0051]間接冷卻區(qū)IC內(nèi)的載氣中混合存在有鎳蒸汽和鎳粉末，但相比于其上游側(cè)，下游側(cè)的鎳蒸汽的比例較低。另外，根據(jù)裝置不同，直接冷卻區(qū)DC內(nèi)的載氣中也可以混合存在鎳蒸汽和鎳粉末。但是，如上所述，優(yōu)選核的生成、成長(zhǎng)、結(jié)晶化在間接冷卻區(qū)IC內(nèi)進(jìn)行并完成，因此，優(yōu)選直接冷卻區(qū)DC內(nèi)的載氣中不含有鎳蒸汽。
[0052]在等離子體裝置I的運(yùn)轉(zhuǎn)中，在上述冷卻管3中，載氣中的鎳粉末的一部分或來(lái)自于鎳蒸汽的析出物會(huì)緩慢附著于冷卻管3的內(nèi)壁，某些情況下，會(huì)形成氧化物或其它化合物而發(fā)生堆積。當(dāng)這些來(lái)自鎳蒸汽的附著物的堆積進(jìn)一步增加時(shí)，會(huì)導(dǎo)致冷卻管3的內(nèi)徑變窄、或載氣的流動(dòng)紊亂，不僅會(huì)對(duì)鎳粉末的粒徑、粒度分布的控制帶來(lái)不良影響，某些情況下還可能導(dǎo)致冷卻管3內(nèi)堵塞。特別是，已發(fā)現(xiàn):在具有間接冷卻區(qū)IC的冷卻管3的上游側(cè)，存在附著物增多的傾向。
[0053]基于后述理由，在本發(fā)明中，優(yōu)選在冷卻管3的下游端或其附近具備將搬運(yùn)金屬粉末的載氣的搬運(yùn)方向引導(dǎo)為與冷卻管3的長(zhǎng)度方向不同的方向的引導(dǎo)管。
[0054]第一實(shí)施方式的引導(dǎo)管13將載氣向著與冷卻管3的長(zhǎng)度方向大致垂直的方向引導(dǎo)。由引導(dǎo)管13引導(dǎo)的載氣被搬運(yùn)至未圖示的捕獲器，在該捕獲器中分離出金屬粉末和載氣，并回收金屬粉末。另外，在捕獲器中分離得到的載氣也可以構(gòu)成為能夠在載氣供給部10進(jìn)行再利用的形式。
[0055]這里，也可以在引導(dǎo)管13內(nèi)或其附近設(shè)置朝向引導(dǎo)方向噴出氣體的引導(dǎo)氣體噴出部。在引導(dǎo)氣體存在下，可以順利地進(jìn)行載氣搬運(yùn)方向的轉(zhuǎn)換。作為引導(dǎo)氣體，可以使用氮?dú)獾扰c上述載氣相同的氣體。
[0056]本發(fā)明的特征之一在于為了除去附著于冷卻管3內(nèi)的附著物而具有刮板，并將該刮板從上述冷卻管的下游端嵌插。
[0057]如圖2所示，第一實(shí)施方式的刮板20是在棒狀的軸21的一端具有用于刮落附著物的刮板頭22的形狀，優(yōu)選刮板20的全長(zhǎng)大于冷卻管3的長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)度。在刮板20內(nèi)，刮板頭22嵌插于冷卻管3內(nèi)，并且，軸21嵌插于設(shè)置在冷卻管3的下游端的插入口 31，且其至少一部分配置于冷卻管3外。
[0058]在現(xiàn)有的具備冷卻管的等離子體裝置中，捕獲器多被設(shè)置于管狀冷卻管的延長(zhǎng)線上，配置上述形狀的刮板20本身較為困難，但通過(guò)具備引導(dǎo)管13，能夠在冷卻管3的延長(zhǎng)線上形成空間，從而易于配置刮板20，因此優(yōu)選。但如果不介意裝置復(fù)雜化，也可以不具備引導(dǎo)管而配置刮板20，在本發(fā)明中，引導(dǎo)管并不是必要的構(gòu)成。
[0059]由于軸21以嵌插于插入口 3的狀態(tài)安裝，因此，軸21可以沿冷卻管3的長(zhǎng)度方向自由地進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并且，還可以自由地進(jìn)行以軸21的軸為中心的軸圓周(軸周>9 )方向的回轉(zhuǎn)。
[0060]需要說(shuō)明的是，刮板頭22的徑向(與軸21垂直的方向)的最大長(zhǎng)度設(shè)定為比冷卻管3內(nèi)的最小內(nèi)徑小。
[0061]在上述構(gòu)成的第一實(shí)施方式中，在定期或不定期地除去附著物時(shí)，操縱冷卻管3外的軸21，使軸21在沿冷卻管3的長(zhǎng)度方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)沿著軸圓周方向回轉(zhuǎn)。此時(shí)，對(duì)軸21的操縱不限于人手，也可以通過(guò)馬達(dá)等驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行。接著，通過(guò)利用刮板頭22對(duì)冷卻管3內(nèi)壁的附著物施加物理力，可以有效地刮落附著物。
[0062]圖2(A)?(C)是第一實(shí)施方式的刮板頭22的詳細(xì)圖，圖2(B)是從圖2(A)的I1-1I線觀察時(shí)的向視圖，圖2(c)是從圖2(B)的IIA-1IA’線觀察時(shí)的向視圖。
[0063]如圖不，刮板頭22具有弟一刮板頭22a、弟_■刮板頭22b、關(guān)出爪27，弟一刮板頭22a和第二刮板頭22b均呈具有3根輻條的環(huán)形狀。
[0064]另外,第一刮板頭22a、第二刮板頭22b分別具備齒角不同的鋸齒形狀的爪部23a及23b。因此，使刮板頭22向冷卻管3的上游側(cè)移動(dòng)時(shí)，首先通過(guò)第一刮板頭22a的爪部23a大致刮落冷卻管3內(nèi)壁的附著物，然后通過(guò)第二刮板頭22a的爪部23b刮落殘留的附著物。
[0065]此外，由于在與導(dǎo)入口 11對(duì)峙的刮板頭22上的位置設(shè)置有突出爪27，因此，根據(jù)需要，也可以通過(guò)使刮板頭22在冷卻管3的上游端回轉(zhuǎn)和/或往復(fù)運(yùn)動(dòng)，來(lái)除去附著于導(dǎo)入口 11及其周?chē)母街铩?br> [0066]刮板20的材質(zhì)只要具備耐熱性即可，優(yōu)選由例如SUS、Inconel合金等形成。另夕卜，可以將軸21和刮板頭22 —體地成型，也可以將它們分體接合。另外，軸21和刮板頭22只要可以一體地動(dòng)作即可，并不一定要將它們固定，例如，可以將它們經(jīng)由例如包含彈簧等彈性體的減振機(jī)構(gòu)連接。
[0067]未進(jìn)行附著物的除去作業(yè)時(shí)，在例如制造金屬粉末時(shí)，優(yōu)選使刮板頭22在冷卻管3的下游側(cè)待機(jī)。
[0068]刮板頭22的待機(jī)位置只要在金屬粉末的成長(zhǎng)基本結(jié)束的間接冷卻區(qū)IC(第I冷卻部)的下游側(cè)即可，更優(yōu)選為下游端附近。通過(guò)使刮板頭22的待機(jī)位置為直接冷卻區(qū)DC之后的下游側(cè)，可以抑制附著物向刮板頭22的附著，另外，可以降低由于刮板頭22而使載氣產(chǎn)生亂流、進(jìn)而對(duì)金屬粉末的粒徑及粒度分布帶來(lái)不良影響的風(fēng)險(xiǎn)。
[0069]在第一實(shí)施方式中，在冷卻管3中設(shè)置有待機(jī)用區(qū)AC，在進(jìn)行除去作業(yè)時(shí)以外，使刮板頭22在待機(jī)用區(qū)AC待機(jī)。
[0070]但是，并不一定要設(shè)置待機(jī)用區(qū)AC，也可以如后所述地在直接冷卻區(qū)DC待機(jī)。另夕卜，在使刮板頭22由不易發(fā)生附著物附著的材質(zhì)及形狀的構(gòu)件構(gòu)成、或形成為不易發(fā)生載氣亂流的形狀的情況下，也可以進(jìn)一步使刮板頭22在上游側(cè)待機(jī)。
[0071]本發(fā)明的等離子體裝置I的特征之一在于將冷卻管3以其下游側(cè)位于上方的方式相對(duì)水平方向以10?80°的范圍傾斜。
[0072]在現(xiàn)有的具備冷卻管的等離子體裝置中，多將冷卻管朝向水平方向或豎直方向設(shè)置，但在將冷卻管沿水平方向設(shè)置的情況下，會(huì)導(dǎo)致用刮板20刮落的附著物滯留于冷卻管內(nèi)，因此需要新設(shè)置回收滯留的附著物的機(jī)構(gòu)。
[0073]在將冷卻管沿豎直方向設(shè)置的情況下，刮落的附著物不會(huì)滯留于冷卻管內(nèi)，但對(duì)于豎直向下(冷卻管的下游側(cè)位于下方)的冷卻管的情況而言，存在刮落的附著物混入作為目標(biāo)物的金屬粉末中而導(dǎo)致金屬粉末的品質(zhì)降低的隱患。另外，對(duì)于豎直向上(冷卻管的下游側(cè)位于上方)的冷卻管的情況而言，存在刮落的附著物回落到反應(yīng)容器內(nèi)而導(dǎo)致溶液的溫度降低、雜質(zhì)濃度增高的隱患。
[0074]本發(fā)明具備上述刮板20，并同時(shí)將冷卻管3以相對(duì)水平方向?yàn)?0?80°范圍內(nèi)傾斜設(shè)置，由此，無(wú)需特別地新設(shè)置回收機(jī)構(gòu)即可將用刮板20刮落的附著物收集于冷卻管3的上游側(cè)。優(yōu)選的傾斜角度為20?70°，更優(yōu)選的傾斜角度為30?60°。
[0075]圖1所示的第一實(shí)施方式的冷卻管3以其下游側(cè)位于上方的方式相對(duì)水平方向傾斜45。設(shè)置。
[0076]由刮板20刮落的附著物也即使不具備特別的回收機(jī)構(gòu)，也可以?xún)H通過(guò)刮板20的往復(fù)運(yùn)動(dòng)和重力收集到冷卻管3的上游側(cè)。
[0077]需要說(shuō)明的是，在第一實(shí)施方式中，由于反應(yīng)容器2和冷卻管3經(jīng)由直徑比冷卻管3的內(nèi)徑小的導(dǎo)入口 11連通，因此，收集的附著物不易回落到反應(yīng)容器2內(nèi)。這樣，在本發(fā)明中，優(yōu)選冷卻管3的上游端經(jīng)由直徑比冷卻管3的內(nèi)徑小的導(dǎo)入口 11與反應(yīng)容器I連通。
[0078]此外，在第一實(shí)施方式中，在冷卻管3的上游側(cè)具備將附著物排出到冷卻管3外的開(kāi)口部32。在具有冷卻流體供給部(未圖示)的直接冷卻區(qū)DC設(shè)置開(kāi)口部32時(shí)，由于冷卻流體供給部的構(gòu)成復(fù)雜化，因此優(yōu)選開(kāi)口部32設(shè)置于間接冷卻區(qū)1C。
[0079]在開(kāi)口部32設(shè)置有以不會(huì)與冷卻管3的內(nèi)壁產(chǎn)生高度差的方式形成的開(kāi)關(guān)門(mén)33，其僅在附著物的除去作業(yè)時(shí)開(kāi)放。由此，在通常的金屬粉末制造時(shí)，可以盡可能抑制載氣發(fā)生亂流。
[0080]連結(jié)部34以包圍開(kāi)關(guān)門(mén)33的方式設(shè)置，對(duì)著連結(jié)部34安裝有可拆裝的回收容器35。在附著物的除去作業(yè)時(shí)，開(kāi)閉門(mén)33開(kāi)放，附著物從開(kāi)口部32向冷卻管3外排出，并由回收容器35回收。
[0081][第二實(shí)施方式]
[0082]圖3及圖4示出了第二實(shí)施方式，圖中，對(duì)與第一實(shí)施方式相同的部位賦予與第一實(shí)施方式相同的符號(hào)，并在以下省略其說(shuō)明。
[0083]第二實(shí)施方式中，等離子體裝置101的冷卻管103以其下游側(cè)位于上方的方式相對(duì)水平方向傾斜70°設(shè)置。另外，開(kāi)關(guān)門(mén)133為沿著冷卻管103的外壁滑動(dòng)的拉門(mén)型。
[0084]圖3(B)是從圖3(A)的III 一 III線觀察時(shí)的向視圖，如該圖所示，在第二實(shí)施方式中，彎曲的引導(dǎo)管113與冷卻管103的下游端面相連，由此將包含金屬粉末的載氣的搬運(yùn)方向引導(dǎo)至與冷卻管103的長(zhǎng)度方向不同的方向。
[0085]圖4(A)?(E)是第二實(shí)施方式的刮板頭122的詳細(xì)圖，圖4(B)是從圖4(A)的IV -1V線觀察時(shí)的向視圖，圖4(C)是從圖4(B)的IVA — IVA’線觀察時(shí)的向視圖，圖4(D)及圖4(E)是從圖4(B)的IVB -1VB’線觀察時(shí)的向視圖。
[0086]如圖4㈧所示，在第二實(shí)施方式的刮板120的一端部附近具有用于使利用人手對(duì)軸121的操作變得容易的手柄128。
[0087]另外，如圖4(B)?圖4(E)所示，刮板頭122呈由4根輻條、突出長(zhǎng)度不同的2個(gè)爪部125、126、及環(huán)狀的爪部124形成的形狀，所述4根輻條以軸121為中心成放射狀延伸，刮板頭122的外徑形成為比冷卻管103的內(nèi)徑稍小。
[0088]另外，如圖3(A)所示，在冷卻管103的下游端具備對(duì)刮板120進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)加以引導(dǎo)的軸導(dǎo)承('X 7卜力M K ) 140，在本實(shí)施方式中，刮板120嵌插于軸導(dǎo)承140的插入孔131。
[0089]在第二實(shí)施方式中，除去附著物時(shí)，用人手操作手柄128使刮板120發(fā)生回轉(zhuǎn)和/
或往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
[0090]需要說(shuō)明的是，由于刮板頭122具有三種爪部，因此在刮板頭122朝向冷卻管103的上游側(cè)移動(dòng)時(shí)，可以首先利用最突出的第一突出爪125大致刮落附著物，然后利用第二突出爪126和環(huán)狀爪部124將殘留的附著物均勻地刮落，從而能夠用較小的力有效去除附著物。
[0091][第三實(shí)施方式]
[0092]圖5及圖6示出了第三實(shí)施方式，圖中，對(duì)與第一?二實(shí)施方式相同的部位賦予與第一?二實(shí)施方式相同的符號(hào)，并在以下省略其說(shuō)明。
[0093]第三實(shí)施方式中，等離子體裝置201的冷卻管203以其下游側(cè)位于上方的方式相對(duì)水平方向傾斜20°設(shè)置。本實(shí)施方式中，就引導(dǎo)管213而言，其剖面形狀及直徑與冷卻管203大致相同，通過(guò)從冷卻管203的下游端連續(xù)彎曲，將包含金屬粉末的載氣的搬運(yùn)方向引導(dǎo)至與冷卻管203的長(zhǎng)度方向不同的方向。
[0094]本實(shí)施方式中，不具備待機(jī)用區(qū)AC,刮板頭222在直接冷卻區(qū)DC待機(jī)。
[0095]另外，在本實(shí)施方式中，冷卻管203的傾斜角度較緩，為20°，因此在反應(yīng)容器2和冷卻管203之間未設(shè)置導(dǎo)入口。
[0096]在冷卻管203的上游設(shè)置有開(kāi)關(guān)門(mén)33，可拆裝的回收容器235不經(jīng)由連結(jié)部而直接以覆蓋該開(kāi)關(guān)門(mén)33的方式安裝于冷卻管203。在回收容器235的內(nèi)部設(shè)置有分隔板236，其可以抑制在開(kāi)關(guān)門(mén)33開(kāi)放時(shí)流入回收容器235的載氣的存在下導(dǎo)致回收容器235內(nèi)的附著物返回到冷卻管203內(nèi)。
[0097]嵌插于軸導(dǎo)承140的軸221的一端與刮板驅(qū)動(dòng)部240連接，刮板驅(qū)動(dòng)部240具備邊使刮板220回轉(zhuǎn)、邊使其在長(zhǎng)度方向上進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(未圖示)。
[0098]圖6(A)?(C)是第三實(shí)施方式的刮板頭222的詳細(xì)圖，圖6 (B)是從圖6(A)的VI 一 VI線觀察時(shí)的向視圖，圖6(C)是從圖6(B)的VIA — VIA’線觀察時(shí)的向視圖。
[0099]如圖6 (A)?(C)所示，第三實(shí)施方式的刮板220具有穹頂(卜''一 △)形狀的刮板頭222。如圖所示，就刮板頭222而言，從軸221的一端附近延伸的四根弧狀輻條與環(huán)狀的爪部223連結(jié)。
[0100][其它變形例]
[0101 ] 本發(fā)明包括其它各種變形例。
[0102]作為一例，刮板頭只要可以除去附著物，不一定必須有爪部，刮板頭及爪部的形狀、個(gè)數(shù)也不受限制。
[0103]若在刮板頭內(nèi)部、軸內(nèi)部設(shè)置使水等流體循環(huán)的水冷機(jī)構(gòu)，則可以抑制刮板由熱引起的變形。
[0104]設(shè)置于冷卻管的開(kāi)口部的位置及個(gè)數(shù)也不受限制，可根據(jù)冷卻管的傾斜、刮板的形狀等而適當(dāng)變更。
[0105]另外，就引導(dǎo)管的形狀而言，只要能夠在冷卻管的延長(zhǎng)線上形成配置刮板的空間即可，除了上述例以外，也可以為例如S字狀、曲柄(crank)狀、螺旋狀。
【權(quán)利要求】
1.一種金屬粉末制造方法，其包括: 準(zhǔn)備金屬粉末制造用等離子體裝置的工序； 使用所述金屬粉末制造用等離子體裝置制造金屬粉末的工序， 所述金屬粉末制造用等離子體裝置具備: 反應(yīng)容器，其中被供給金屬原料； 等離子體槍?zhuān)摰入x子體槍在其與所述反應(yīng)容器內(nèi)的金屬原料之間生成等離子體，使所述金屬原料蒸發(fā)以生成金屬蒸汽； 載氣供給部，其向所述反應(yīng)容器內(nèi)供給用于搬運(yùn)所述金屬蒸汽的載氣； 冷卻管，具有與所述反應(yīng)容器連通的上游端、在冷卻管長(zhǎng)方向上位于所述上游端相反側(cè)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，所述第二部分與所述第一部分相比位于下游側(cè)，該冷卻管對(duì)利用所述載氣從所述反應(yīng)容器輸送的所述金屬蒸汽邊從所述上游端向所述下游端輸送邊進(jìn)行冷卻，以生成金屬粉末， 刮板，其從所述冷卻管的所述下游端嵌插到所述冷卻管內(nèi)，并用于除去附著于所述冷卻管的內(nèi)壁的附著物， 其特征在于， 所述制造金屬粉末的工序在使所述刮板在所述冷卻管的所述第二部分待機(jī)的狀態(tài)下進(jìn)行。
2.如權(quán)利要求1所述的金屬粉末制造方法，其特征在于， 所述冷卻管相對(duì)于水平方向傾斜10?80°地設(shè)置于所述反應(yīng)容器，并使得所述冷卻管的下游端位于所述冷卻管的上游端的上方。
3.如權(quán)利要求1或2所述的金屬粉末制造方法，其特征在于， 所述冷卻管的所述第一部分進(jìn)一步包含間接冷卻區(qū)，所述間接冷卻區(qū)對(duì)利用所述載氣從所述反應(yīng)容器輸送的所述金屬蒸汽和/或金屬粉末進(jìn)行間接冷卻。
4.如權(quán)利要求1?3中任一項(xiàng)所述的金屬粉末制造方法，其特征在于， 所述間接冷卻區(qū)通過(guò)用冷卻用流體冷卻所述冷卻管的周?chē)?，從而在所述金屬蒸汽?或金屬粉末不與該冷卻用流體直接接觸的情況下對(duì)所述金屬蒸汽和/或金屬粉末進(jìn)行冷卻。
5.如權(quán)利要求4所述的金屬粉末制造方法，其特征在于， 在所述間接冷卻區(qū)中，用于冷卻所述冷卻管周?chē)乃隼鋮s用流體使用水或溫水。
6.如權(quán)利要求1?5中任一項(xiàng)所述的金屬粉末制造方法,其特征在于， 所述第二部分進(jìn)一步包含對(duì)利用所述載氣從所述反應(yīng)容器輸送的所述金屬蒸汽和/或金屬粉末進(jìn)行直接冷卻的直接冷卻區(qū)。
7.如權(quán)利要6所述的金屬粉末制造方法，其特征在于， 所述直接冷卻區(qū)通過(guò)使冷卻用流體與所述金屬蒸汽和/或金屬粉末直接接觸從而對(duì)所述金屬蒸汽和/或金屬粉末進(jìn)行冷卻。
8.如權(quán)利要7所述的金屬粉末制造方法，其特征在于， 在所述直接冷卻區(qū)中，用于與所述金屬蒸汽和/或金屬粉末直接接觸的所述冷卻用流體包含與所述載氣相同的氣體。
9.如權(quán)利要求1?8中任一項(xiàng)所述的金屬粉末制造方法，其特征在于， 所述冷卻管的所述第二部分在所述直接冷卻區(qū)的下游側(cè)進(jìn)一步包括待機(jī)用區(qū)，所述制造金屬粉末的工序在使所述刮板的刮板頭在所述待機(jī)用區(qū)待機(jī)的狀態(tài)下進(jìn)行。
10.如權(quán)利要求1?9中任一項(xiàng)所述的金屬粉末制造方法，其特征在于， 供給至所述反應(yīng)容器中的所述金屬原料是含有所述金屬粉末的金屬成分的導(dǎo)電性物質(zhì)，且為粒狀或塊狀的金屬材料或合金材料。
11.如權(quán)利要求1?10中任一項(xiàng)所述的金屬粉末制造方法，其特征在于， 所述金屬成分包含選自銀、金、銅、鎳、鈀中的I種以上的元素。
12.如權(quán)利要求1?11中任一項(xiàng)所述的金屬粉末制造方法，其特征在于， 根據(jù)所述金屬原料變?yōu)樗鼋饘僬羝鴱乃龇磻?yīng)容器減少的量隨時(shí)向所述反應(yīng)容器補(bǔ)充所述金屬原料。
13.如權(quán)利要求1?12中任一項(xiàng)所述的金屬粉末制造方法，其特征在于， 使用金屬鎳作為所述金屬原料，使用含氮?dú)怏w作為所述載氣，由此制造鎳金屬粉末。
14.如權(quán)利要求1?13中任一項(xiàng)所述的金屬粉末制造方法，其特征在于， 所述刮板包含棒狀的軸和設(shè)置在所述軸的一端的刮板頭，所述刮板頭配置于所述冷卻管的內(nèi)部，并且，所述軸的另一端通過(guò)設(shè)置于所述冷卻管的所述第二部分的所述下游端的插入口而延伸至所述冷卻管的外部。
15.如權(quán)利要求1?14中任一項(xiàng)所述的金屬粉末制造方法，其特征在于， 還包括用捕獲器回收所述制造的所述金屬粉末的工序。
16.—種金屬粉末制造方法,其包括: 準(zhǔn)備金屬粉末制造用等離子體裝置的工序； 使用所述金屬粉末制造用等離子體裝置制造金屬粉末的工序， 所述金屬粉末制造用等離子體裝置具備: 反應(yīng)容器，其中被供給金屬原料； 等離子體槍?zhuān)摰入x子體槍在其與所述反應(yīng)容器內(nèi)的金屬原料之間生成等離子體，使所述金屬原料蒸發(fā)以生成金屬蒸汽； 載氣供給部，其向所述反應(yīng)容器內(nèi)供給用于搬運(yùn)所述金屬蒸汽的載氣； 冷卻管，具有與所述反應(yīng)容器連通的上游端、在冷卻管長(zhǎng)方向上位于所述上游端相反側(cè)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且位于所述第一部分的下游側(cè)的第二部分，該冷卻管對(duì)利用所述載氣從所述反應(yīng)容器輸送的所述金屬蒸汽邊從所述上游端向所述下游端輸送邊進(jìn)行冷卻，以生成金屬粉末， 刮板，其從所述冷卻管的所述下游端嵌插到所述冷卻管內(nèi)，并用于除去附著于所述冷卻管的內(nèi)壁的附著物， 其特征在于， 所述冷卻管進(jìn)一步具有:設(shè)置于所述第一部分且將由所述刮板除去的附著物排出到所述冷卻管外的開(kāi)口部，以及設(shè)置于所述開(kāi)口部且能夠開(kāi)閉的開(kāi)閉門(mén)， 所述制造金屬粉末的工序在關(guān)閉所述開(kāi)閉門(mén)的狀態(tài)下進(jìn)行。
17.如權(quán)利要16所述的金屬粉末制造方法，其特征在于， 所述冷卻管的所述第一部分具備間接冷卻區(qū)，所述間接冷卻區(qū)對(duì)利用所述載氣從所述反應(yīng)容器輸送的所述金屬蒸汽和/或金屬粉末進(jìn)行間接冷卻；所述開(kāi)口部配置在所述間接冷卻區(qū)。
18.如權(quán)利要17所述的金屬粉末制造方法，其特征在于， 用于回收被排出至所述冷卻管外的附著物的回收容器可拆裝于所述冷卻管的所述開(kāi)口部。
19.如權(quán)利要18所述的金屬粉末制造方法，其特征在于， 所述回收容器能夠以覆蓋所述開(kāi)口部的方式安裝。
【文檔編號(hào)】H05H1/42GK104148660SQ201410424660
【公開(kāi)日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2012年6月25日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月24日
【發(fā)明者】C.塞利克, 清水史幸, 前川雅之, F.科姆西克, A.K.卡基爾, O.德?tīng)柫挚? 申請(qǐng)人:昭榮化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社