金屬粉末制造用等離子體裝置及金屬粉末的制造方法
【專利摘要】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；向反應(yīng)容器供給搬運金屬蒸汽的載氣的載氣供給部；對利用載氣從反應(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，通過使金屬蒸汽和/或金屬粉末與冷卻用流體接觸而對其進(jìn)行冷卻的直接冷卻區(qū)。冷卻管以長度方向下游側(cè)位于上方的方式相對水平方向傾斜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度方向下游端嵌插到冷卻管內(nèi)。
【專利說明】金屬粉末制造用等離子體裝置及金屬粉末的制造方法
[0001]本申請是申請?zhí)枮?01210213479.8，申請日為2012年6月25日，發(fā)明名稱為“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)明專利申請的分案申請。

【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利用該冷卻管對經(jīng)過熔融、蒸發(fā)而形成的金屬蒸汽進(jìn)行冷卻來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，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，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的管狀冷卻管，對包含金屬蒸汽的載氣進(jìn)行多個階段的冷卻。例如，在專利文獻(xiàn)I中，具備通過將經(jīng)過預(yù)加熱的熱氣直接混合到上述載氣中來進(jìn)行冷卻的第I冷卻部、和在此之后通過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，在專利文獻(xiàn)2的等離子體裝置中具備通過使冷卻用流體在管狀體周圍循環(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、成長及結(jié)晶化，可以得到具有經(jīng)過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]專利文獻(xiàn)
[0011]專利文獻(xiàn)1:美國專利申請公開2007/0221635號說明書
[0012]專利文獻(xiàn)2:日本專利3541939號


【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]發(fā)明要解決的問題
[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，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，會逐漸引發(fā)妨礙冷卻管內(nèi)載氣的流動、某些情況下發(fā)生冷卻管堵塞的問題。
[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構(gòu)的專利文獻(xiàn)I的裝置相比，專利文獻(xiàn)2記載的等離子體裝置存在下述問題: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)長的時間。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間和實際進(jìn)行附著物的除去作業(yè)所需要的時間以外，還需要在裝置的運轉(zhuǎn)重新啟動后、直到能夠穩(wěn)定生成金屬蒸汽為止所需要的時間，這從金屬粉末的生產(chǎn)效率的觀點考慮存在問題。
[0018]本發(fā)明的目的在于提供能夠使上述問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；向所述反應(yīng)容器內(nèi)供給用于搬運所述金屬蒸汽的載氣的載氣供給部；以及，對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)通過用冷卻用流體冷卻所述冷卻管的周圍從而在不使利用所述載氣從所述反應(yīng)容器輸送的所述金屬蒸汽和/或金屬粉末與該冷卻用流體直接接觸的情況下對所述金屬蒸汽和/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，通過使冷卻用流體與所述金屬蒸汽和/或金屬粉末接觸從而對所述金屬蒸汽和/或金屬粉末進(jìn)行直接冷卻，并且，將所述冷卻管以其長度方向(長手方向)下游側(cè)位于上方的方式相對水平方向傾斜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度方向下游側(cè)位于上方的方式相對水平方向傾斜地設(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，通過使該刮板在冷卻管內(nèi)往復(fù)運動和/或驅(qū)動，不僅能夠在不使裝置停止運轉(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。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是示出第一實施方式的等離子體裝置的圖。
[0023]圖2(A)?(C)是示出第一實施方式的刮板的圖。
[0024]圖3(A) (B)是示出第二實施方式的等離子體裝置的圖。
[0025]圖4(A)?(E)是示出第二實施方式的刮板的圖。
[0026]圖5是示出第三實施方式的等離子體裝置的圖。
[0027]圖6㈧?(C)是示出第三實施方式的刮板的圖。
[0028]符號說明
[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

【具體實施方式】
[0035]下面，基于【具體實施方式】對本發(fā)明進(jìn)行說明，但本發(fā)明不限定于此。
[0036][第一實施方式]
[0037]圖1示出了第一實施方式，該第一實施方式在與上述專利文獻(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)行說明，但本發(fā)明并不限定于此。
[0041]對于金屬鎳，在裝置開始運轉(zhuǎn)之前預(yù)先在反應(yīng)容器2內(nèi)準(zhǔn)備規(guī)定量，在裝置開始運轉(zhuǎn)之后，根據(jù)成為金屬蒸汽而從反應(yīng)容器2內(nèi)減少的量隨時從給料口 9向反應(yīng)容器2內(nèi)補充。因此，本發(fā)明的等離子體裝置I可以長時間連續(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極，產(chǎn)生等離子體7，然后將陽極移至正極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有限制，可以使用空氣、氧氣、水蒸汽等氧化性氣體、氮氣、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。只要沒有特別說明，則在以下的說明中，使用氮氣作為載氣。
[0044]需要說明的是，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、羧酸類等有機化合物，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冷卻管3的周圍進(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的周圍循環(huán)從而對冷卻管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、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，對從間接冷卻區(qū)IC輸送來的鎳蒸汽和/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(以下的實施方式中為氮氣)。
[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、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的運轉(zhuǎn)中，在上述冷卻管3中，載氣中的鎳粉末的一部分或來自于鎳蒸汽的析出物會緩慢附著于冷卻管3的內(nèi)壁，某些情況下，會形成氧化物或其它化合物而發(fā)生堆積。當(dāng)這些來自鎳蒸汽的附著物的堆積進(jìn)一步增加時，會導(dǎo)致冷卻管3的內(nèi)徑變窄、或載氣的流動紊亂，不僅會對鎳粉末的粒徑、粒度分布的控制帶來不良影響，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金屬粉末的載氣的搬運方向引導(dǎo)為與冷卻管3的長度方向不同的方向的引導(dǎo)管。
[0054]第一實施方式的引導(dǎo)管13將載氣向著與冷卻管3的長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)行載氣搬運方向的轉(zhuǎn)換。作為引導(dǎo)氣體，可以使用氮氣等與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的全長大于冷卻管3的長度方向的長度。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線上，配置上述形狀的刮板20本身較為困難，但通過具備引導(dǎo)管13，能夠在冷卻管3的延長線上形成空間，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的長度方向自由地進(jìn)行往復(fù)運動，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]需要說明的是，刮板頭22的徑向(與軸21垂直的方向)的最大長度設(shè)定為比冷卻管3內(nèi)的最小內(nèi)徑小。
[0061]在上述構(gòu)成的第一實施方式中，在定期或不定期地除去附著物時，操縱冷卻管3外的軸21，使軸21在沿冷卻管3的長度方向往復(fù)運動的同時沿著軸圓周方向回轉(zhuǎn)。此時，對軸21的操縱不限于人手，也可以通過馬達(dá)等驅(qū)動機構(gòu)進(jìn)行。接著，通過利用刮板頭22對冷卻管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線觀察時的向視圖，圖2(c)是從圖2(B)的IIA-1IA’線觀察時的向視圖。
[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)移動時，首先通過第一刮板頭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，也可以通過使刮板頭22在冷卻管3的上游端回轉(zhuǎn)和/或往復(fù)運動，來除去附著于導(dǎo)入口 11及其周圍的附著物。
[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構(gòu)連接。
[0067]未進(jìn)行附著物的除去作業(yè)時，在例如制造金屬粉末時，優(yōu)選使刮板頭22在冷卻管3的下游側(cè)待機。
[0068]刮板頭22的待機位置只要在金屬粉末的成長基本結(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。通過使刮板頭22的待機位置為直接冷卻區(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)而對金屬粉末的粒徑及粒度分布帶來不良影響的風(fēng)險。
[0069]在第一實施方式中，在冷卻管3中設(shè)置有待機用區(qū)AC，在進(jìn)行除去作業(yè)時以外，使刮板頭22在待機用區(qū)AC待機。
[0070]但是，并不一定要設(shè)置待機用區(qū)AC，也可以如后所述地在直接冷卻區(qū)DC待機。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。
[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，刮落的附著物不會滯留于冷卻管內(nèi)，但對于豎直向下(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，并同時將冷卻管3以相對水平方向為10?80°范圍內(nèi)傾斜設(shè)置，由此，無需特別地新設(shè)置回收機構(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所示的第一實施方式的冷卻管3以其下游側(cè)位于上方的方式相對水平方向傾斜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構(gòu)，也可以僅通過刮板20的往復(fù)運動和重力收集到冷卻管3的上游側(cè)。
[0077]需要說明的是，在第一實施方式中，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)置開口部32時，由于冷卻流體供給部的構(gòu)成復(fù)雜化，因此優(yōu)選開口部32設(shè)置于間接冷卻區(qū)1C。
[0079]在開口部32設(shè)置有以不會與冷卻管3的內(nèi)壁產(chǎn)生高度差的方式形成的開關(guān)門33，其僅在附著物的除去作業(yè)時開放。由此，在通常的金屬粉末制造時，可以盡可能抑制載氣發(fā)生亂流。
[0080]連結(jié)部34以包圍開關(guān)門33的方式設(shè)置，對著連結(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，開閉門33開放，附著物從開口部32向冷卻管3外排出，并由回收容器35回收。
[0081][第二實施方式]
[0082]圖3及圖4示出了第二實施方式，圖中，對與第一實施方式相同的部位賦予與第一實施方式相同的符號，并在以下省略其說明。
[0083]第二實施方式中，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水平方向傾斜70°設(shè)置。另外，開關(guān)門133為沿著冷卻管103的外壁滑動的拉門型。
[0084]圖3(B)是從圖3(A)的III 一 III線觀察時的向視圖，如該圖所示，在第二實施方式中，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方向引導(dǎo)至與冷卻管103的長度方向不同的方向。
[0085]圖4(A)?(E)是第二實施方式的刮板頭122的詳細(xì)圖，圖4(B)是從圖4(A)的IV -1V線觀察時的向視圖，圖4(C)是從圖4(B)的IVA — IVA’線觀察時的向視圖，圖4(D)及圖4(E)是從圖4(B)的IVB -1VB’線觀察時的向視圖。
[0086]如圖4㈧所示，在第二實施方式的刮板120的一端部附近具有用于使利用人手對軸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、突出長度不同的2個爪部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的下游端具備對刮板120進(jìn)行往復(fù)運動時的運動加以引導(dǎo)的軸導(dǎo)承('X 7卜力M K ) 140，在本實施方式中，刮板120嵌插于軸導(dǎo)承140的插入孔131。
[0089]在第二實施方式中，除去附著物時，用人手操作手柄128使刮板120發(fā)生回轉(zhuǎn)和/
或往復(fù)運動。
[0090]需要說明的是，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)移動時，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][第三實施方式]
[0092]圖5及圖6示出了第三實施方式，圖中，對與第一?二實施方式相同的部位賦予與第一?二實施方式相同的符號，并在以下省略其說明。
[0093]第三實施方式中，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水平方向傾斜20°設(shè)置。本實施方式中，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方向引導(dǎo)至與冷卻管203的長度方向不同的方向。
[0094]本實施方式中，不具備待機用區(qū)AC,刮板頭222在直接冷卻區(qū)DC待機。
[0095]另外，在本實施方式中，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)置有開關(guān)門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關(guān)門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，其可以抑制在開關(guān)門33開放時流入回收容器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)動部240連接，刮板驅(qū)動部240具備邊使刮板220回轉(zhuǎn)、邊使其在長度方向上進(jìn)行往復(fù)運動的驅(qū)動機構(gòu)(未圖示)。
[0098]圖6(A)?(C)是第三實施方式的刮板頭222的詳細(xì)圖，圖6 (B)是從圖6(A)的VI 一 VI線觀察時的向視圖，圖6(C)是從圖6(B)的VIA — VIA’線觀察時的向視圖。
[0099]如圖6 (A)?(C)所示，第三實施方式的刮板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)置于冷卻管的開口部的位置及個數(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用等離子體裝置，其具備: 反應(yīng)容器，其中被供給金屬原料； 等離子體槍，該等離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)供給用于搬運所述金屬蒸汽的載氣； 冷卻管，其對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；以及 刮板，其包含棒狀的軸和設(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內(nèi)，并且，所述軸的至少一部分配置于冷卻管外， 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)對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；所述直接冷卻區(qū)配置在所述間接冷卻區(qū)之后，對所述金屬蒸汽和/或金屬粉末進(jìn)行直接冷卻， 所述刮板從所述冷卻管的長度方向下游端嵌插到所述冷卻管內(nèi)，并且設(shè)置成能夠除去附著于所述間接冷卻區(qū)的所述冷卻管的內(nèi)壁的附著物。
2.如權(quán)利要求1所述的金屬粉末制造用等離子體裝置，其特征在于， 將所述冷卻管以其長度方向下游側(cè)位于上方的方式相對于水平方向傾斜10?80°地設(shè)置于所述反應(yīng)容器。
3.如權(quán)利要求2所述的金屬粉末制造用等離子體裝置，其特征在于， 將所述冷卻管以其長度方向下游側(cè)位于上方的方式相對水平方向傾斜30?60°地設(shè)置。
4.如權(quán)利要求1所述的金屬粉末制造用等離子體裝置，其特征在于， 所述冷卻管具備引導(dǎo)管，所述引導(dǎo)管將所述載氣引導(dǎo)至與所述冷卻管的長度方向不同的方向。
5.如權(quán)利要求4所述的金屬粉末制造用等離子體裝置，其特征在于， 所述引導(dǎo)管設(shè)置于所述冷卻管的下游側(cè)或其附近。
6.如權(quán)利要求5所述的金屬粉末制造用等離子體裝置，其特征在于， 所述金屬粉末制造用等離子體裝置進(jìn)一步具有回收上述金屬粉末的捕獲器，所述引導(dǎo)管將所述載氣運送到所述捕獲器中。
7.如權(quán)利要求1所述的金屬粉末制造用等離子體裝置，其特征在于， 所述冷卻管在其長度方向上游端經(jīng)由直徑比所述冷卻管的內(nèi)徑小的導(dǎo)入口與所述反應(yīng)容器連通。
8.如權(quán)利要求7所述的金屬粉末制造用等離子體裝置，其特征在于， 所述刮板具備將附著于所述導(dǎo)入口的附著物除去的爪部。
9.如權(quán)利要求1所述的金屬粉末制造用等離子體裝置，其特征在于， 所述間接冷卻區(qū)通過用冷卻用流體冷卻所述冷卻管的周圍，從而在所述金屬蒸汽和/或金屬粉末不與該冷卻用流體直接接觸的情況下對所述金屬蒸汽和/或金屬粉末進(jìn)行間接冷卻；所述直接冷卻區(qū)通過使冷卻用流體與所述金屬蒸汽和/或金屬粉末接觸從而對所述金屬蒸汽和/或金屬粉末進(jìn)行冷卻。
10.如權(quán)利要求1所述的金屬粉末制造用等離子體裝置，其特征在于， 通過操作所述冷卻管外的軸，使所述刮板進(jìn)行往復(fù)運動和/或驅(qū)動，從而去除所述附著物。
11.如權(quán)利要求1所述的金屬粉末制造用等離子體裝置，其特征在于， 在所述冷卻管的長度方向上游側(cè)具備開口部，所述開口部將用所述刮板除去的附著物排出到所述冷卻管外。
12.—種金屬粉末的制造方法，其特征在于， 使用權(quán)利要求1?11中任一項所述的金屬粉末制造用等離子體裝置制造金屬粉末。
【文檔編號】B22F9/12GK104148659SQ201410424659
【公開日】2014年11月19日 申請日期: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.德爾林康 申請人:昭榮化學(xué)工業(yè)株式會社