导电性粉末的等离子体表面处理装置的制作方法

1.本发明涉及一种粉末的等离子体表面处理装置，更具体地，涉及一种均匀地混合导电性粉末以不位于2个电极之间,同时用等离子体射流进行表面处理的导电性粉末的等离子体表面处理装置。


背景技术：

2.以往，通常有如下方法；即粉末通过与存在等离子体的电极绝缘的路径内的同时，进行粉末的表面处理，或者被构成为载气沿着循环路径循环，在该路径内存在等离子体，使粉末沿着载气循环的路径循环的同时，实施粉末的表面处理的方法。
3.然而，这些粉末的表面处理方法，设备体积增加或者粉末沿路径移动时混合不均匀。即，由于粉末在沿所述路径移动时仅向一个方向移动，因此，一些粉末呈团移动，导致粉末混合不均匀。
4.另一方面，导电性粉末的表面处理困难。这是因为在导电性粉末存在于用于产生等离子体的电极之间时，用于产生等离子体的电极和导电性粉末之间会被导电性粉末产生电干扰，从而，存在难以产生等离子体的问题。
5.因此，现有的用于处理导电性粉末的表面的技术只能在外表面存在电极的反应器内进行处理，此时，在反应器内产生的等离子体的密度会很变弱，若在这种等离子体环境下对粉末进行表面处理，则粉末的表面处理时间较长，难以对粉末的表面进行均匀的处理。
6.因此，在反应器内对粉末进行表面处理时，试图采用悬浮粉末的技术来实现粉末的均匀的表面处理，但是，这无非是将粉末分散，由于在密度微弱的等离子体环境下对粉末进行表面处理，因此，对粉末进行均匀地表面处理仍然存在问题。


技术实现要素：

7.因此，本发明所要解决的问题在于，提供一种导电性粉末的等离子体表面处理装置，所述装置通过将导电性粉末悬浮预定时间以及由重力下落，来实现粉末的均匀混合，同时，使导电性粉末与等离子体射流直接接触，来对导电性粉末进行均匀地表面处理。
8.根据本发明的一实施例的导电性粉末的等离子体表面处理装置，其中，包括：反应室，其垂直截面呈漏斗形，具备下端的线性进气口和上端的排气口；以及等离子体射流发生装置，位于所述线性进气口的下方，并被构成为通过所述线性进气口将等离子体射流以从下至上方吐出至所述反应室中，在所述反应室内容纳粉末，通过所述等离子体射流悬浮而被等离子体处理。
9.在一实施例中，所述粉末可以为导电性粉末，所述导电性粉末可以为碳颗粒。
10.本发明所要达成的目的在于，在处理导电性粉末时，使导电性粉末不位于用于产生等离子体的电极之间，并且，均匀地混合导电性粉末的同时与等离子直接接触，从而，均匀地处理粉末的表面，为了达成所述目的，本发明的技术特征在于，经过通过等离子体射流悬浮导电性粉末，悬浮后，由重力下落的过程，均匀地混合导电性粉末的同时，与等离子体
射流直接接触。
11.在一实施例中，所述等离子体射流是氮气或空气的等离子体射流，所述导电性粉末可以经由亲水表面处理。
12.在一实施例中，还可以包括线性气体注入口，所述线性气体注入口可以向所述进气口和所述等离子体射流发生装置之间注入所述附加气体，使得附加气体与所述等离子体射流一起从所述线性进气口吐出到所述反应室中。
13.在一实施例中，所述线性气体注入口可以由在两侧相对的2个注入口而构成，所述2个注入口在所述进气口汇合。
14.在一实施例中，所述附加气体可以包含液态前体和载气。
15.在一实施例中，所述附加气体包括待涂覆在所述导电性粉末上的材料，所述导电性粉末上可以涂有所述待涂覆的材料。
16.在一实施例中，所述附加气体可以包括hmdso、teos及tms中的任一种以及载气，所述导电性粉末上可以涂覆硅。
17.在一实施例中，所述等离子体射流发生装置，包括：2个电极，彼此相对隔开预定间隔，形成线性间隙；电压施加装置，用于向所述2个电极施加电压以在所述2个电极之间产生等离子体；以及dbd装置，包括用于产生等离子体射流的放电气体注入口，以在所述2个电极之间注入等离子体放电气体，
18.所述等离子体射流发生装置的所述2个电极之间的线性间隙可沿所述线性进气口的长度方向布置在所述线性进气口的下方。
19.在一实施例中，所述线性间隙的大小可以为0.1至2mm。
20.在一实施例中，所述排气口可以具备过滤器，所述过滤器被构成为只让气体通过，而粉末不能通过。
21.发明效果
22.根据本发明的导电性粉末的等离子体表面处理装置，具有粉末通过等离子体射流反复悬浮以及由重力下落的同时被均匀混合，并且，表面与等离子体射流反复接触，来对粉末的整个表面进行均匀的等离子体处理的优点。
附图说明
23.图1为示出根据本发明的一实施例的导电性粉末的等离子体表面处理装置的结构的截面图。
24.图2为示出根据本发明的一实施例的导电性粉末的等离子体表面处理装置的外观的立体图。
25.图3为图2的沿a-a`线的截面图。
26.图4为根据实施例1对导电性粉末进行表面处理后，在经过亲水性表面处理的纯净水中的导电性粉末的状态。
27.图5为示出导电性粉末的表面处理前的eds映射结果以及根据实施例2导电性粉末经表面处理后的eds映射结果。
具体实施方式
28.下面，参照附图详细说明根据本发明的实施例的导电性粉末的等离子体表面处理装置。对本发明可进行多种变更并且可具有多种形态，因而在附图中例示并在本说明书中详细说明特定实施例。但应当理解，这并非将本发明限定在特定的公开方式，而是包括包含在本发明的思想及技术范围之内的所有变更、等同技术方案及替代方案。在说明附图时，对类似的构成要素标注类似的附图标记。在附图中，为了明确本发明，将结构的尺寸比实际放大表示。
29.第一、第二等术语可用于说明多种构成要素，但所述构成要素并不局限于所述术语。所述术语可以以从其他构成要素区分一个构成要素为目的而使用，例如在不脱离本发明的权利范围的情况下，第一构成要素可以被称为第二构成要素，类似地，第二构成要素也可以被称为第一构成要素。
30.本技术中所使用的术语仅用于说明特定实施例，而并非限定本发明。除非在文脉上明确表示不同的含义，单数的表达包括复数的表达。在本技术中，“包括”或“具有”等术语所要指定实施的特征、数字、步骤、动作、构成要素、部件或这些组合的存在，而不得理解为排除一个或一个以上的其他特征或数字、步骤、动作、构成要素、部件或这些组合的存在或附加可能性。
31.除非另有定义，包含技术术语及科学术语在内的使用于本技术的所有术语具有与本发明所属技术领域的技术人员普遍理解的含义相同的含义。在普遍使用的词典中所定义的术语应解释为具有与相关技术的文脉上所具有的含义一致的含义，并且，除非在本技术中明确定义，则不应以理想性或过于公式化的含义来进行解释。
32.图1为示出根据本发明的一实施例的导电性粉末的等离子体表面处理装置的结构的截面图，图2为示出根据本发明的一实施例的导电性粉末的等离子体表面处理装置的外观的立体图，图3为图2的沿a-a`线的截面图。
33.参考图1至图3，根据本发明的一实施例的导电性粉末的等离子体表面处理装置，可以包括：反应室110、以及等离子体射流发生装置120。
34.反应室110设置成垂直截面呈漏斗形。作为一例，反应室110，可以包括：方形平面部110a；2个引导侧面部110b，设置为从所述平面部110a的2个相对的方形边向下方逐渐变窄，呈锥形；以及精加工侧面部110c，配置在每个引导侧面部110b的两侧，当垂直切断所述2个引导侧面部110b时，可以显示漏斗形截面。
35.在所述反应室110的内部容纳待处理粉末。待处理粉末可以为导电性粉末，导电性粉末可以为碳颗粒。
36.在所述漏斗形的下端具备线性进气口111，在所述漏斗形的上端具备排气口112。
37.线性进气口111是线性延长的开口，可以具有与所述引导侧面部110b的下端部的长度相对应的长度，并且，可以位于所述引导侧面部110b的下端。
38.排气口112设置在反应室110的上端，以便排放流入至反应室110的气体。排气口112的形状没有特别限制，例如可以为圆筒形。在所述排气口112中可以具备过滤器130，所述过滤器过滤从反应室110排放的气体中所含的杂质，例如会污染环境的物质，所述过滤器只让气体通过，而粉末不能通过。
39.等离子体射流发生装置120位于反应室110的线性进气口111下方，并通过线性进
气口111将等离子体射流从下向上排放到反应室110中。所述等离子体射流发生装置120可以为包括2个电极121、121`、电压施加装置122以及放电气体注入口123的dbd装置。
40.2个电极121、121`在反应室110的线性进气口111的下方相面对隔开预定间隔而形成线性间隙121a，2个电极121、121`和线性间隙121a的长度可以具备对应于线性进气口111的长度的长度。所述线性间隙的大小可以为0.1至2mm。
41.电压施加装置122向2个电极121、121`施加电压，使得在2个电极121、121`之间产生等离子体。
42.放电气体注入口123向2个电极121、121`之间注入等离子体放电气体。即，放电气体注入口123形成在2个电极121、121`的下方，从2个电极121、121`的下方向上注入等离子体放电气体。此时，等离子体放电气体的注入压力可以为能够使容纳在反应室中的粉末悬浮的压力。放电气体注入口123的形状没有特别限制，只要是能够将等离子体放电气体均匀地注入至2个电极121、121`的线性间隙121a的结构即可。作为一例，所述等离子体放电气体，可以为氧气及氮气、氩气、氦气等的惰性气体。
43.所述等离子体射流发生装置120在注入等离子体放电气体的同时使容纳在反应室110内部的粉末悬浮，悬浮后，使朝向2个电极121、121`之间的线性间隙121a下落的的粉末与等离子体射流接触。
44.下面，将说明在根据本发明的一实施例的导电性粉末的等离子体表面处理装置中处理粉末的过程。
45.在反应室110的内部容纳待处理粉末，向等离子体射流发生装置120的2个电极121、121`之间的线性间隙121a内通过放电气体注入口123注入等离子体放电气体，在2个电极121、121`之间施加电压以产生等离子体，通过注入到线性间隙121a内的等离子体放电气体产生等离子体射流，并且，等离子体射流从下而上，即从反应室110下端的线性进气口111向反应室110的内部方向吐出，此时，等离子体反应气体也从下而上吐出到反应室110。
46.从下而上吐出的等离子体射流与粉末接触，对粉末进行表面处理，从下而上吐出的等离子体反应气体使反应室110内的粉末向反应室110的上端方向悬浮。
47.然后，悬浮的粉末向反应室110的下端方向下落，此时，由于反应室110具有漏斗形状，因此，通过反应室110的2个引导侧面部110b引导至线性进气口111的方向下落，这样下落的粉末再次与等离子体射流接触进行表面处理。
48.此过程在吐出等离子体射流和等离子体放电气体的期间反复进行，粉末在反复悬浮和下落的同时被均匀混合，其粉末与等离子体射流反复表面接触，从而，可以均匀地等离子体处理粉末的整个表面。
49.在粉末的等离子体处理过程中，粉末可以为碳颗粒，并且碳颗粒可以由亲水性表面处理。
50.[实施例1]
[0051]
使用根据本发明的一实施例的导电性粉末的等离子体表面处理装置由亲水性对碳颗粒进行表面处理。
[0052]
此时，等离子体电源(plasma power)为0.4kw，注入10lpm的氮气和0.5lpm的氧气作为等离子体反应气体，并加入2g的碳颗粒，反复碳颗粒的悬浮、下落及等离子体射流接触过程5分钟，并由亲水性处理碳颗粒的表面。
[0053]
在碳颗粒的亲水性表面处理后，将碳颗粒投入到纯净水(d.i water)中，以观察亲水性。
[0054]
其结果，可以确认到如图4所示表面处理后的碳颗粒沉入纯净水中，并且，碳颗粒已被亲水性表面处理。图4示出根据实施例1对导电性粉末进行表面处理后，在经过亲水性表面处理的纯净水中的导电性粉末的状态。
[0055]
在如[实施例1]所示，对碳颗粒进行表面处理时，优选相对于氮供应小于1体积％的氧以防止碳颗粒被氧化。
[0056]
一方面，根据本发明的一实施例的导电性粉末的等离子体表面处理装置，还可以包括线性气体注入口140。
[0057]
线性气体注入口140可以向线性进气口111和等离子体射流发生装置120之间注入所述附加气体，使得附加气体与等离子体射流一起从线性进气口111吐出到反应室110中。
[0058]
所述线性气体注入口140可以设置在线性进气口111和等离子体射流发生装置120的2个电极121、121`的线性间隙121a之间，可以包括相对配置的2个注入口，使得待注入的附加气体从线性进气口111的两侧在线性进气口111汇合，线性气体注入口140可以沿线性进气口111的长度方向排列多个。
[0059]
通过线性气体注入口140注入的附加气体，可以包括液态前体和载气，并且，可以包括待涂覆在导电性粉末上的材料。即，所述液体前体可以包括所述待涂覆的材料。所述载气可以为空气。
[0060]
作为一例，附加气体，可以包括hvdso、teos及tms中的任何一种以及载气。
[0061]
因此，根据本发明的一实施例的导电性粉末的等离子体表面处理装置，在处理粉末时，可以通过线性气体注入口140与等离子体射流一起注入附加气体来涂覆粉末表面。
[0062]
[实施例2]
[0063]
使用根据本发明的一实施例的导电性粉末的等离子体表面处理装置将硅涂覆到碳颗粒表面。
[0064]
此时，等离子体电源、等离子体反应气体的供给、碳颗粒的量、等离子体反应气体的种类、及工艺进行时间与实施例1相同，作为附加气体通过线性气体注入口将hmdso液态前体用氮气鼓泡进行供给。
[0065]
其结果，可以确认到在图5的粉末的表面处理前粉末不含硅，但在注入附加气体进行表面处理后形成了硅官能团。图5示出导电性粉末的表面处理前的eds映射结果以及根据实施例2对导电性粉末进行表面处理后的eds映射结果。
[0066]
当使用根据本发明的一实施例的导电性粉末的等离子体表面处理装置时，具有粉末通过等离子体射流反复悬浮和由重力下落的同时充分混合，并且，表面反复接触于等离子体射流，来使粉末的整个表面被均匀地等离子体处理的优点。
[0067]
另外，悬浮后下落的粉末不会落到2个电极121、121`之间，而是与等离子体射流接触的同时悬浮，因此，在处理导电性粉末后，阻止导电性粉末流入2个电极121、121`之间，在无干扰或无误的状态下，处理导电性粉末的同时，在2个电极121、121`之间稳定地形成等离子体射流，由于导电性粉末的表面与等离子体射流直接接触，因此，可以有效地对导电性粉末赋予亲水性以及表面的薄膜涂层。
[0068]
对所公开实施例的说明是使本发明所属技术领域的普通技术人员可以利用或实
施本发明而提供的。对本发明所属技术领域的普通技术人员来说对这些实施例的各种变形是显而易见的，并且，本文所定义的一般原理在不脱离本发明的范围内可以应用于其他实施例中。因此，本发明不限于本文中提出的实施例，而是应在与本文提出的原理和新特征一致的最广义的范围内进行解释。