本发明涉及例如食品包装的薄膜材料等的涂层材料、或者利用于电子设备布线中使用的油墨原料等的微粒制造装置以及微粒制造方法。
背景技术
近年来，纳米尺寸的微粒在电子材料、油墨或者化妆品等各种领域的利用正在发展。
根据用途而被使用的微粒各种各样，例如作为电子材料，使用si等的材料的微粒，作为油墨或者化妆品，使用tio2等的微粒。
作为这种纳米尺寸的微粒的制造方法，代表性的存在3种方法：固相反应法、液相反应法以及气相反应法。
该3种之中，在气相反应法中，通过激光或者等离子体来制作高能量状态的空间，向这里供给作为材料的粒子或者包含粒子的气体。由此，通过使材料蒸发并再次冷却来进行凝缩凝固，能够形成高纯度的微粒。该气相反应法与其他两种方法相比，具有容易控制微粒的粒径分布的特征。
作为这种基于气相反应法的纳米尺寸的微粒的制造方法，例如在专利文献1中，记载了如下方法：生成基于来自与真空室内连接的电极的电弧放电的高温的电弧放电，该电弧放电中从供给器送入作为材料的粒子，将粒子蒸发以及冷却，从而制作纳米尺寸的微粒。
此外，在专利文献1中，记载了如下构造：设置在材料供给时具有角度的多根材料供给口，并且通过电机来使其旋转。由此，能够抑制材料供给时向相同的位置供给作为材料的粒子、等离子体的温度下降、其结果制造的微粒的粒径分布变宽的现象，因此记载了能够高效地制造微粒这一主旨。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：jp特开2016-131935号公报
然而，在使用上述现有的微粒制造装置(参照专利文献1的图1)来制造微粒的情况下，由于材料气体的供给口仅为等离子体产生区域的中心附近，因此在增大供给的材料气体的流速来提高生产效率的情况下，由于连续供给的粒子导致等离子体的温度降低。其结果，等离子体处理后的微粒的粒度分布的宽度变宽，粒子的大小变得不均匀并且处理效率也降低。
技术实现要素：
本发明考虑上述现有的课题，其目的在于，提供一种能够将材料高效地大量地投入到等离子体、增加生产量并且以低成本进行生产的微粒制造装置以及微粒制造方法。
为了实现所述目的，本发明的一个方式中的微粒制造装置具有：
真空室；
材料供给装置，与所述真空室连接并进行材料粒子的供给；
多根电极，与所述真空室连接，前端向所述真空室内突出，产生基于电弧放电的等离子体；
交流电源，分别与所述电极连接；和
回收装置，与所述真空室连接并回收微粒，
在所述真空室内产生所述电弧放电，从所述材料粒子制造所述微粒，
在所述真空室内，对包含所述材料粒子的材料气体进行供给的所述材料供给装置的多个材料供给口被设置于比所述多根电极更靠铅垂方向的下侧的位置，
在所述材料供给装置的所述多个材料供给口的内周，配置供给第1保护气体(第1气体)的第1保护气体供给口(第1气体供给口)，并且在所述多个材料供给口的外周，配置供给第2保护气体(第2气体)的多个第2保护气体供给口(第2气体供给口)。
为了实现所述目的，本发明的另一方式中的微粒制造方法利用上述方式中所述的微粒制造装置，
产生所述电弧放电，
将所述材料气体向所述电弧放电供给，
生成所述微粒，
在将所述材料气体从所述材料供给装置的所述多个材料供给口向所述真空室内的所述电弧放电供给时，以比所述材料气体的流速快的流速将所述第1保护气体(第1气体)向所述真空室内供给，并且以比所述材料气体的流速慢的流速将所述第2保护气体(第2气体)向所述真空室内供给。
根据本发明的上述方式，在真空室内，对包含材料粒子的材料气体进行供给的材料供给装置的多个材料供给口被分散配置于比多根电极更靠铅垂方向的下侧的位置，在材料供给装置的多个材料供给口的内周配置第1保护气体供给口(第1气体供给口)，并且在多个材料供给口的外周配置多个第2保护气体供给口(第2气体供给口)。这样构成的结果，通过向产生最高温的等离子体的电极前端部的等离子体区域分散地高效且大量地供给材料，能够提高微粒的生成量，并且能够以低成本进行生产。即，在内侧的第1保护气体供给口(第1气体供给口)与外侧的多个第2保护气体供给口(第2气体供给口)之间配置多个材料供给口，能够在不扩散到电弧放电等离子体区域外的情况下被第1保护气体(第1气体)和第2保护气体(第2气体)引导，并且将材料气体从这些多个材料供给口向电弧放电等离子体中的多处位置供给，能够使材料气体向电弧放电等离子体中的供给分散化。由此，能够抑制等离子体的局部温度降低，能够向电极附近的等离子体高温区域分散地高效地供给材料气体。此外，通过向材料气体的内外周分别导入保护气体(气体)，能够抑制向电弧放电等离子体产生区域外的材料扩散。其结果，根据所述态样的微粒制造装置以及方法，能够高效且大量地将材料投入到等离子体，增加生产量，并且以低成本进行生产。
附图说明
图1是本发明中的第1实施方式的微粒制造装置的侧面概略剖视图。
图2是本发明中的第1实施方式的微粒制造装置的供给口的概略俯视图。
图3是本发明中的第1实施方式的微粒制造装置的侧面的供给口附近的放大剖视图。
-符号说明-
1真空室
3微粒回收装置
4电极
5交流电源
6压力调整阀
7排气泵
8电极驱动装置
10材料供给装置
11材料供给管
12材料供给口
13a、13b第1以及第2保护气体供给口
14放电气体供给管
15冷却气体供给管
16电弧放电
17材料粒子
18微粒
30气体供给装置
31、32、33气体流量调整器
40连结电极的内侧的前端的圆周
80配管
100控制装置
mg材料气体
sg1第1保护气体
sg2第2保护气体
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明中的实施方式详细进行说明。
图1表示本发明中的第1实施方式的微粒制造装置的侧面概略剖视图。此外，图2表示本发明中的第1实施方式的微粒制造装置的供给口的概略俯视图。此外，图3表示本发明中的第1实施方式的微粒制造装置的侧面的供给口附近的放大剖视图。
(第1实施方式)
如图1、图2所示，与第1实施方式有关的微粒制造装置至少具备：真空室1、材料供给装置10、多根电极4、交流电源5和微粒回收装置3，在真空室1内产生电弧放电16，从材料粒子17制造微粒18。真空室的一个例子是真空室1。
为了高效地将电弧放电(等离子体)的热量传递到材料，在圆筒状的侧壁内部具有未图示的水冷机构的真空室1的侧壁的内表面例如为被由陶瓷构成的隔热材料覆盖的构造。
材料供给装置10与真空室1连接，进行材料粒子17的供给。材料供给装置10被配置于真空室1的底部下方，通过载气来将材料粒子17作为材料气体mg而在真空室1内从材料供给管11的上端部11a的多个材料供给口12向上供给。
多根电极4与真空室1连接，各前端以在真空室1内横向(例如沿水平方向)突出的状态而被配置，产生基于电弧放电16的等离子体。电极4分别被配置于材料供给口12的上侧以使得隔开规定间隔而被配置。具体而言，电极4被配置为从材料供给口12的附近到微粒回收部装置3之间相对于材料粒子17流动的方向(例如从下向上的方向)分别交叉(例如正交)。作为一个例子，如图2所示，生成电弧放电16的碳制或者金属制的电极4能够在真空室1内以前端横向突出的状态，在真空室1的圆周壁以30°间隔将电极4放射状地配置12根电极。作为一个例子，电极4由金属电极构成，为了作为所制作的微粒18的杂质而不混合金属材料，在内部流过水冷以及冷却气体，使金属电极的蒸发减少。此外，作为电极4的材料的一个例子，能够使用高熔点金属即钨电极，但也可以取代此，使用由钽等其他高熔点金属或者碳材料构成的电极。作为一个例子，配置为各电极4的前端收敛于与铅垂方向垂直的一个平面内。在第1实施例中，将12根电极4配置为放射状，但只要电极数是6的倍数，则也可以增加电极根数，或者不仅配置于同一平面，也可以设为2级或者3级等多级化的电极配置。通过将电极4多级化地配置，能够使蒸发材料粒子的热源即电弧放电进一步在铅垂方向放大，对于大量的微粒生成有优势。此外，作为电极4的材料的一个例子，使用碳电极以使得容易电弧放电，但也可以使用由钨或者钽等高熔点金属构成的金属电极。在使用金属电极来作为电极4的材料的情况下，设为流过水冷或者冷却气体等能够冷却金属电极的机构，以使得金属电极的材料蒸发，与生成的微粒混合，或者与生成的微粒反应而不成为合金即可。
交流电源5是分别n个(n为2以上的整数。例如电极为12根的情况下n＝12。)的交流电源5连接，具体而言，第1交流电源5-1、第2交流电源5-2、第3交流电源5-3、...、第n交流电源5-n连接，从交流电源5分别向多个电极4施加分别将相位各偏移了30°的60hz的交流电压，生成作为电弧放电的电弧放电16。
各电极4成为分别独立地通过由电机等构成的电极驱动装置8，相对于真空室1的中心在放射线方向进退的可动式。因此，在使电弧放电点火时，通过电极驱动装置8来使各电极4向真空室1的中心侧移动，直到相互的电极4的前端接触位置。在电弧放电点火后，进行调整以使得分别向电极4施加的电流一定，并且通过电极驱动装置8来使电极4在放射线方向(从配置为放射状的电极的中心位置向外侧的方向)移动，将电极4的前端远离到壁附近。由此，约10000℃的电弧放电即电弧放电的面积变大，能够增加处理量。作为电极驱动装置8，作为一个例子，通过电机来使滚珠丝杠正转反转，使连结于与滚珠丝杠螺合的螺母部件的电极4在轴向进退。
微粒回收装置3与真空室1连接并回收微粒18。微粒回收装置3与真空室1的上端连接而被配置，通过配管80并利用泵7而被排气，对由真空室1生成的微粒18进行回收。
微粒制造装置进一步具有对用于进行等离子体放电的环境气体(放电气体)进行供给的放电气体供给管14和冷却气体供给管15。
放电气体供给管14是真空室1的下侧的多个放电气体供给管，在材料供给口12的下侧，朝向真空室1的中央地可供给放电气体地在真空室1的中心轴周围每隔规定间隔地配置为放射状。具体而言，各放电气体供给管14在比材料供给口12更靠真空室1的下部侧的位置配置开口，从气体供给装置30经由作为流量调节装置的一个例子的气体流量调整器31来供给放电气体。
冷却气体供给管15是真空室1的上侧的多个冷却气体供给管，在电极4的上侧，朝向真空室1的中央地可供给冷却气体地在真空室1的中心轴周围每隔规定间隔地配置为放射状。具体而言，冷却气体供给管15在比电极4更靠真空室1的上部侧的位置配置开口，从气体供给装置30经由气体流量调整器31来供给冷却气体。
另外，控制装置100分别连接于材料供给装置10、微粒回收装置3、压力调整阀6、排气泵7、气体供给装置30、各气体流量调整器31、后述的气体流量调整器32、33、节流器31v、32v、33v、交流电源5和各电极驱动装置8，能够对各个动作进行控制。
这种构成的微粒制造装置是在真空室1内使放电产生并从材料粒子17制造微粒18的装置。
虽然材料供给装置10如所述那样具有多个材料供给口12，但多个材料供给口12被设置于多根电极4的铅垂下侧。在从铅垂上方观察时(俯视下)比连结电极4的内侧的前端的圆周40上更靠整个内侧，例如在圆周上，配置多个材料供给口12，通过载气来将材料粒子17从各材料供给口12供给为材料气体mg。因此，从材料供给装置10向比连结电极前端部的圆周40更靠内侧的位置进行材料供给。
此外，在从铅垂上方观察时，在材料供给装置10的所述多个材料供给口12的内周侧的例如中央，配置一个第1气体供给口即第1保护气体供给口13a，从第1保护气体供给口13a向所述多个材料供给口12的内侧供给第1气体即第1保护气体sg1。此外，在从铅垂上方观察时，在材料供给装置10的所述多个材料供给口12的外周侧，例如圆周上，配置多个第2气体供给口即第2保护气体供给口13b，从第2保护气体供给口13b供给第2气体即第2保护气体sg2。作为一个例子，作为第1以及第2保护气体sg1、sg2以及载气，分别能够使用氩气等，从气体供给装置30经由气体流量调整器31、32、33来供给。这里，分别与材料气体mg、第1保护气体sg1和第2保护气体sg2相应地，配置合计3个的频率调制单元即气体流量调整器31、32、33。图1中，与这些气体流量调整器31、32、33对应地也配置了节流器31v、32v、33v，并且与这些配置对应地气体供给装置30也与3根气体瓶连接。
此外，如图2以及图3所示，在比多个材料供给口12的配置位置更靠外周侧的电极4与电极4之间的位置，配置材料供给装置10的第2保护气体供给口13b，第2保护气体sg2被从各第2保护气体供给口13b向真空室1内的上方供给。该第2保护气体sg2被气体流量调整器31、33和节流器31v、33v调节以使得成为比材料气体mg慢的流速。这里，所谓慢的流速，是指防止材料气体mg向第2保护气体sg2的导入，并且从提高粒子生产性的观点出发，第2保护气体sg2的流速为材料气体mg的流速的25％～75％的范围，比材料气体mg的流速慢。
此外，如图2以及图3所示，在比多个材料供给口12的配置位置更靠内周侧的位置(例如中央)，也配置一个材料供给装置10的第1保护气体供给口13a，第1保护气体sg1被从第1保护气体供给口13a向真空室1内的上方供给。该第1保护气体sg1被气体流量调整器31、32和节流器31v、32v调节以使得成为比材料气体mg快的流速。这里，所谓快的流速，是指使得材料气体mg向第1保护气体sg1导入，并且从不过度导入的观点出发，第1保护气体sg1的流速为材料气体mg的流速的125％～200％的范围，比材料气体mg的流速快。
真空室1能够通过回收微粒18的微粒回收装置3的过滤器，从排气泵7进行排气。
使用所述构成所涉及的微粒制造装置的微粒制造方法至少由以下3个步骤构成：生成电弧放电16，将材料粒子17向电弧放电16供给，生成微粒18。这些动作通过被控制装置100进行动作控制能够自动实施。
首先，在生成电弧放电16时，在真空室1内，从交流电源5分别向多个电极4施加相互相位不同的交流电力，生成电弧放电16。
接下来，在将材料粒子17向电弧放电16供给时，从材料供给装置10的多个材料供给口12向电弧放电16的区域内将材料粒子17作为材料气体mg来供给，并且在多个材料供给口12的内侧，从第1保护气体供给口13a供给第1保护气体sg1，在多个材料供给口12的外侧，从多个第2保护气体供给口13b供给第2保护气体sg2。这些材料气体mg的供给、第1保护气体sg1的供给、第2保护气体sg2的供给同时进行。
接下来，在生成微粒18时，材料粒子17通过电弧放电16的区域中时，蒸发或者气化并成为材料气体mg，进一步地，在材料气体mg从电弧放电16的区域脱离的瞬间，材料气体mg急剧冷却并生成微粒18。
以下，针对该微粒制造方法，沿着实际进行的顺序来详细进行说明。
首先，通过利用排气泵7来对真空室1、微粒回收装置3和材料供给装置10排气直到几十pa，从而减少大气的氧的影响。
接下来，从气体供给装置30经由气体流量调整器31、32、33和节流器31v、32v、33v，分别向材料供给装置10、放电气体供给管14和冷却气体供给管15供给气体，通过安装于排气泵7的前段的压力调整阀6来调整真空室1内的压力。从真空室1的下侧的放电气体供给管14，从多个供给口供给气体。
真空室1的上侧的冷却气体供给管15通过从多个供给口向真空室1内供给冷却气体，将利用电弧放电16而蒸发以及气化的气体高效地冷却，对制作的微粒18的粒径进行控制。
作为一个例子，在该第1实施方式的一个实施例中，为了制造硅的微粒，从气体供给器30经由放电气体供给管14和冷却气体供给管15，向真空室1内分别供给氩气来作为放电气体以及冷却气体，在真空室1内，在氩气的惰性气体环境中进行微粒制造。这里，使用惰性气体来作为放电气体以及冷却气体，例如两个气体都使用氩气。在该情况下，为了促进材料的还原，也可以在氩气中混合氢气以及微量的碳化系气体，从气体供给装置30经由放电气体供给管14和冷却气体供给管15来导入到真空室1内。在氩气中混合氢气的情况下，由于电弧放电比氩气单体的情况更高温，能够促进制造的微粒的小径化。
接下来，生成电弧放电16(换言之，热等离子体)。作为一个例子，如图1～图3所示，使电弧放电16生成的金属制的电极4在前端向真空室1内横向突出的状态下，在真空室1的圆周壁以30°间隔放射状地配置12根电极4。
从交流电源5向这些电极4施加将相位偏移了的交流电力。作为一个例子，从12个交流电源5-1、...、5-12向12根电极4施加分别将相位偏移了30°的60hz的交流电力，生成约10000℃的电弧放电即纵长电弧放电16。
在所述交流电力施加后，在使电弧放电16点火时，通过电极驱动装置8来使任意的2根或3根电极4向真空室1的中心侧移动。在电弧放电16点火后，进行调整以使得施加于各电极4的电流一定，通过电极驱动装置8来使各个电极4向放射线方向(从由放射状地配置的各电极4的前端彼此形成的圆40的中心位置向外侧的方向)移动，使电极4分别设为所希望的位置。
接下来，在电弧放电16产生之后，针对电弧放电16，开始处理的材料的供给。作为一个例子，作为微粒18的原料的材料粒子17使用约16微米的硅粉末，设置于材料供给装置10内。在第1实施例中，使用16微米的粒子，但也根据等离子体的条件，若是大于1微米并且是100微米以下的粒径，则能够蒸发并制造纳米量级的微粒。若使用大于100微米的粒径的材料，则不能使材料完全蒸发，生成的微粒18可能变大。
作为一个例子作为，材料供给装置10由局部流动式粉末供给装置构成。在该局部流动式粉末供给装置中，根据作为载气的一个例子的氩气的流量和导入材料的设备的转速来控制材料的供给量，能够将粉末材料以一定的比例送到材料供给管11。作为材料供给装置10的另一例子，存在：使用激光等来对粉末材料的表面与喷嘴的距离进行控制的表面跟随式粉末供给器、或者从料斗等向槽供给定量的粉末材料并通过气体来进行吸引的定量式粉末供给器等。虽然可以使用任意方式的粉末材料供给器，但要根据供给的粉末材料的量或者粉末材料的种类或者粒径，区分使用粉末材料供给装置的方式。
与载气一起从材料供给装置10作为材料气体mg而被供给的材料粒子17被从材料供给装置10送到材料供给管11，被从作为材料供给口12的一个例子的多个材料供给口12导入到真空室1内的电弧放电16的产生区域。在该材料气体mg的供给时，在比供给材料气体mg的区域更靠内侧的区域，第1保护气体sg1以比材料气体mg的流速快的流速被供给到第1保护气体供给口13a，材料气体mg被引入到比材料供给口12的位置更靠内侧，其结果可抑制材料气体mg向等离子体产生区域外扩散。此外，在该材料气体mg的供给时，在比供给材料气体mg的区域更靠外侧的区域，第2保护气体sg2以比材料气体mg的流速慢的流速被从第2保护气体供给口13b供给，材料气体mg不会被引入到比材料供给口12的位置更靠外侧的位置，抑制材料气体mg向等离子体产生区域外扩散。
在这样的状态下，导入到真空室1内的材料气体mg中的材料粒子17在通过电弧放电16中时，进行蒸发或者气化(以下，代表性地称为“蒸发”。)，成为材料粒子蒸发气体(微粒生成用气体)。这样，材料粒子17蒸发而形成的材料粒子蒸发气体通过基于电弧放电16的热量等的上升气流或者来自放电气体供给管14的气体流动等，在真空室1内上升，在从电弧放电16的区域脱离的瞬间，通过来自冷却气体供给管15的冷却气体而急剧冷却，生成球形的微粒18。
一般地，供给材料的场所的电弧放电16通过材料的蒸发，等离子体的温度被抢夺，使材料蒸发的场所的电弧放电16的温度下降。以往，在向一般的感应耦合型等离子体(icp)枪等的连续的放电连续地投入材料的情况下，由于材料的蒸发导致等离子体的温度下降，不能使材料完全蒸发，生成较大的微粒18，制造出的微粒18的平均粒径大径化，粒径分布恶化。此外，为了制造所希望的粒径的微粒18，使制造的微粒18的粒径分布优化，只能限制材料的投入量，处理量降低。
与此相对地，由第1实施例中使用的多个电极4生成的电弧放电16将可供给相位相互不同的电力、例如将相位偏移了30°的60hz的电力的交流电源5作为多个电极4的电源来分别使用。因此，放电成为脉冲状，作为电弧放电16，能够始终生成高温的热等离子体。进一步地，通过与所述材料供给法相匹配，能够将材料脉冲地供给，因此能够减小基于材料的蒸发的等离子体温度的降低的影响，能够非常高效地将电弧放电16的热量利用于材料的蒸发。因此，能够期待微粒制造时的处理量的增加。
由于电弧放电16等的高温等离子体是粘性气体，因此若不是具有某个速度的材料粒子17，则不进入到电弧放电16中，不被处理。材料供给装置10以及材料供给口12被配置于电弧放电16的铅垂方向的下侧，材料供给口12被设置于比连结电极前端的圆周40更靠内侧的位置，在从电弧放电16的铅垂方向的下侧供给材料粒子17的本装置中，被电弧放电16弹开的未处理的材料粒子17由于重力而向铅垂方向的下侧下落，能够与位于电弧放电16的上方并且被处理的微粒18可靠地分离。
最后，如图1所示，通过电弧放电16而生成并且比重力轻的微粒18通过从放电气体供给管14供给的气体的流动，被具有排气机构的微粒回收装置3回收。虽未图示，但在微粒回收装置3中安装有：能够分级任意的微粒径以上的旋风器、和能够回收所希望的微粒18的袋式过滤器。此外，在取出回收的微粒18时，在大气压中有可能起火，因此在包含1％左右的大气的环境下放置几小时之后，进行缓慢氧化处理，并取出到大气中。由此，硅的微粒18的表面氧化1～2纳米左右，能够安全地取出。通过这些上述的工序，能够从袋式过滤器回收10以上且300纳米以下的硅微粒。
在第1实施例中，对制造硅(si)的纳米量级的微粒的方法进行了说明，但也可以将镍(ni)、银(ag)或铜(cu)等金属、或者玻璃(sio2)、氮化硅(sin)、氧化铝(al2o3)等无机系的材料设为微粒生成用材料来生成微粒18。此外，通过与导入到真空室的气体反应，例如，也可以使用硅材料，生成一氧化硅(siox：x＝1～1.6)、氮化硅(sinx：x＝0.1～1.3)或者碳化硅(sicx：x＝0.1～1)的微粒。进一步地，例如，也能够利用于在内侧具有硅的核、在外侧被氧化铝或者碳化硅等覆盖的多个材料所构成的复合材料的生成。
根据所述第1实施方式，在真空室1，材料供给装置10的多个材料供给口12被分散配置于比多根电极4更靠铅垂方向的下侧、比连结多根电极4的前端的圆周40更靠内侧的位置，并且，在材料供给装置10的多个材料供给口12的内周配置第1保护气体供给口13a，并且在多个材料供给口12的外周配置多个第2保护气体供给口13b。即，在内侧的第1保护气体供给口13a与外侧的多个第2保护气体供给口13b之间分散配置多个材料供给口12，能够在不扩散到电弧放电等离子体区域外的情况下被第1保护气体sg1和第2保护气体sg2引导，并且从这些多个材料供给口12向电弧放电等离子体16中的多处位置供给材料气体mg，通过将材料分散并高效地大量供给到最高温的等离子体产生的电极前端部的等离子体区域，能够提高微粒18的生成量，并且以低成本进行生产。此外，通过将未处理的材料和生成的微粒18分离，生成的微粒18的粒径也容易一致，能够进行稳定的生成处理。
此外，根据所述第1实施方式，由于在多根电极4分别连接交流电源5并能够生成电弧放电16，因此与其他方法相比，能够增大使材料蒸发的等离子体的面积。
此外，在材料气体mg的供给时，在比供给材料气体mg的区域更靠外侧的区域，第2保护气体sg2以比材料气体mg的流速慢的流速被从第2保护气体供给口13b供给。其结果，材料气体mg不会被导入到外周的第2保护气体sg2，能够抑制材料气体mg向等离子体产生区域外扩散。
此外，在材料气体mg的供给时，在比供给材料气体mg的区域更靠内侧的区域，第1保护气体sg1以比材料气体mg的流速快的流速而被从第1保护气体供给口13a供给。其结果，通过使内周的第1保护气体sg1的流速比材料气体mg快，材料气体mg被导入到比材料供给口12的位置更靠内侧的位置，其结果，能够抑制材料气体mg向等离子体产生区域外扩散。
此外，如图2所示，在从铅垂上侧观察微粒制造装置的情况下，外周的第2保护气体供给口13b的位置被配置于比连结电极4的前端的圆周40更靠外侧、并且电极4与电极4之间。从被配置于电极4与电极4之间的第2保护气体供给口13b供给的第2保护气体sg如前面所述，流速比材料气体mg慢。因此，材料气体mg不会被导入到外周的第2保护气体sg2，能够抑制材料气体mg向等离子体产生区域外的扩散。
此外，通过利用气体流量调整器31、32、33来使频率阶段性地调制，能够使材料气体mg以及内外周的第1以及第2保护气体sg1、sg2的流量阶段性地变化。这是指例如使频率从低频到高频即从0hz到1000khz，每1分钟变化100khz。此外，也存在其相反的情况。作为其结果，作为气体的供给量，若提高频率则在流量变多的方向上变化，若降低频率则在流量变少的方向上变化。由于根据频率来控制气体流量，因此流量的变化不取决于气体种类。由此，能够使材料气体mg被供给到等离子体中的位置不均匀地变化，能够抑制材料粒子17向等离子体的相同位置的投入所导致的等离子体的温度降低。其结果，能够将材料高效地大量地投入到等离子体，增加生产量，并且以低成本进行生产。
此外，通过气体流量调整器31、32、33等的流量调节装置，也能够使来自各材料供给口的材料粒子的供给的定时与保护气体的供给的定时同步。例如通过使用了气体流量调整器31、32、33的频率控制，使进行粒子的供给的时间间隔与供给保护气体的时间间隔同步。其结果，能够抑制材料气体向等离子体产生区域外的扩散。此外，通过进行基于频率控制的材料气体或者保护气体的供给，能够减少材料供给以及等离子体处理中的微粒制造装置的怠速时间，提高生产性。
另外，通过将所述各种实施方式或者变形例之中的任意的实施方式或者变形例适当地组合，能够起到各自具有的效果。此外，能够进行实施方式彼此的组合、或者实施例彼此的组合、或者实施方式与实施例的组合，并且也能够进行不同实施方式或者实施例中的特征彼此的组合。
产业上的可利用性
本发明的所述方式中的微粒制造装置以及微粒制造方法通过向等离子体的高温区域高效地大量地供给材料，能够提高微粒的生成量，并且以低成本进行生产，因此作为电池的电极或者陶瓷电容器等迫切期望大量生产的设备中使用的微粒制造装置以及微粒制造方法有用。