일반기술

아크 방전법을 이용한 나노분말 제조공정

나노분말의 기상합성법 중 플라즈마 아크방전 (plasma arc discharge, 이하 PAD) 공정은 텅스텐 음극과 양극인 금속원료봉 사이에 플라즈마를 발생시켜 금속을 용융시킨 후, 용해된 금속으로부터 증발된 금속증기를 응축시켜 나노분말로 제조하는 공정이다. PAD 공정은 세라믹과 같은 안정한 나노분말 외에도 금속계 나노분말의 제조가 용이하며, 공정 중이나 후처리 과정을 통해 이종물질이 코팅된 복합상 나노분말의 제조도 가능하다.아크 방전법을 이용한 나노분말 제조공정은 원료봉의 합금설계가 용이하여 화학적으로 균질한 합금/복합계 나노분말 제조에 유리하며, 다른 기상합성법에 비해 생산속도가 높아 공업적으로 대량생산이 가능한 유일한 기상합성법이다. 또한 무응집된 고순도의 나노분말 제조가 용이하고, 유독성 공정 부산물이 발생하지 않아 환경친화적인 공정이다. 또한 본 공정은 Fe, Co, Ni 등과 같은 단일상 나노분말 외에도 Fe-Ni, Fe-Pt 등과 같은 합금상 나노분말의 제조가 가능하고, 실리카나 알루미나와 같은 세라믹 이종물질이 코팅된 다심 나노분말의 제조도 가능하다. 또한 W, Ti, Mo 등과 같은 고온내열재료의 나노분말화에도 응용될 수 있어 공업적으로 적용가능한 대부분 재료를 나노분말로 제조할 수 있는 장점이 있다.