Método para la extracción de la sustancia de transformación mediante pulverización por plasma de inducción
Descripción general
 Es un objetivo obtener con precisión una sustancia de transformación deseada a partir de un fundido de una sustancia capaz de transformar en un corto tiempo. ] Después de entonces se introdujo el polvo de la sustancia de modificación junto con el gas portador desde el gas portador tubo de introducción 4 se funde en un plasma de llama 12 de la plasma de inducción aparato, el tubo de introducción de fluido de enfriamiento rápido proporcionado de acuerdo con la temperatura de ajuste de la llama de plasma 12 de pulverización 14, se introduce un fluido apagado en la masa fundida en el tubo generador de sustancia de transformación 13 para obtener una sustancia transformante deseada.
Campo técnico
Esta invención se refiere a un método de utilización del plasma de inducción aparato y alúmina fundida, una sustancia transformación tal como carbón pulverizado, para extraer material de la transformación mediante la introducción de fluido de enfriamiento rápido.
Antecedentes de la técnica
sustancia Transformación tal como alúmina o carbono, cuando éstos se inactivaron con 103 104 o más de temperatura dentro de un segundo después de fundido, se sabe que cada material diferente transformación se obtiene por temperatura de fusión del material fundido durante el enfriamiento rápido Ahí Por ejemplo, cuando se enfría rápidamente, como por nitrógeno líquido de 2700 3500 ° C. El fundido de alúmina en polvo alpha que tiene un punto de 2050 ° C, alúmina alfa y transformación β-alúmina obtenida electrolito de fusión. Por otro lado, una temperatura mayor que la temperatura para obtener un polvo α alúmina β alúmina que se funde en 3000 ° C, por ejemplo, se inactivó a un mayor grado que la temperatura ambiente, producto de transformación gamma-alúmina útil como se obtiene un catalizador. Además, el polvo de α-alúmina fundido permanece α-alúmina incluso si se apaga desde aproximadamente 2500ºC.
Con respecto al carbono, cuando el carbono que tiene un punto de fusión de 3500ºC se funde y se enfría rápidamente desde 5000ºC, casi se transforma en un cristal como el diamante. Mientras tanto, después de que el carbono fundido y se apaga desde aproximadamente 2.000 ° C, o transformado en un material aislante eléctrico tal como C60, transformado en sustancias que tienen propiedades superconductoras. Además, se puede obtener grafito incluso si el carbono se enfría rápidamente desde 2000 ° C o menos después de la fusión, incluso si se enfría lentamente.
Tarea de solución
α de tal polvo de fusión en α-alúmina, beta, diamantes de la material de transformación alúmina o carbono en gamma, C60, cuando el material de transformación, como el grafito a ser obtenida en un método de CVD a baja temperatura, a pesar de que es el recubrimiento cada uno, Ha sido difícil obtener una gran cantidad de sustancia de transformación que puede usarse como catalizador o como material electrolítico. También, cuando se intenta extraer rociado por polvo de material de transformación por el método de plasma de CC, un plasma de CC está expuesto a la atmósfera, la región estable de temperatura (longitud) del plasma es pequeño, por lo tanto una cantidad grande Fue inconveniente obtener la sustancia de transformación.
Solución
La presente invención dan como resultado del examen de la vista de los problemas del método de extracción del agente de modificación de acuerdo con el método convencional descrito anteriormente, se obtiene, mediante la introducción de un polvo de sustancia transformación en la llama de plasma del aparato de plasma de inducción de pulverización La fusión del polvo fundido, la introducción de un fluido de enfriamiento rápido en el polvo fundido, y la extracción de la sustancia transformada.
La presente invención, alúmina como se describe anteriormente, un material transformación fundido mediante la introducción de material de sustancia de transformación, tales como plasma de inducción de carbono aparato de pulverización, se desea mediante la introducción de un fluido de enfriamiento rápido desde el exterior en el polvo fundido corto En una gran cantidad a la vez.
Se describe a continuación en detalle con los ejemplos de la invención, antes de que la descripción de la plasma de inducción aparato mostrado en la Fig. 1 para el uso de pulverización en la práctica del método de la presente invención. En la figura, el número de referencia 1 denota un soporte cilíndrico obtenido procesando un cuerpo sinterizado de nitruro de boro. El orificio de inserción de varias etapas de procesamiento de agujero de 1e 1a interior del soporte 1 es un soporte 1 en un torno o similar, está previsto concéntricamente mediante la repetición de un portador roscado al orificio de inserción de estos Un tubo de introducción de gas 4, un tubo intermedio 3 y un tubo exterior 2 se fijan atornillando.
La formación de agujero de inserción para el soporte cilíndrico 1, primero, el orificio de inserción 1A para el tubo de introducción de gas portador 4 penetra inserta a través de formado en el cuerpo de soporte 1, a continuación, el orificio de inserción del tubo intermedio 3 1b está formada en el orificio de inserción de 1a concéntricamente a dar forma a la posición sustancialmente intermedia del soporte 1, y luego insertar el 1c orificio de inserción del tubo exterior 2. Luego, el mismo o ligeramente más pequeño diámetro de la 1d orificio de inserción y el diámetro interior del tubo intermedio 3 por encima del tubo intermedio 3 de soporte 1b orificio de inserción, también por encima del tubo exterior 2 que soporta la 1c orificio de inserción del tubo exterior 2 de diámetro interior Para formar el orificio de inserción 1e que tiene el mismo diámetro o ligeramente más pequeño.
Por lo tanto en el interior del soporte cilíndrico concéntrico 1a 1e 1 de inserción de nitruro de boro agujero para formar un cuerpo sinterizado hecho de, el tubo exterior 2 realizado respectivamente cilíndrica bien con un cuerpo sinterizado de nitruro de boro , el tubo intermedio 3, el tubo de introducción de gas portador 4 y el tubo de suministro de gas de plasma 5, para conectar el tubo de suministro de gas envolvente 6, el gas portador tubo de introducción 4 es penetrado desde abajo primero orificio de inserción 1a, pernos de fijación 7 tornillos 9 . Entonces tubo intermedio 3 en el orificio de inserción 1b de la misma manera, el tubo exterior 2 se atornillan secuencialmente en el 1c orificio de inserción y, a continuación tangencialmente tubo de suministro de gas de plasma 5, un tubo de suministro de gas envolvente 6 respectivamente inserción orificio 1d, 1e Las partes roscadas 1 f y 1 g se proporcionan en el primer y segundo orificios de tornillo 1 f y 1 g, respectivamente, y se atornillan. Dicho sea de paso, entre la superficie periférica interior del tubo exterior 2 y la superficie periférica exterior del tubo intermedio 3 tiene una pequeña holgura de aproximadamente 1 mm para mejorar la eficiencia de refrigeración al aumentar la velocidad del gas suministrado.
El número de referencia 11 indica una bobina de inducción de alta frecuencia prevista en la periferia exterior inferior del tubo exterior 2, que está conectada a un dispositivo de suministro de potencia de alta frecuencia (no mostrado). También, atornillado en un 3a tornillo que rosca 13a del tubo de transformación de generación de material 13 que tiene el mismo diámetro en una parte inferior del tubo exterior 2 y el tubo exterior 2 se corta por un torno o similar en el periférico dentro de la parte superior a la periferia inferior del tubo exterior 2 Como se muestra en la FIG. A continuación, el tubo de introducción de fluido de enfriamiento rápido 14, 14 está en el medio del tubo de producto de material de transformación 13 se atornilla al ángulo de inclinación de 10 grados 30 de tornillo 13b I que en la 14a. 12 es una llama de plasma, y ​​15 es un sustrato a pulverizar cuando se obtiene una sustancia de transformación como una película, y se usa un metal o un sustrato cerámico. Además, es suficiente se enfría instantáneamente mediante la introducción de un material de transformación un tanque de agua 16 que se proporciona sobre el sustrato rociado térmico 15 en un enfriamiento rápido como se muestra en la Fig. 2 en el caso de la obtención de un material de transformación como forma sólida en partículas .
aparato de pulverización de plasma de inducción usado en el método de la presente invención tiene una estructura como se describe anteriormente, ser fundido se cargó desde el gas portador tubo de introducción junto con el gas portador a la antorcha, una alta frecuencia de inducción fuera del tubo por debajo del tubo intermedio el polvo de base de salida una potencia de alta frecuencia a la masa fundida se aplica a la bobina, la posición requerida atornilla unidades cabo ángulo de inclinación de 10 grados 30 posteriores a que el material fundido se ha enviado a la sustancia transformación generando tubos del material de transformación producida medio tubo Introduciendo un fluido de enfriamiento del tubo de introducción de fluido de enfriamiento rápido, formando así una sustancia de modificación deseada como una película sobre el sustrato o como un estado sólido en el tanque de agua.
A continuación, alfa con alúmina se transforma realmente sustancia usando un aparato que tiene la estructura descrita anteriormente, beta, cuando se describe un método de generación de una gamma alúmina transformación, el tubo de entrada de gas portador desde el tubo de suministro de gas de plasma 5 4 y suministra un gas de plasma, tal como gas argón a 5 litros / min entre el tubo intermedio 3, 20 litros / min de gas vaina como el gas argón entre el tubo de suministro de gas envolvente 6 y el tubo intermedio 3 y el tubo exterior 2 en la oferta y, proporcionando, además, un gas de argón que contiene 5% de gas de hidrógeno del gas portador tubo de introducción de 4 a 2 litros / min, 1 2 g de polvo de α-alúmina que tiene un tamaño de partícula de 5 100 [mu] m junto con el gas portador (preferiblemente 30 [mu] m) / estado de la bobina de inducción de alta frecuencia 3KW 11 min suministrado, se aplica a 13,56 MHz de alta frecuencia, alfa llama plasma normal 12 equilibrada de la izquierda y la derecha se produce aluminio El na polvo se funde y se expulsa al tubo generador de materia transformada 13 atornillado debajo de la llama de plasma 12, es decir, debajo del tubo exterior 2.
En este momento, el plasma de llama 12 generado por la potencia de RF, la bobina de inducción 11 es alta posición más temperatura en la vecindad, llegar a 10.000 ° C, la temperatura se reduce con el aumento de desde abajo. α-alúmina se carga desde el gas portador tubo de introducción 4, cuando se funde fundido por la llama de plasma 12, (1 parte de líquido) estado de los intentos en gran parte de vapor para caer sustancia metamorfosis generación de tubo 13, la llama de plasma 12 cuando el nitrógeno líquido desde la tubería de fluido de enfriamiento rápido introducción 14, 14 proporcionado en el material de la transformación la generación de tubo 13 posición 3.500 ° C en 100 litros / min puso metamorfosis sustancia tubo generador 13, gaseoso, alúmina alfa masa fundida líquida Se enfría rápidamente en 1 segundo, la mayor parte se transforma en alúmina γ y se puede extraer como partículas en polvo en el tanque de agua 16 de la figura 2.
tubo de entrada de fluido de enfriamiento rápido atornillado A continuación, los tubos generadores de sustancias transformación posicionado para inyectar nitrógeno líquido está inclinado de modo que la posición de la temperatura de 3000 ° C, la llama de plasma tenga en atornillado al tubo exterior hacia abajo, como se describió anteriormente la α-alúmina cargada, fundido, cuando se cargan 50 litros / min nitrógeno líquido desde el tubo de entrada de fluido de enfriamiento rápido, alúmina fundida se templa dentro de un segundo, la mayoría de ellos se extraen como β-alúmina. En este caso, incluso la posición de la temperatura de la llama de plasma 2500 ° C. El nitrógeno líquido se puede extraer alúmina β si ask se inactivó mediante la introducción de 100 litros / min y los tiempos. α-alúmina en unas pocas horas se forma sobre el substrato cuando la temperatura de la llama de plasma se enfría gradualmente sin utilizar como fluido de enfriamiento rápido a 3.500 ° C .. Además, cuando se introduce nitrógeno líquido a una temperatura de llama de plasma de 2000ºC o inferior, se forma α-alúmina.
Como se describió anteriormente, la alfa-alúmina con alúmina como agente de transformación, beta alúmina, cuando se trata de obtener un material de transformación γ-alúmina, una posición de montaje modificada del tubo exterior saciar tubo de entrada de fluido del tubo respectivamente material de transformación producida Reemplácelo hacia abajo. Por ejemplo, el diámetro interior del tubo exterior es 30 mm, 5 KW a la bobina de inducción, también de 70 mm hacia abajo desde el extremo inferior de la bobina de inducción está situado en la llama de plasma 5000 ° C en el caso de aplicación de una potencia de alta frecuencia de 13,56 MHz, la posición de 2000 ° C es de aproximadamente 100 mm porque es más bajo, es adecuadamente utilizado para reserva tales sustancias de transformación tubo producido se atornilla en un ángulo de inclinación de 10 grados 30 de enfriamiento de tubos de introducción de fluido para tener de entrada en su posición. Este enfriamiento de tubos de entrada de fluido en un ángulo de inclinación de 10 grados 30 a la sustancia metamorfosis atornillado tubo generador ゝ es una orden que la cantidad requerida de fluido de enfriamiento rápido en la masa fundida caliente puede simplemente proporción convertido .
En la realización anterior se ha descrito para la generación de material transformación utilizando alúmina, pero en el caso de la utilización de polvo de carbono como un polvo de fusión, los 100 litros / nitrógeno líquido min a la posición de la llama de plasma 5000 ° C en un carbono fundido Tras la carga, se obtiene el diamante, y a una temperatura de 2000ºC, se carga C 60, y cuando se introduce nitrógeno líquido a una temperatura inferior a la que se obtiene, se obtiene grafito.
La invención es por la introducción de un fluido de enfriamiento rápido en el material fundido golpea la obtención material transformado a temperatura ambiente en corto tiempo se extrae en el depósito de agua se puede recuperar una gran cantidad de material de transformación.
Efecto de la invención
Como se describió anteriormente, ya que el acuerdo con la invención atornillando la sustancia transformación hacia abajo tubo exterior generación de tubos del plasma de inducción aparato de pulverización se puede ajustar correctamente la posición de la temperatura de la llama de plasma estables para ser capaz de generar una llama de plasma Es posible obtener fácilmente una sustancia transformada deseada cargando un fluido de enfriamiento de acuerdo con la temperatura establecida.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es una vista en sección longitudinal de un aparato de pulverización de plasma de inducción utilizado en la presente invención.
La figura 2 es una vista explicativa que muestra un tanque de agua sobre un sustrato a pulverizar.
1 Soporte cilíndrico
2 tubos externos
3 tubería intermedia
4 tubería de introducción de gas portador
11 bobina de inducción de alta frecuencia
12 Llama de plasma
13 tubería de producción de sustancia de transformación
14 Tubo de entrada de fluido de enfriamiento
15 sustrato
16 acuario
Reclamo
Después de que el polvo de la sustancia modificación se funde mediante la introducción de la reivindicación aparato de pulverización 1 de plasma de inducción de la llama de plasma dentro de la pulverización de plasma de inducción, caracterizado porque para obtener un material transformación mediante la introducción de un fluido de enfriamiento rápido en el polvo fundido Un método para extraer una sustancia de transformación.
Dibujo :
Application number :1994-007671
Inventors :株式会社三社電機製作所
Original Assignee :四方邦夫、山地信幸、岡田順、エミリオ藤原、橘秀久、村田裕康