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한국전기전자재료학회 전기전자재료학회논문지 전기전자재료학회논문지 제26권 제5호
발행연도
2013.1
수록면
401 - 409 (9page)

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고주파 열플라즈마를 이용한 나노 크기의 니켈 분말 합성 메커니즘을 이해하기 위하여, 마이크로 크기 니켈 금속의 고주파 열 플라즈마 처리과정에 대한 수치해석을 수행하였다. 이를 위해, RF 플라즈마 토치에 주입된 니켈 금속 입자의 거동을 Ni 입자 직경 (1 ~ 100 ㎛), RF 입력 전력 (6 ~ 12 kW) 및 운반기체 유량 (2 및 5 slpm)에 따라 계산하였다. 수치 해석 결과, 운반 기체 유량의 주입 속도에 따라 Ni 입자의 주요 가열 경로인 고주파 열플라즈마의 중심영역이 심각하게 냉각될 것으로 예측되어, 운반기체 주입 유량은 최소화해야 할 것으로 예측되었다. 또한, 운반기체 유량의 증대는 토치 중심축을 따라 형성되는 고주파 열플라즈마의 높은 온도 영역에서 주입 입자가 머무는 시간도 비례하여 줄일 것으로 관찰되었다. 이러한 운반 기체 유량의 영향에도 불구하고, 상대적으로 낮은 융점과 높은 열 전도성 때문에, Ni 금속입자는 10 kW 급의 상대적으로 낮은 고주파 전력 조건에서도 100 ㎛의 직경까지는 완전히 기화할 것으로 계산되었다. 이러한 관찰을 바탕으로, 고주파 열플라즈마는 마이크로 크기 Ni 금속의 간단한 처리를 통해 구형의 나노 크기 니켈 금속을 효율적으로 생산할 수 있을 것이라 기대된다.

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