アトーテックはナノ粒子(超微粒子)製造装置の設計製作を行っています。

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超微粒子製造装置
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あらゆる金属のナノ粒子が作れ発生量が多い 乾式なので清浄なナノ粒子が作れる
廉価版ナノ粒子作製装置



■超微粒子・ナノ粒子製造装置 概要
超微粒子・ナノ粒子製造装置は、水素(アルゴンとの混合)や窒素などのガス雰囲気中で、材料をアーク溶解することにより強制的に蒸発させ、超微粒子・ナノ粒子を作製することを目的に開発されました。超微粒子・ナノ粒子化対象材料は、各種金属・合金・セラミックなどの広範囲に渡ります。
この装置の基本は、金属材料技術研究所(現 物質・材料研究機構)の特許(第1226806 号外3件)をもとに研究用に試作され、豊富な経験とノウハウをもつ発明者と共に製作に当たりました。
物質・材料研究機構とアトーテック(株)の共同特許
装置概略図と概観写真

注目の新製品
ナノ粒子装置発生室の内部
発生室には、各所にナノ粒子を高効率に発生させ捕集するための工夫がなされている。 (例):搬送ガスの吐出位置、操作の簡便性、電極位置の改善 等・・・・。

廉価版ナノ粒子作製装置


超微粒子・ナノ粒子製造装置の概要
本超微粒子・ナノ粒子製造装置は基本的には直流アーク溶解炉の1種であります。
すなわち、雰囲気ガスに水素を使用して、金属をアーク溶解すると、金属が極めて蒸発し易くなり、通常の真空中での金属蒸発速度よりも大きいという特異現象が1980年代に宇田、大野、奥山らにより金属材料研究所(現 物質材料研究機構)において発見されました。それ以来、直流アーク溶解炉を改良した装置を使用して数多くの金属、合金、セラミックスのナノ粒子が作製されることが証明されてきました。
ナノ粒子の生成は真空状態ではなく、水素(場合により、窒素、酸素を使用)を含むアルゴン(不活性ガスなら可)雰囲気(大気圧)中でナノ粒子化対象材料にアーク放電すると同時にナノ粒子が発生し、放電を中止するとナノ粒子の発生は止まります。水素ガスはナノ粒子化対象材料を強制的に蒸発させる作用があり、雰囲気の水素濃度の増加と共にナノ粒子の発生速度は増大します。
アトーテック株式会社は豊富な経験とノウハウをもつ上記現象の発見者と共同で、世界に類のない新しいナノ粒子製造装置を開発しました。

本法によるナノ粒子発生状況の説明図と写真
Nb金属を50%H2-Ar雰囲気(1気圧)中でアーク溶解した時のビデオ写真の1コマです。
アークは水素プラズマ特有のピンク色を呈します。金属蒸気(Nb)は青白色です。(写真右)
この金属蒸気は水素プラズマの当たっている直ぐその側から噴出しています。すなわち、Nb金属が水素により強制的に蒸発して、ナノ粒子化していることを示しています。
この強制蒸発現象は金属、合金、セラミックスなどの広範な材料に適用されます。



省エネ・無公害な作製方法
水素-アルゴン雰囲気中に放出されたナノ粒子はガス循環気流に乗って発生室から離れた捕集器(フィルター)へ搬送され回収されます。またナノ粒子が分離された水素-アルゴンガスは循環ポンプによりナノ粒子発生室に戻され繰り返し使用されます。
1. ナノ粒子発生装置は閉鎖型でガスをろ過循環し使用するためのガス消費量は僅少であり、ナノ粒子作製のための副生成物は皆無であり、無公害的製法であります。
2. ナノ粒子生成のための原材料の形状は任意(塊、板、線、粒など)です。
3. 強制蒸発現象によりナノ粒子を作製するため、材料を蒸発させるための消費電力は従来法より二桁以上小さく省エネ的製法であります。

廉価版ナノ粒子作製装置


本法で得られたナノ粒子写真

多品種のナノ粒子の作製可能
本装置1台で作製可能なナノ粒子の種類は金属、合金、セラミックスと多品種に渡っています。
1. 金属の場合は殆どの金属が水素雰囲気中でアーク溶解することによりナノ粒子化されます。
(例えば、Mg、Sc、Ti、Zr、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Fe、Co、Ni、Pd、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Al、Si、Ge、Sn、Pb、La、Ndなど)
2. 合金の場合も金属同様にナノ粒子化されますが、合金の種類によって原料の合金組成とナノ粒子の組成が異なることがあります。
3. 複合粒子の創製の場合は使用ガス種と材料の組合せにより、新しいナノ粒子発見の可能性があります。例えば、金属(Ti)とセラミック(TiN)が結合した1個の複合ナノ粒子(Ni-TiN)は天然には存在しない新しい材料です。本装置によって作製可能です。

本法で作製した各種ナノ粒子
材料と反応ガスの組合せにより金属やセラミックスあるいは混合、複合など様々なナノ粒子が得られる。

廉価版ナノ粒子作製装置


主たる仕様(超微粒子製造装置)
品名 方式 仕様
ナノ粒子発生室 水冷ジャケット方式
(SUS304)

半円錐横型
1)水冷電極(Wチップ付き)
2)ナノ粒子熱交換器 1ヶ
3)予備ポート
4)安全弁1ヶ
5)監視用・照明用窓

グローブボックス (SUS304) 1)グローブ 1双
2)視覚覗窓
3)トランスポート
4)ナノ粒子回収容器
5)ナノ微粒子搬送管
6)安全弁
真空ポンプ GHP-240B型 1台 排気速度 242L/min
循環ポンプ APN-P450NSTX-1型 2台 容器量 100L/min
最高吐出圧力 0.1MPa
隔膜真空計 F-tron 1台 133K〜0.013KPa
直流アーク電流 500型(オプション) 出力 300A
高周波スターター 内蔵 足踏スイッチ付

従来技術との比較

本技術 従来技術
加熱法 アーク放電加熱 高周波誘導加熱
雰囲気ガス 水素 アルゴン
雰囲気圧力 大気圧(100kPa) 低圧(1kPa)
捕集方法 フィルターで回収 装置内壁付着粒子の回収
発生速度

想定される用途
ナノ材料 金属、合金、窒化物、酸化物、複合超微粒子・・・
光学材料 太陽電池、光選択塗料
磁性材料 磁気記録材料、磁性流体、電磁波シールド材料
触媒材料 水素化触媒、ケミカルヒートポンプ、ガスセンサー・・・
焼結材料 焼結助剤、熱・物質の交換膜、微少孔フィルター
電子材料 導電・抵抗ペースト、各種厚膜素子・・・



廉価版ナノ粒子作製装置


■廉価版ナノ粒子作製装置(UFP-AT-300SS型)
主たる仕様(UFP-AT-300SS型)
直流ア−ク電源 300A,フィルタ−1本取り
RP GHP-150 OMT付,循環ポンプ 100L/min
ピラニ−真空計(PT-4P),安全弁
水冷電極(Wチップ付),ナノ粒子熱交換器
電気系 1式
特にAg,Sn,Bi,Cu,Znは簡単に作製可能です。

貴社の希望する金属のナノ粒子が、自社で簡単に作製出来ます。
少量多種の作製に向いてます。
価格は1000万以内
月20万位の5年リ−スも可能です。
■高性能・標準規格 超微粒子・ナノ粒子製造装置(UFP-300S型)
主たる仕様(UFP-300S型)
品名 方式 仕様
ナノ粒子発生室 水冷ジャケット方式
(SUS304)
半円錐横型
1)水冷電極
2)ナノ粒子熱交換器 1ヶ
3)予備ポート
4)安全弁1ヶ
5)監視用・明窓
グローブボックス (SUS304) 1)グローブ 1双
2)視覚覗窓
3)ナノ粒子回収容器
4)ナノ粒子搬送管
直結形油回転真空ポンプ GHP-150B型 1台 排気速度 150L/min
循環ポンプ APN-P450NSTX-1特型 2台 容器量 100L/min
最高吐出圧力 0.1MPa
ゲート弁 NW40手動式ミニゲートバルブ
(01232-KA06型)

熱交換器 SUS製、水冷方式
高精度デジタル隔膜真空計 FTR-1型、F-133K型 133k〜0.013KPa
アークプラズマ用電源 インバータ制御フルデジタル直流TIG
溶接電源(Panasonic)
出力 300A

廉価版ナノ粒子作製装置


廉価版ナノ粒子作製装置