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김성인,Ph.D. 원장 www.cpri.re.kr [email protected] Plasma Engineering for Nano Powder 철원플라즈마산업기술연구원

Plasma Engineering for Nano Powder 철원플라즈마산업기술연구원 · 2013-04-10 · 김성인,Ph.D. 원장 [email protected] Plasma Engineering for Nano Powder 철원플라즈마산업기술연구원

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김성인,Ph.D. 원장www.cpri.re.kr [email protected]

Plasma Engineering for Nano Powder

철원플라즈마산업기술연구원

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Powder

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나노분말 제조 / 분산

~50 nm

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RF Thermal Plasma – 경쟁사

• 세계시장 독점: • 국내 20여대, • 전세계적 100여대

• 상용화 이용 부적합• 양산용 장비/공정 기술부재 (Feeder: 100g/hr)

CPRI 혁신: 4 Kg/hr

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RF Thermal Plasma – Equipment

Electrode Structure Patent

FeedingMechanism

Patent

Mass Production system(30 ton/year)

R&D system

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15 nm 30 nm 20 nm

10 um 5 um 10 um

RF Thermal Plasma – Nano Powder Production

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Wei

ght

%

CIGS Composite (ICP-AES)

XRD patterns of the CIGS

50 nm

5 um

RF Thermal Plasma – Compound Materials

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10 um

50 nm 50 nm

Av. Dia (nm) D99/D50

(BET) 51.6

(SEM) 56.61.99

RF Thermal Plasma – Nano-Si

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Metal-Graphene Hybrid - Technology

VaporizationVaporization

Precursors(㎛)

Raw MaterialsRaw Materials

ElectrodeElectrode

Nano SizingProcess

Nano SizingProcess

Precursors(㎛)

SpheroidizationProcess

SpheroidizationProcess

ParticleGrowthParticleGrowth

ProductProduct

Metal

Metal DecorationProcess on CarbonMetal DecorationProcess on Carbon

Graphene(Carbon)

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Graphene

Silicon

Si-Graphene Hybrid

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C-Si

Silicon raw materialGraphene-Silicon MixtureGraphene-Silicon Plasma

Si-Graphene Hybrid

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Graphene

Nickel

Ni-Graphene Hybrid

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Ni-C

Ni-C

Ni-Graphene Hybrid

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Graphene

Silver

Ag-Graphene Hybrid

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Graphene

X 50,000

Average Size : 200nm

Average Size : 350nm

X 25,000

Tin

Sn-Graphene Hybrid

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D:\업무-CPRI-장비\19.FTIR-Raman\Raman\121113.Graphene Plasma treat\532nm_20x_50slit_G(M5) Raw.1 532nm_20x_50slit_G(M5) Raw

D:\업무-CPRI-장비\19.FTIR-Raman\Raman\121113.Graphene Plasma treat\532nm_20x_50slit_G(M5) TP1.1 532nm_20x_50slit_G(M5) TP1

D:\업무-CPRI-장비\19.FTIR-Raman\Raman\121113.Graphene Plasma treat\532nm_20x_50slit_G(M5) TP2.1 532nm_20x_50slit_G(M5) TP2

2012-11-14

2012-11-14

2012-11-14

3246

.75

2720

.26

1584

.33

1498

.82

1468

.90

1441

.91

1392

.95

1365

.08

1351

.81

500 1000 1500 2000 2500 3000Wavenumber cm-1

0.00

000.

0004

0.00

080.

0012

Ram

an In

tens

ity

Page 1/1

D

G

2D

D peak decreaseG peak increase2D peak increase

G*G’

D peak Less defect lower intensity

2D peakMulti-layer convoluted peakSingle layer one peak and high intensity

Thermal Plasma Powder Processing

CONFIDENTIAL

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FEEDER

Collector

FEEDER Reactor Collector

< Specification >

Plasma Length : 2070mm(Coil Length : 4500mm)

Plasma Power : 2kW

Gas Feeding : MFC Control 3Ch

Ar : ~50lpm / O2 : ~1lpm / NH3 : ~1lpm

Halogen Heater : 6kW (up to ~ 500℃ )

Semi-Auto Control

Reactor

Plasma CVD – Equipment

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Plasma CVD – Application

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XGS H25 HN3 O2 XGS M25 NH3 O2

NH3, after 4days

Angstrom NH3

Sonic tip time

20min 2h

Plasma CVD – Application

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After Plasma Before PlasmaAdding surface active agent

Raw Materials

Plasma CVD – Application

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OCI(주) & CPRI: 이차전지 소재 양산설비 개발 협약

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철원군 - 산업단지

철원플라즈마산업기술연구원

동송농공단지

갈말농공단지

문헤산업단지

KAPRA물리기술연구소

전자빔기술이용센터

플라즈마기업지원동

철원플라즈마산업단지

김화농공단지

준공예정 : 2014년 4월

규 모 : 147,704㎡

총사업비 : 171억원

착공예정 : 2014 년

규 모 : 319,544㎡

총사업비 : 487억원

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광운대학교 분교: 나노-바이오 융합과

• 광운대학과 석/박사 학위 과정 협역

• 의미: 지자체 연구원이나 일반 연구원에서 석/박사 학위 과정을 줄 수 있는 것은 큰 국책연구원에만 가능 하였던 것을 실제 협역식을 통해 체결

• 영향력: 철원에 산업을 유치 시키는데 가장 중요한 인적 자원의 수급에 도움.

• 결과: 현재 교과부에 학부과정 “나노융합과”신설을 추진 중 – 현재 500여명의 철원 고등학교 졸업생이 타 지역 대학으로 진학하는데 약 한학년 100명 정도 정원으로 철원에 유치

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Thank You