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산화세륨(CeO2) 분말을 합성하기 위한 소스 용액인 세륨 착화합물과 알칼리염을 용매에 첨가하여 출발 용액을 준비하여 시료챔버로 공급하는 단계;
초음파를 이용하여 상기 출발 용액을 액적 상태로 활성화시키는 단계;
운반 가스를 상기 시료챔버로 공급하여, 상기 액적을 미리 가열된 반응로에 분무시키는 단계;
상기 반응로에서 상기 액적이 열분해되고 산화되는 단계;
상기 반응로를 통과하여 열분해되어 생성된 산화세륨(CeO2) 분말을 포집기에서 포집하는 단계; 및
상기 포집된 산화세륨(CeO2) 분말의 구상화를 위하여 상기 알칼리염이 용융되는 온도보다 낮고 400℃ 이상의 온도에서 산화 분위기로 열처리하는 단계를 포함하며,
석영으로 이루어진 상기 반응로의 둘레를 감싸는 가열수단을 제어하여 상기 반응로 내에서 열분해되는 온도를 상기 알칼리염의 용융 온도보다 낮고 400℃ 이상의 온도로 조절하며, 상기 액적이 유입되는 반응로 입구부의 온도가 액적이 열분해되고 산화되어 배출되는 반응로 출구부의 온도보다 낮게 설정하는 것을 특징으로 하는 초음파 분무 열분해법을 이용한 산화세륨 분말의 제조방법
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제1항에 있어서, 상기 열처리하는 단계 전에,
상기 포집된 산화세륨(CeO2) 분말을 미립화 및 구상화하기 위하여 건식 분쇄 또는 습식 분쇄하는 단계를 더 포함하며, 상기 건식 분쇄는 건식 제트밀 또는 건식 볼밀 공정으로 이루어지고, 상기 습식 분쇄는 초음파, 습식 제트밀 또는 습식 볼밀 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 초음파 분무 열분해법을 이용한 산화세륨 분말의 제조방법
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제2항에 있어서, 상기 포집된 산화세륨(CeO2) 분말에 초음파를 주사하여 입자간 결합이 끊어지게 하여 응집을 억제하고 입자를 미립화하는 상기 초음파 분쇄의 주파수는 10kHz∼5MHz 범위이고, 상기 초음파 분쇄는 5분∼2시간 동안 수행하는 것을 특징으로 하는 초음파 분무 열분해법을 이용한 산화세륨 분말의 제조방법
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제1항에 있어서, 상기 열처리하는 단계 후에,
산화세륨(CeO2) 분말에 함유된 알칼리염을 제거하기 위하여 상기 알칼리염을 용해시키는 용매를 이용하여 세정하는 단계; 및
세정된 산화세륨(CeO2) 분말을 건조하는 단계를 더 포함하는 초음파 분무 열분해법을 이용한 산화세륨 분말의 제조방법
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제1항에 있어서, 상기 세륨 착화합물과 상기 알칼리염은 몰비로 1:1∼10(세륨 착화합물:알칼리염)의 함량으로 상기 용매에 첨가되는 것을 특징으로 하는 초음파 분무 열분해법을 이용한 산화세륨 분말의 제조방법
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제1항에 있어서, 상기 알칼리염은 NaCl, KCl 또는 이들의 혼합물로 이루어진 클로라이드계 염인 것을 특징으로 하는 초음파 분무 열분해법을 이용한 산화세륨 분말의 제조방법
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제1항에 있어서, 상기 알칼리염은 K2CO3, Na2CO3 또는 이들의 혼합물로 이루어진 탄산계 염인 것을 특징으로 하는 초음파 분무 열분해법을 이용한 산화세륨 분말의 제조방법
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제1항에 있어서, 상기 세륨 착화합물은 세륨 나이트레이트, 세륨 아세테이트 또는 세륨 클로라이드를 사용하는 것을 특징으로 하는 초음파 분무 열분해법을 이용한 산화세륨 분말의 제조방법
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제1항에 있어서, 상기 초음파는 복수 개의 초음파 진동자에 의해 발생되고, 복수 개의 초음파 진동자를 선택적으로 제어하여 초음파의 강도를 조절하며, 상기 초음파의 진동수는 10kHz∼5MHz 범위로 설정하여 초음파를 발생시키는 것을 특징으로 하는 초음파 분무 열분해법을 이용한 산화세륨 분말의 제조방법
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제1항에 있어서, 상기 반응로는 복수 개의 가열 수단에 의해 가열되고, 상기 시료챔버와 연결되는 상단 부분은 제1 가열 수단에 의해 가열되고, 상기 반응로의 중간 부분은 제2 가열 수단에 의해 가열되며, 상기 포집기에 연결되는 하단 부분은 제3 가열 수단에 의해 가열되고, 상기 반응로의 온도는 제1 내지 제3 가열 수단에 의해 각각 독립적인 온도 조절이 가능하며, 상기 제1 가열 수단에 의해 가열되는 반응로의 상단 부분 온도는 상기 제2 및 제3 가열 수단에 의해 가열되는 반응로의 온도보다 낮게 설정되는 것을 특징으로 하는 초음파 분무 열분해법을 이용한 산화세륨 분말의 제조방법
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제1항에 있어서, 상기 포집기의 둘레에 구비된 냉각 실린더 내부를 냉각수가 순환되게 하여 산화세륨(CeO2) 분말이 응축되어 포집기에 달라붙어 포집되게 하는 것을 특징으로 하는 초음파 분무 열분해법을 이용한 산화세륨 분말의 제조방법
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제1항에 있어서, 상기 포집기에 연통된 펌핑부에 의해 상기 반응로에서 합성된 산화세륨(CeO2) 분말이 상기 포집기로 흐르도록 유도하는 단계를 더 포함하는 초음파 분무 열분해법을 이용한 산화세륨 분말의 제조방법
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