Proszek tantalu o wysokiej czystości

Oprócz napylania warstw w technologii półprzewodnikowej ten proszek tantalowy może być również używany do innych zastosowań, takich jak zastosowania medyczne i powlekanie powierzchni.

Następujący sposób wytwarzania proszku tantalu o wysokiej czystości obejmuje kolejno następujące etapy.

1) uwodornienie wlewka tantalu o wysokiej czystości

2) kruszenie i przesiewanie wiórów tantalu otrzymanych w wyniku uwodorniania wlewków tantalu, a następnie oczyszczanie ich przez przemywanie kwasami w celu usunięcia zanieczyszczeń wniesionych w procesie mielenia kulowego

3) Odwodornienie w wysokiej temperaturze otrzymanego proszku tantalu

4) odtlenianie otrzymanego proszku tantalu

5) przemywanie kwasem, przemywanie wodą, suszenie i przesiewanie sproszkowanego tantalu

6) Proszek tantalu poddaje się obróbce cieplnej w niskiej temperaturze, a następnie chłodzi, pasywuje, rozładowuje i przesiewa w celu uzyskania gotowego produktu.

W procesie produkcyjnym wlewki tantalu o wysokiej czystości definiuje się jako wlewki o zawartości tantalu wynoszącej 99,995 procent lub więcej. Wlewki te można otrzymać na różne sposoby, na przykład przez spiekanie lub bombardowanie elektronami w wysokich temperaturach, stosując jako surowiec proszek tantalu wytwarzany różnymi procesami. Te wlewki są również dostępne w handlu.

Nie ma ograniczeń co do sposobu kruszenia uwodornionych wiórów tantalu, na przykład za pomocą kruszarki z przepływem powietrza lub młyna kulowego, ale korzystnie wszystkie sproszkowane cząstki sproszkowanego tantalu powinny być w stanie przejść przez sito 400 mesh lub większe, np. 500 oczek, 600 oczek lub 700 oczek. Im większy rozmiar oczek, tym drobniejszy proszek tantalu, ale jeśli proszek jest zbyt drobny, np. powyżej 700 mesh, trudniej jest kontrolować zawartość tlenu w proszku tantalu. Dlatego przesiewanie w etapie 2) korzystnie odnosi się do przesiewania między 400 a 700 mesh. W celu zilustrowania, a nie ograniczenia, w realizacji zastosowano kruszenie w młynie kulowym.

W przeciwieństwie do odwodorniania niskotemperaturowego, które jest stosowane w terenie w celu oszczędzania energii, odwodornianie wysokotemperaturowe jest korzystnie przeprowadzane podczas produkcji poprzez ogrzewanie sproszkowanego tantalu pod osłoną gazu obojętnego i utrzymywanie go w cieple przez około 60-300 minut (np. około 120 minut, około 150 minut, około 240 minut, około 200 minut) w około 800-1000 stopniach (np. około 900 stopni, około 950 stopni, około 980 stopni, około 850 stopni, około 880 stopni). Sproszkowany tantal jest następnie schładzany, usuwany z pieca i przesiewany w celu uzyskania odwodornionego sproszkowanego tantalu. Niespodziewanie wynalazcy stwierdzili, że wyższa temperatura opisana dla odwodornienia umożliwiła zmniejszenie aktywności powierzchniowej w tym samym czasie co odwodornienie.

W etapie 4 sproszkowany tantal jest odtleniany w niskiej temperaturze, tj. maksymalna temperatura procesu jest korzystnie nie wyższa niż temperatura odwodornienia, która na ogół jest o około 50-300 stopnia niższa od temperatury odwodornienia (np. około 100 stopni, około 150 stopni, około 180 stopni, około 80 stopni, około 200 stopni), co jest wystarczające do osiągnięcia celu odtlenienia przy jednoczesnym zapewnieniu, że cząstki tantalu nie spiekają się ani nie rosną, tak że cząstki magnezu lub tlenku magnezu nie zostają zamknięte w kapsułkach cząsteczki tantalu. Cząstki magnezu lub tlenku magnezu są zamknięte w cząstkach tantalu i nie można ich łatwo usunąć podczas późniejszego procesu trawienia, co skutkuje wysoką zawartością magnezu w gotowym produkcie.

Odtlenianie przeprowadza się przez dodanie środka redukującego do proszku tantalu. Korzystnie wspomniany proces odtleniania zwykle prowadzi się w osłonie gazu obojętnego. Ogólnie rzecz biorąc, dany środek redukujący ma większe powinowactwo do tlenu niż tantal do tlenu. Takimi środkami redukującymi są na przykład metale ziem alkalicznych, metale ziem rzadkich i ich wodorki, najczęściej sproszkowany magnez. Jako konkretny korzystny przykład wykonania, można to osiągnąć przez zmieszanie sproszkowanego tantalu z {{0}},0,0% sproszkowanego metalicznego magnezu w stosunku do masy sproszkowanego tantalu, załadowanie tacy przy użyciu metody opisanej w Chiński patent CN 102120258A, ogrzewanie w osłonie gazu obojętnego, utrzymujące ok. 600-750 stopnia (np. ok. 700eC) przez ok. 2-4 godzin, następnie ewakuacja i ponowne utrzymywanie ewakuacji przez ok. {{7 godzin. Temperatura jest następnie obniżana, pasywowana i usuwana z pieca w celu uzyskania odtlenionego proszku tantalu o wysokiej czystości.

Zaletą tej metody jest połączenie wysokotemperaturowego odwodorniania, niskotemperaturowego odtleniania i niskotemperaturowej obróbki cieplnej. Ponieważ surowy proszek tantalu zawiera wodorki, które nieuchronnie powstają w wyniku absorpcji wodoru, jego właściwości (np. stała sieciowa, opór elektryczny itp.) zmieniają się w sposób, którego nie można jeszcze całkowicie wyeliminować za pomocą konwencjonalnego odwodorniania w niskiej temperaturze. Celem stosowania odwodorniania niskotemperaturowego jest uniknięcie wzrostu spiekanych cząstek spowodowanego wysokimi temperaturami odtleniania.

The above-mentioned combination of high-temperature dehydrogenation, low-temperature deoxidation, and low-temperature heat treatment avoids the sintering and growth of tantalum powder particles caused by high temperatures in the conventional process (i.e. dehydrogenation and deoxidation at the same time) and the encapsulation of magnesium or magnesium oxide particles inside the tantalum particles, resulting in poorly controllable particle size and high magnesium content in the final product; it also avoids the problem of incomplete dehydrogenation caused by low temperatures, resulting in high hydrogen content. The problem of high hydrogen content due to incomplete dehydrogenation caused by low temperatures is also avoided. The low-temperature heat treatment mainly removes the residual magnesium metal after deoxidation, the impurities such as H and F from the pickling, and ensures that the particles do not grow, so that the impurity content is well controlled while achieving the particle size requirements. In the end, the method of the invention resulted in a high-purity tantalum powder with a purity of >99,995 procent przez GDMS.

Porównanie wydajności proszku tantalu

Popularne Tagi: proszek tantalu o wysokiej czystości, dostawcy, producenci, fabryka, zindywidualizowane, kup, cena, oferta cenowa, jakość, na sprzedaż, w magazynie