Vysoce čistý tantalový prášek

Kromě naprašování filmů v polovodičové technologii lze tento tantalový prášek použít také pro další aplikace, jako jsou lékařské aplikace a povrchové nátěry.

Následující způsob výroby vysoce čistého tantalového prášku zahrnuje následující kroky v pořadí.

1) hydrogenace vysoce čistého tantalového ingotu

2) drcení a prosévání tantalových třísek získaných hydrogenací tantalových ingotů a jejich následné čištění kyselým praním, aby se odstranila kontaminace nečistot vnesených procesem kulového mletí

3) Vysokoteplotní dehydrogenace výsledného tantalového prášku

4) deoxidace výsledného tantalového prášku

5) kyselé praní, promývání vodou, sušení a prosévání tantalového prášku

6) Tantalový prášek se podrobí nízkoteplotnímu tepelnému zpracování, poté se ochladí, pasivuje, vypustí a prosévá, aby se získal konečný produkt.

Ve výrobním procesu jsou tantalové ingoty vysoké čistoty definovány jako ingoty s obsahem tantalu 99,995 procenta nebo více. Tyto ingoty lze získat různými způsoby, například slinováním nebo bombardováním elektrony při vysokých teplotách za použití tantalového prášku vyrobeného různými procesy jako suroviny. Tyto ingoty jsou také komerčně dostupné.

Neexistuje žádné omezení ohledně způsobu drcení hydrogenovaných tantalových třísek, například pomocí zařízení na drcení s prouděním vzduchu nebo kulového mlýna, ale pokud možno, všechny částice drceného tantalového prášku by měly být schopny projít sítem o velikosti ok 400 mesh nebo vyšším, např. 500 mesh, 600 mesh nebo 700 mesh. Čím větší je velikost ok, tím jemnější je tantalový prášek, ale pokud je prášek příliš jemný, např. nad 700 mesh, je obtížnější kontrolovat obsah kyslíku v tantalovém prášku. Proto se prosévání v kroku 2) přednostně týká prosévání mezi 400 a 700 mesh. Pro účely ilustrace a nikoli omezení je v implementaci použito drcení v kulovém mlýně.

Na rozdíl od nízkoteplotní dehydrogenace, která se v terénu používá k úspoře energie, se vysokoteplotní dehydrogenace při výrobě s výhodou provádí zahříváním tantalového prášku pod ochranou inertním plynem a udržováním teplého po dobu asi 60-300 minut (např. asi 120 minut, asi 150 minut, asi 240 minut, asi 200 minut) při asi 800-1000 stupni (např. asi 900 stupňů, asi 950 stupňů, asi 980 stupňů, asi 850 stupňů, asi 880 stupňů). Tantalový prášek se poté ochladí, vyjme z pece a prosévá, aby se získal dehydrogenovaný tantalový prášek. Vynálezci překvapivě zjistili, že vyšší teplota popsaná pro dehydrogenaci umožnila snížit povrchovou aktivitu současně s dehydrogenací.

V kroku 4 je tantalový prášek dezoxidován při nízké teplotě, tj. maximální teplota procesu s výhodou není vyšší než dehydrogenační teplota, která je obecně asi 50-300 stupňů pod dehydrogenační teplotou (např. asi 100 stupňů, asi 150 stupňů , asi 180 stupňů , asi 80 stupňů , asi 200 stupňů ), což je dostatečné pro dosažení účelu deoxygenace při zajištění toho, že částice tantalu nespékají nebo nerostou, takže částice hořčíku nebo oxidu hořečnatého se nezapouzdří v částice tantalu. Částice hořčíku nebo oxidu hořečnatého jsou zapouzdřeny v částicích tantalu a nelze je snadno odstranit během následného procesu moření, což má za následek vysoký obsah hořčíku v konečném produktu.

Deoxidace se provádí přidáním redukčního činidla k tantalovému prášku. Výhodně se uvedený proces dezoxidace obvykle provádí pod ochranou inertního plynu. Obecně má dotyčné redukční činidlo větší afinitu ke kyslíku než tantal ke kyslíku. Taková redukční činidla jsou například kovy alkalických zemin, kovy vzácných zemin a jejich hydridy, nejčastěji práškový hořčík. Jako konkrétní preferované provedení toho lze dosáhnout smícháním tantalového prášku s {{0}}.2-2.0 procent kovového hořčíkového prášku z hmotnosti tantalového prášku, naplnění podnosu metodou popsanou v Čínský patent CN 102120258A, ohřev pod ochranou inertním plynem, výdrž při cca. 600-750 stupně (např. cca 700eC) po dobu cca. 2-4 hodin, poté evakuace a opět evakuace po dobu cca. {{7 hodin. Teplota se potom sníží, pasivuje a odstraní z pece, aby se získal deoxidovaný, vysoce čistý tantalový prášek.

Výhodou této metody je kombinace vysokoteplotní dehydrogenace, nízkoteplotní deoxidace a nízkoteplotního tepelného zpracování. Jelikož surový tantalový prášek obsahuje hydridy, které nevyhnutelně vznikají absorpcí vodíku, jeho vlastnosti (např. mřížková konstanta, elektrický odpor atd.) se mění způsoby, které dosud nelze zcela eliminovat běžnou nízkoteplotní dehydrogenací. Účelem použití nízkoteplotní dehydrogenace je zabránit růstu slinutých částic způsobených vysokými teplotami deoxygenace.

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 procenta pomocí GDMS.

Srovnání výkonu tantalového prášku

Populární Tagy: vysoce čistý tantalový prášek, dodavatelé, výrobci, továrna, přizpůsobené, koupit, cena, nabídka, kvalita, na prodej, skladem