Tantal u prahu visoke čistoće

Osim za raspršivanje filmova u tehnologiji poluvodiča, ovaj prah tantala može se koristiti i za druge primjene, kao što su medicinske primjene i površinsko premazivanje.

Sljedeća metoda za proizvodnju tantalovog praha visoke čistoće sastoji se od sljedećih koraka u nizu.

1) hidrogeniranje ingota tantala visoke čistoće

2) drobljenje i prosijavanje komadića tantala dobivenih hidrogenacijom tantalovih ingota i zatim njihovo pročišćavanje ispiranjem kiselinom kako bi se uklonila kontaminacija nečistoćama koje donosi proces mljevenja kuglica

3 ) Visokotemperaturna dehidrogenacija dobivenog tantalovog praha

4 ) deoksidacija dobivenog tantalovog praha

5) kiselo pranje, pranje vodom, sušenje i prosijavanje tantalovog praha

6) Prah tantala se podvrgava toplinskoj obradi na niskim temperaturama, zatim se hladi, pasivizira, ispušta i prosijava kako bi se dobio gotov proizvod.

U procesu proizvodnje, ingoti tantala visoke čistoće definirani su kao oni s udjelom tantala od 99,995 posto ili više. Ti se ingoti mogu dobiti na različite načine, primjerice sinteriranjem ili elektronskim bombardiranjem na visokim temperaturama koristeći tantalov prah proizveden različitim procesima kao sirovinu. Ovi ingoti su također komercijalno dostupni.

Ne postoji ograničenje u pogledu načina na koji se hidrogenirani tantalni komadići mogu usitniti, na primjer pomoću postrojenja za drobljenje protokom zraka ili kuglastog mlina, ali poželjno je da sve čestice zdrobljenog tantalovog praha mogu proći kroz sito od 400 mesh ili više, npr. 500 mesh, 600 mesh ili 700 mesh. Što je veličina oka veća, tantalov prah je finiji, ali ako je prah previše fin, npr. iznad 700 oka, teže je kontrolirati sadržaj kisika u tantalovom prahu. Stoga se prosijavanje u koraku 2) po mogućnosti odnosi na prosijavanje između 400 i 700 mesh. U svrhu ilustracije, a ne ograničenja, u provedbi se koristi drobljenje u mlinu s kuglicama.

Za razliku od niskotemperaturne dehidrogenacije, koja se koristi na terenu za uštedu energije, visokotemperaturna dehidrogenacija se poželjno provodi u proizvodnji zagrijavanjem tantalovog praha pod zaštitom inertnog plina i držanjem na toplom oko 60-300 minuta (npr. oko 120 minuta, oko 150 minuta, oko 240 minuta, oko 200 minuta) na oko 800-1000 stupnjeva (npr. oko 900 stupnjeva, oko 950 stupnjeva, oko 980 stupnjeva, oko 850 stupnjeva, oko 880 stupnjeva). Prah tantala se zatim ohladi, izvadi iz peći i prosije kako bi se dobio dehidrogenirani prah tantala. Izumitelji su iznenađujuće otkrili da je viša temperatura opisana za dehidrogenaciju omogućila smanjenje površinske aktivnosti u isto vrijeme s dehidrogenacijom.

U koraku 4 tantalov prah se deoksidira na niskoj temperaturi, tj. maksimalna temperatura procesa poželjno nije viša od temperature dehidrogenacije, koja je općenito oko 50-300 stupnjeva ispod temperature dehidrogenacije (npr. oko 100 stupnjeva, oko 150 stupnjeva, oko 180 stupnjeva, oko 80 stupnjeva, oko 200 stupnjeva), što je dovoljno da se postigne svrha deoksigenacije, dok se osigurava da se čestice tantala ne sinteruju ili rastu tako da se čestice magnezija ili magnezijevog oksida ne inkapsuliraju u čestice tantala. Čestice magnezija ili magnezijevog oksida su inkapsulirane unutar čestica tantala i ne mogu se lako ukloniti tijekom naknadnog procesa kiseljenja, što rezultira visokim sadržajem magnezija u gotovom proizvodu.

Dezoksidacija se provodi dodavanjem redukcijskog sredstva u prah tantala. Poželjno je da se navedeni proces deoksidacije obično provodi pod zaštitom inertnog plina. Općenito, dotični redukcijski agens ima veći afinitet prema kisiku nego tantal prema kisiku. Takvi redukcijski agensi su npr. zemnoalkalijski metali, metali rijetkih zemalja i njihovi hidridi, najčešće magnezijev prah. Kao specifična poželjna izvedba, to se može postići miješanjem tantalovog praha s {{0}}.2-2.0 posto metalnog praha magnezija po težini tantalovog praha, punjenjem ladice pomoću metode opisane u Kineski patent CN 102120258A, zagrijavanje pod zaštitom inertnog plina, držanje na cca. 600-750 stupnjeva (npr. pribl. 700 eC) za pribl. 2-4 sati, zatim evakuacija i ponovno držanje pod evakuacijom otprilike. 2-4 sati. Temperatura se zatim snižava, pasivizira i uklanja iz peći kako bi se dobio deoksidirani prah tantala visoke čistoće.

Prednost ove metode je kombinacija visokotemperaturne dehidrogenacije, niskotemperaturne deoksidacije i niskotemperaturne toplinske obrade. Budući da sirovi prah tantala sadrži hidride koji neizbježno nastaju apsorpcijom vodika, njegova svojstva (npr. konstanta rešetke, električni otpor itd.) mijenjaju se na načine koji se još ne mogu u potpunosti eliminirati konvencionalnom dehidrogenacijom na niskoj temperaturi. Svrha korištenja niskotemperaturne dehidrogenacije je izbjegavanje rasta sinteriranih čestica uzrokovanih visokim temperaturama deoksigenacije.

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 posto prema GDMS-u.

Usporedba performansi tantalovog praha

Popularni tagovi: prah tantala visoke čistoće, dobavljači, proizvođači, tvornica, prilagođeno, kupiti, cijena, ponuda, kvaliteta, na prodaju, na zalihama