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 površinski premazi.

Sljedeća metoda za proizvodnju praha tantala visoke čistoće uključuje sljedeće korake u nizu.

1) hidrogeniranje ingota tantala visoke čistoće

2) drobljenje i prosijavanje čipova tantala dobijenih hidrogenacijom ingota tantala i zatim njihovo pročišćavanje ispiranjem kiselinom kako bi se uklonila kontaminacija nečistoća unesenih postupkom kugličnog mljevenja

3 ) Visokotemperaturna dehidrogenacija rezultirajućeg praha tantala

4 ) deoksidacija nastalog praha tantala

5) ispiranje kiselinom, pranje vodom, sušenje i prosijavanje praha tantala

6) Tantal u prahu se podvrgava toplotnoj obradi na niskim temperaturama, zatim se hladi, pasivira, ispušta i prosijava da bi se dobio gotov proizvod.

U procesu proizvodnje, ingoti tantala visoke čistoće definiraju se kao oni sa sadržajem tantala od 99,995 posto ili više. Ovi ingoti se mogu dobiti na različite načine, na primjer sinteriranjem ili elektronskim bombardiranjem na visokim temperaturama koristeći prah tantala proizveden različitim procesima kao sirovinu. Ovi ingoti su takođe komercijalno dostupni.

Nema ograničenja u pogledu načina na koji se hidrogenirani tantalni čips može drobiti, na primjer pomoću postrojenja za drobljenje protoka zraka ili kugličnog mlina, ali poželjno je da sve zdrobljene čestice praha tantala mogu proći kroz sito od 400 mesh ili više, npr. 500 mesh, 600 mesh ili 700 mesh. Što je veća veličina oka, to je tantal u prahu finiji, ali ako je prašak previše fin, npr. iznad 700 mesh, teže je kontrolisati sadržaj kisika u prahu tantala. Stoga se prosejavanje u koraku 2) poželjno odnosi na prosijavanje između 400 i 700 mesh. U svrhu ilustracije, a ne ograničenja, u implementaciji se koristi drobljenje kugličnim mlinom.

Za razliku od niskotemperaturne dehidrogenacije, koja se koristi na terenu radi uštede energije, visokotemperaturna dehidrogenacija se poželjno provodi u proizvodnji zagrijavanjem praha tantala pod zaštitom inertnog plina i održavanjem topline oko 60-300 minuta (npr. oko 120 minuta, oko 150 minuta, oko 240 minuta, oko 200 minuta) na oko 800-1000 stepeni (npr. oko 900 stepeni, oko 950 stepeni, oko 980 stepeni, oko 850 stepeni, oko 880 stepeni). Tantal u prahu se zatim ohladi, ukloni iz peći i prosije da se dobije dehidrogenirani tantal u prahu. Iznenađujuće, pronalazači su otkrili da je viša temperatura opisana za dehidrogenaciju omogućila smanjenje površinske aktivnosti u isto vrijeme kada i dehidrogenacija.

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

Deoksidacija se vrši dodavanjem redukcionog sredstva u prah tantala. Poželjno je da se navedeni proces deoksidacije obično izvodi pod zaštitom od inertnog plina. Generalno, dotični redukcioni agens ima veći afinitet za kiseonik nego tantal za kiseonik. Takvi redukcioni agensi su, na primjer, zemnoalkalni metali, rijetki zemni metali i njihovi hidridi, najčešće magnezijum u prahu. Kao posebna poželjna varijanta, ovo se može postići miješanjem praha tantala sa {{0}}.2-2.0 posto praha metala magnezija po težini tantalovog praha, punjenjem posude korištenjem metode opisane u Kineski patent CN 102120258A, grijanje pod zaštitom inertnog plina, zadržavanje na cca. 600-750 stepen (npr. pribl. 700eC) za pribl. 2-4 sati, zatim evakuacija i ponovno zadržavanje u evakuaciji cca. 2-4 sati. Temperatura se zatim snižava, pasivira 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. Kako sirovi prah tantala sadrži hidride koji se neizbježno stvaraju apsorpcijom vodika, njegova svojstva (npr. konstanta rešetke, električni otpor, itd.) se mijenjaju na načine koji se još uvijek ne mogu potpuno eliminirati konvencionalnom dehidrogenacijom na niskim temperaturama. 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.

Poređenje performansi praha tantala

Popularni tagovi: tantal u prahu visoke čistoće, dobavljači, proizvođači, tvornica, prilagođeni, kupovina, cijena, ponuda, kvaliteta, na prodaju, na lageru