Tantalov prah visoke čistosti

Poleg napršenih filmov v polprevodniški tehnologiji se ta tantalov prah lahko uporablja tudi za druge aplikacije, kot so medicinske aplikacije in površinski premaz.

Naslednja metoda za proizvodnjo tantalovega prahu visoke čistosti vključuje naslednje korake v zaporedju.

1) hidrogeniranje tantalovega ingota visoke čistosti

2) drobljenje in sejanje tantalovih zrn, pridobljenih s hidrogeniranjem tantalovih ingotov, in njihovo nato čiščenje s spiranjem s kislino, da se odstrani kontaminacija nečistoč, ki jih prinese proces krogličnega mletja

3 ) Visokotemperaturna dehidrogenacija nastalega tantalovega prahu

4 ) deoksidacija nastalega tantalovega prahu

5) pranje s kislino, pranje z vodo, sušenje in sejanje tantalovega prahu

6) Tantalov prah je izpostavljen nizkotemperaturni toplotni obdelavi, nato ohlajen, pasiviran, izpraznjen in presejan, da dobimo končni izdelek.

V proizvodnem procesu so ingoti tantala visoke čistosti opredeljeni kot tisti z vsebnostjo tantala 99,995 odstotka ali več. Te ingote je mogoče pridobiti na različne načine, na primer s sintranjem ali elektronskim obstreljevanjem pri visokih temperaturah z uporabo tantalovega prahu, proizvedenega z različnimi postopki, kot surovine. Ti ingoti so tudi komercialno dostopni.

Ni omejitev glede tega, kako je mogoče zdrobiti hidrogenirane tantalove zrnce, na primer z drobilno napravo za pretok zraka ali krogličnim mlinom, vendar je po možnosti vsem zdrobljenim delcem tantalovega prahu omogočeno prehajanje skozi sito z velikostjo očes 400 ali več, npr. 500 mesh, 600 mesh ali 700 mesh. Večja kot je velikost očes, bolj fin je tantalov prah, če pa je prah preveč fin, npr. nad 700 mesh, je težje nadzorovati vsebnost kisika v tantalovem prahu. Zato se sejanje v koraku 2) prednostno nanaša na sejanje med 400 in 700 mesh. Za ponazoritev in ne omejitev je pri izvedbi uporabljeno drobljenje v krogličnem mlinu.

Za razliko od nizkotemperaturne dehidrogenacije, ki se uporablja na terenu za varčevanje z energijo, se visokotemperaturna dehidrogenacija po možnosti izvaja v proizvodnji s segrevanjem tantalovega prahu pod zaščito inertnega plina in ohranjanjem toplega približno 60-300 minut (npr. približno 120 minut, približno 150 minut, približno 240 minut, približno 200 minut) pri približno 800-1000 stopinjah (npr. približno 900 stopinjah, približno 950 stopinjah, približno 980 stopinjah, približno 850 stopinjah, približno 880 stopinjah). Tantalov prah nato ohladimo, odstranimo iz peči in presejemo, da dobimo dehidrogeniran tantalov prah. Presenetljivo so izumitelji ugotovili, da je višja temperatura, opisana za dehidrogenacijo, omogočila zmanjšanje površinske aktivnosti hkrati z dehidrogenacijo.

V koraku 4 se tantalov prah deoksidira pri nizki temperaturi, kar pomeni, da najvišja temperatura postopka po možnosti ni višja od temperature dehidrogenacije, ki je na splošno približno 50-300 stopinj pod temperaturo dehidrogenacije (npr. približno 100 stopinj, približno 150 stopinj, približno 180 stopinj, približno 80 stopinj, približno 200 stopinj), kar zadostuje za doseganje namena deoksigenacije, hkrati pa zagotavlja, da se delci tantala ne sintrajo ali rastejo, tako da se delci magnezija ali magnezijevega oksida ne inkapsulirajo v delci tantala. Delci magnezija ali magnezijevega oksida so inkapsulirani v delcih tantala in jih ni mogoče zlahka odstraniti med kasnejšim postopkom luženja, kar ima za posledico visoko vsebnost magnezija v končnem izdelku.

Deoksidacijo izvedemo tako, da tantalovemu prahu dodamo redukcijsko sredstvo. Prednostno se omenjeni postopek dezoksidacije običajno izvaja pod zaščito inertnega plina. Na splošno ima zadevno redukcijsko sredstvo večjo afiniteto do kisika kot tantal do kisika. Takšna redukcijska sredstva so na primer zemeljskoalkalijske kovine, redke zemeljske kovine in njihovi hidridi, najpogosteje magnezijev prah. Kot posebna prednostna izvedba je to mogoče doseči z mešanjem tantalovega prahu z {{0}}.2-2.0 odstotka magnezijevega kovinskega prahu glede na maso tantalovega prahu, nalaganjem pladnja po metodi, opisani v Kitajski patent CN 102120258A, segrevanje pod zaščito inertnega plina, držanje pri pribl. 600-750 stopinj (npr. pribl. 700 eC) za pribl. 2-4 ur, nato evakuacija in ponovno zadrževanje v evakuaciji pribl. 2-4 ur. Temperaturo nato znižamo, pasiviziramo in odstranimo iz peči, da dobimo deoksidiran tantalov prah visoke čistosti.

Prednost te metode je kombinacija visokotemperaturne dehidrogenacije, nizkotemperaturne deoksidacije in nizkotemperaturne toplotne obdelave. Ker surovi tantalov prah vsebuje hidride, ki neizogibno nastanejo z absorpcijo vodika, se njegove lastnosti (npr. konstanta rešetke, električni upor itd.) spremenijo na načine, ki jih še ni mogoče popolnoma odpraviti s konvencionalno nizkotemperaturno dehidrogenacijo. Namen uporabe nizkotemperaturne dehidrogenacije je preprečiti rast sintranih delcev, ki jih povzročajo visoke temperature 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 odstotka po GDMS.

Primerjava zmogljivosti tantalovega prahu

Priljubljena oznake: tantalov prah visoke čistosti, dobavitelji, proizvajalci, tovarna, po meri, nakup, cena, ponudba, kakovost, naprodaj, na zalogi