RU2657257C1 - Method for obtaining the agglomerated tantal powder - Google Patents

Method for obtaining the agglomerated tantal powder Download PDF

Info

Publication number
RU2657257C1
RU2657257C1 RU2017128038A RU2017128038A RU2657257C1 RU 2657257 C1 RU2657257 C1 RU 2657257C1 RU 2017128038 A RU2017128038 A RU 2017128038A RU 2017128038 A RU2017128038 A RU 2017128038A RU 2657257 C1 RU2657257 C1 RU 2657257C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
tantalum
powder
hydride
agglomerated
temperature
Prior art date
Application number
RU2017128038A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вениамин Моисеевич Орлов
Евгений Николаевич Киселев
Иосиф Вульфович Нетупский
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "Кольский научный центр Российской академии наук" (ФИЦ КНЦ РАН)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "Кольский научный центр Российской академии наук" (ФИЦ КНЦ РАН) filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "Кольский научный центр Российской академии наук" (ФИЦ КНЦ РАН)
Priority to RU2017128038A priority Critical patent/RU2657257C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2657257C1 publication Critical patent/RU2657257C1/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/023Hydrogen absorption
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/04Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from solid material, e.g. by crushing, grinding or milling
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B34/00Obtaining refractory metals
    • C22B34/20Obtaining niobium, tantalum or vanadium
    • C22B34/24Obtaining niobium or tantalum

Abstract

FIELD: technological processes.
SUBSTANCE: invention refers to the production of the agglomerated condenser tantalum powder that can be used during manufacturing of various types of tantalum capacitors. Heating of the metal tantalum, its hydrogenation in the hydrogen atmosphere during the cooling process with the average rate of 5–20°C/min using sponge titanium hydride as the source of hydrogen are carried out. Mass of the cellular titanium hydride is determined from the following relationship: MTi=k⋅MTa, where MTi – mass of cellular titanium hydride, kg, MTa – mass of metallic tantalum, kg, k – empirical coefficient, which is equal to 0.15–0.6. Resulting tantalum hydride is ground, after which the powder is classified and the specified fraction of the tantalum hydride powder is extracted. Isolated fraction is dehydrogenated and agglomerated during heating in the inert gas flow up to the temperature of not more than 1,650 °C, where heating in the temperature range of 500–800 °C is carried out at the speed of 3–10 °C/min. Hydrogen, which is extracted during dehydrogenation, is absorbed by the cellular titanium hydride, which is used during hydrogenation, and it is used in the closed cycle. Resulting sinter is ground in order to obtain the agglomerated tantalum powder.
EFFECT: reduction of 10–40 % in the hydrogenation time of the metal tantalum and the reduction in the carbon impurity content in the agglomerated tantalum powder up to three and one-half times is ensured.
7 cl, 5 ex

Description

Изобретение относится к области порошковой металлургии, более конкретно к способам получения агломерированного конденсаторного танталового порошка с осколочной формой частиц, который может быть использован в производстве различных типов танталовых конденсаторов.The invention relates to the field of powder metallurgy, and more particularly to methods for producing agglomerated capacitor tantalum powder with a fragment form of particles, which can be used in the production of various types of tantalum capacitors.

Танталовые конденсаторные порошки с осколочной формой частиц получают из компактного металла, подвергнутого нагреву в вакууме до температуры 750-800°C и последующему охлаждению до комнатной температуры в атмосфере высокочистого водорода. При этом происходит насыщение металлического тантала водородом с образованием гидрида тантала, обладающего высокой хрупкостью. Гидрированный слиток тантала самопроизвольно разрушается с образованием крупки, которую затем измельчают до заданной крупности. Для удаления водорода измельченный гидрид тантала нагревают в вакууме до температуры 750-850°C. В результате образуется металлический порошок тантала, который можно использовать для производства танталовых конденсаторов. Для получения конденсаторов с высоким удельным зарядом необходимы порошки тантала с большой удельной поверхностью. Однако при большой удельной поверхности порошок имеет пониженную текучесть и повышенное содержание кислорода, что затрудняет проведение технологических операций и ухудшает параметры конденсаторов. В частности, увеличивается ток утечки. Для улучшения текучести танталовый порошок агломерируют путем его термической обработки в вакууме при повышенной температуре, в результате чего происходит спекание частиц. Образовавшийся спек измельчают до заданной крупности и получают агломерированный конденсаторный порошок тантала. Он характеризуется высокой текучестью, однако содержание кислорода в порошке возрастает.Particle-type tantalum condenser powders are obtained from a compact metal, which is heated in a vacuum to a temperature of 750-800 ° C and then cooled to room temperature in an atmosphere of high-purity hydrogen. In this case, the tantalum metal is saturated with hydrogen to form tantalum hydride, which is highly brittle. The hydrogenated tantalum ingot spontaneously collapses to form grains, which are then crushed to a predetermined size. To remove hydrogen, the crushed tantalum hydride is heated in vacuum to a temperature of 750-850 ° C. The result is a tantalum metal powder that can be used to produce tantalum capacitors. To obtain capacitors with a high specific charge, tantalum powders with a large specific surface are needed. However, with a large specific surface area, the powder has a reduced fluidity and a high oxygen content, which complicates the process and worsens the parameters of the capacitors. In particular, the leakage current increases. To improve fluidity, tantalum powder is agglomerated by heat treatment in vacuum at elevated temperature, resulting in sintering of particles. The resulting cake is ground to a predetermined particle size and an agglomerated tantalum condenser powder is obtained. It is characterized by high fluidity, but the oxygen content in the powder increases.

Известен способ получения агломерированного танталового порошка (см. пат. 4141719 США, МПК2 B22F 1/04, 1979), включающий размол гидрированных высокочистых металлических слитков тантала с получением порошка гидрида с определенным размером частиц, термическую обработку полученного порошка при температуре T1 для дегидрирования и первичной агломерации, размол и классификацию дегидрированного и первично агломерированного порошка до крупности менее 200 меш, термическую обработку при температуре T2>T1 для вторичной агломерации размолотого и классифицированного порошка, размол и классификацию полученного спека до крупности менее 35 меш и смешивание полученного агломерированного порошка.A known method of producing agglomerated tantalum powder (see US Pat. No. 4141719, IPC 2 B22F 1/04, 1979), comprising grinding hydrogenated high-purity tantalum metal ingots to obtain a hydride powder with a certain particle size, heat treatment of the obtained powder at a temperature of T 1 for dehydrogenation and primary sintering, grinding and classification and dehydrogenated primary agglomerated powder to a particle size less than 200 mesh, the heat treatment at a temperature T 2> T 1 for a secondary agglomeration of the ground and classifies Rowan powder, grinding and classifying the resultant cake to a particle size less than 35 mesh, and mixing the obtained agglomerated powder.

Недостатком данного способа является то, что операции дегидрирования и агломерации порошка проводят раздельно в два этапа. Это приводит к увеличению содержания кислорода в конечном продукте, вследствие чего снижается качество получаемых танталовых порошков и соответственно конденсаторов, а также повышается энергоемкость способа. Кроме того, водород, выделившийся в процессе дегидрирования, не утилизируется для гидрирования.The disadvantage of this method is that the dehydrogenation and agglomeration of the powder are carried out separately in two stages. This leads to an increase in the oxygen content in the final product, as a result of which the quality of the obtained tantalum powders and, accordingly, capacitors decreases, and the energy intensity of the method also increases. In addition, hydrogen released during the dehydrogenation process is not utilized for hydrogenation.

Известен также принятый в качестве прототипа способ получения агломерированного танталового порошка (см. Технология агломерированных танталовых конденсаторных порошков и их применение / В.М. Орлов, В.В. Сухоруков, В.И. Бочарова и др. // Научные основы химии и технологии переработки комплексного сырья и синтеза на его основе функциональных материалов: Материалы Всерос. науч. конф. с междунар. участием, 8-11 апр. 2008 г. - Апатиты: Изд-во КНЦ РАН, 2008. Ч. 1. С. 254-257), включающий нагрев металлического тантала до 750°C, его гидрирование при охлаждении в атмосфере водорода, источником которого является губчатый гидрид титана, и размол полученной крупки гидрида тантала до получения порошка с насыпной плотностью 3,9-4,5 г/см3. Цикл гидрирования металлического тантала составил 6 часов. Затем производят кислотную обработку порошка для удаления железа, внесенного при размоле, и осуществляют дегидрирование и агломерацию порошка гидрида тантала в токе высокочистого аргона при температуре 1350-1450°C. Выделяющийся водород поглощают титановой губкой и затем используют в замкнутом цикле для получения гидрида тантала. Полученный спек измельчают до крупности менее 315 мкм. Порошок содержит 0,003-0,005% углерода.Also known is the method of obtaining agglomerated tantalum powder adopted as a prototype (see. Technology of agglomerated tantalum condenser powders and their application / V.M. Orlov, V.V. Sukhorukov, V.I. Bocharova and others // Scientific principles of chemistry and technology processing of complex raw materials and the synthesis of functional materials based on it: Materials of the All-Russian Scientific Conference with international participation, April 8-11, 2008 - Apatity: Publishing House of the KSC RAS, 2008. Part 1. P. 254- 257), including heating of tantalum metal to 750 ° C, its hydrogenation while cooling in the atmosphere hydrogen, the source of which is sponge titanium hydride, and grinding the obtained grains of tantalum hydride to obtain a powder with a bulk density of 3.9-4.5 g / cm 3 . The hydrogenation cycle of metallic tantalum was 6 hours. Then the powder is acid treated to remove the iron introduced during grinding, and the tantalum hydride powder is dehydrated and agglomerated in a stream of high-purity argon at a temperature of 1350-1450 ° C. The hydrogen released is absorbed by a titanium sponge and then used in a closed cycle to produce tantalum hydride. The resulting cake is ground to a particle size of less than 315 microns. The powder contains 0.003-0.005% carbon.

Известный способ характеризуется недостаточной интенсивностью процесса гидрирования и относительно высоким содержанием в порошке примеси углерода. Способ не гарантирует нормированное содержание водорода в агломерированном порошке по причине отсутствия критерия соотношения масс металлического тантала и гидрида титана. Способ также не обеспечивает возможность получения широкого диапазона классов конденсаторных порошков. Все это снижает технологичность известного способа и качество получаемых порошков.The known method is characterized by insufficient intensity of the hydrogenation process and a relatively high content of carbon impurities in the powder. The method does not guarantee the normalized hydrogen content in the agglomerated powder due to the absence of a criterion for the ratio of the masses of metallic tantalum and titanium hydride. The method also does not provide the ability to obtain a wide range of classes of capacitor powders. All this reduces the manufacturability of the known method and the quality of the obtained powders.

Настоящее изобретение направлено на достижение технического результата, заключающегося в повышении технологичности способа и качества получаемых танталовых порошков за счет ускорения гидрирования металлического тантала, уменьшения содержания в нем примеси углерода и повышения выхода агломерированного порошка с нормированным содержанием водорода. Технический результат заключается также в расширении диапазона получаемых классов агломерированного танталового порошка.The present invention is aimed at achieving a technical result, which consists in increasing the manufacturability of the method and the quality of the obtained tantalum powders by accelerating the hydrogenation of tantalum metal, reducing the content of carbon impurities in it and increasing the yield of agglomerated powder with a normalized hydrogen content. The technical result also lies in expanding the range of classes of agglomerated tantalum powder.

Технический результат достигается тем, что в способе получения агломерированного танталового порошка, включающем нагрев металлического тантала, его гидрирование в процессе охлаждения металлического тантала в атмосфере водорода с использованием губчатого гидрида титана в качестве источника водорода, размол образовавшегося гидрида тантала до заданной насыпной плотности порошка, дегидрирование порошка гидрида тантала и агломерацию порошка при повышенной температуре в токе инертного газа с поглощением выделяющегося водорода, который используется в замкнутом цикле, губчатым гидридом титана, применявшимся при гидрировании, и образованием спека, который размалывают с получением агломерированного танталового порошка, согласно изобретению, охлаждение металлического тантала в атмосфере водорода ведут со средней скоростью 5-20°C/мин, после размола гидрида тантала осуществляют классификацию порошка, а дегидрированию и агломерации подвергают выделенную фракцию порошка гидрида тантала при температуре не более 1650°C, причем нагрев порошка в диапазоне температур 500-800°C ведут со скоростью 3-10°C/мин, а массу губчатого гидрида титана выбирают с учетом зависимости:The technical result is achieved by the fact that in the method for producing agglomerated tantalum powder, which includes heating tantalum metal, its hydrogenation in the process of cooling tantalum metal in a hydrogen atmosphere using sponge titanium hydride as a hydrogen source, grinding the resulting tantalum hydride to a given bulk density of the powder, dehydrogenation of the powder tantalum hydride and agglomeration of the powder at an elevated temperature in a stream of inert gas with absorption of released hydrogen, which used in a closed cycle, sponge titanium hydride used in hydrogenation, and the formation of cake, which is ground to obtain an agglomerated tantalum powder, according to the invention, the cooling of tantalum metal in a hydrogen atmosphere is carried out at an average rate of 5-20 ° C / min, after grinding of tantalum hydride the powder is classified, and the selected fraction of tantalum hydride powder is subjected to dehydrogenation and agglomeration at a temperature of not more than 1650 ° C, and the powder is heated in the temperature range 500-800 ° C at a rate of 3-10 ° C / min, and the mass of sponge titanium hydride is chosen taking into account the dependence:

Figure 00000001
Figure 00000001

где MTi - масса губчатого гидрида титана, кг,where M Ti is the mass of sponge titanium hydride, kg,

МТа - масса металлического тантала, кг,M Ta - the mass of metal tantalum, kg,

k - эмпирический коэффициент, k=0,15-0,6.k is the empirical coefficient, k = 0.15-0.6.

Достижению технического результата способствует то, что нагрев металлического тантала ведут в вакууме или в атмосфере высокочистого водорода.The achievement of the technical result contributes to the fact that the heating of the metal tantalum is carried out in a vacuum or in an atmosphere of high-purity hydrogen.

Достижению технического результата способствует также то, что размол гидрида тантала производят до обеспечения насыпной плотности порошка 3,8-5,0 г/см3.The achievement of the technical result also contributes to the fact that the grinding of tantalum hydride is carried out to ensure a bulk density of the powder of 3.8-5.0 g / cm 3 .

Достижению технического результата способствует также и то, что порошок гидрида тантала с насыпной плотностью 3,8-4,2 г/см3 классифицируют с выделением фракции более 3 мкм и агломерируют при температуре 1300-1400°C с получением порошка с удельным зарядом 5500-6500 мкКл/г.The technical result is also facilitated by the fact that tantalum hydride powder with a bulk density of 3.8-4.2 g / cm 3 is classified with a fraction of more than 3 μm and is agglomerated at a temperature of 1300-1400 ° C to obtain a powder with a specific charge of 5500- 6500 μC / g.

Достижению технического результата способствует и то, что порошок гидрида тантала с насыпной плотностью 4,1-4,6 г/см3 классифицируют с выделением фракции более 5 мкм и агломерируют при температуре 1400-1500°C с получением порошка с удельным зарядом 4500-5500 мкКл/г.The achievement of the technical result is also facilitated by the fact that tantalum hydride powder with a bulk density of 4.1-4.6 g / cm 3 is classified with a fraction of more than 5 μm and is agglomerated at a temperature of 1400-1500 ° C to obtain a powder with a specific charge of 4500-5500 μC / g.

Достижению технического результата способствует также и то, что порошок гидрида тантала с насыпной плотностью 4,5-5,0 г/см3 классифицируют с выделением фракции более 10 мкм и агломерируют при температуре 1500-1650°C с получением порошка с удельным зарядом 3000-4500 мкКл/г.The achievement of the technical result is also facilitated by the fact that tantalum hydride powder with a bulk density of 4.5-5.0 g / cm 3 is classified with a fraction of more than 10 μm and is agglomerated at a temperature of 1500-1650 ° C to obtain a powder with a specific charge of 3000- 4500 μC / g.

На достижение технического результата направлено также то, что выделенную фракцию порошка гидрида тантала дополнительно легируют фосфором до обеспечения его содержания 0,005-0,01% с получением порошка с повышенным удельным зарядом.The technical result is also directed to the fact that the selected fraction of tantalum hydride powder is additionally doped with phosphorus to ensure its content of 0.005-0.01% to obtain a powder with an increased specific charge.

Существенные признаки заявленного изобретения, определяющие объем правовой охраны и достаточные для получения вышеуказанного технического результата, выполняют функции и соотносятся с результатом следующим образом.The essential features of the claimed invention, which determine the scope of legal protection and are sufficient to obtain the above technical result, perform functions and relate to the result as follows.

Охлаждение металлического тантала в атмосфере водорода со средней скоростью 5-20°C/мин позволяет осуществить гидрирование металлического тантала в ускоренном режиме, что повышает технологичность способа. Охлаждение металлического тантала со скоростью менее 5°C/мин замедляет процесс образования гидрида тантала и разрушение слитка, что нежелательно. Понижение температуры со скоростью более 20°C/мин технически трудноосуществимо.The cooling of tantalum metal in an atmosphere of hydrogen at an average rate of 5-20 ° C / min allows hydrogenation of tantalum metal in an accelerated mode, which increases the manufacturability of the method. The cooling of tantalum metal at a rate of less than 5 ° C / min slows down the formation of tantalum hydride and the destruction of the ingot, which is undesirable. Lowering the temperature at a rate of more than 20 ° C / min is technically difficult to implement.

Классификация порошка гидрида тантала после размола позволяет расширить диапазон получаемых классов агломерированного танталового порошка за счет корректировки гранулометрического состава размолотого гидрида тантала с учетом требуемых характеристик агломерированного порошка.The classification of tantalum hydride powder after grinding allows us to expand the range of the obtained classes of agglomerated tantalum powder by adjusting the particle size distribution of the milled tantalum hydride taking into account the required characteristics of the agglomerated powder.

Дегидрирование и агломерация выделенной фракции порошка гидрида тантала при нагревании до температуры не более 1650°C с проведением нагрева порошка в диапазоне температур 500-800°C со скоростью 3-10°C/мин позволяет снизить содержание в нем примеси углерода, что повышает качество порошка и позволяет получить аноды конденсаторов с меньшей величиной тока утечки. Нагрев до температуры выше 1650°C приводит к ухудшению свойств агломерированного танталового порошка. Проведение нагрева порошка при температуре ниже 500°C со скоростью 3-10°C/мин сопровождается снижением скорости диффузии углерода, что снижает эффективность его удаления. Нагрев порошка при температуре более 800°C со скоростью 3-10°C/мин не обеспечивает удаления примеси углерода по причине незначительного остаточного содержания водорода в выделенной фракции порошка.Dehydrogenation and agglomeration of the selected fraction of tantalum hydride powder when heated to a temperature of not more than 1650 ° C with heating of the powder in the temperature range 500-800 ° C at a rate of 3-10 ° C / min allows to reduce the content of carbon impurities in it, which improves the quality of the powder and allows you to get the anodes of capacitors with a lower leakage current. Heating to a temperature above 1650 ° C leads to a deterioration in the properties of agglomerated tantalum powder. Carrying out the heating of the powder at a temperature below 500 ° C at a rate of 3-10 ° C / min is accompanied by a decrease in the rate of carbon diffusion, which reduces its removal efficiency. Heating the powder at a temperature of more than 800 ° C at a rate of 3-10 ° C / min does not ensure the removal of carbon impurities due to the insignificant residual hydrogen content in the selected powder fraction.

Проведение нагрева порошка в выбранном диапазоне температур 500-800°C со скоростью менее 3°C/мин приводит к увеличению длительности нагрева, не повышая эффективность очистки от углерода, а нагрев со скоростью более 10°C/мин снижает степень очистки от углерода.Carrying out the heating of the powder in a selected temperature range of 500-800 ° C at a rate of less than 3 ° C / min leads to an increase in the duration of heating without increasing the efficiency of cleaning from carbon, and heating at a rate of more than 10 ° C / min reduces the degree of purification from carbon.

Желательно, чтобы масса губчатого гидрида титана выбиралась с учетом зависимости:It is desirable that the mass of sponge titanium hydride is selected taking into account the dependence:

MTi=k⋅MTa,M Ti = k⋅M Ta ,

где MTi - масса губчатого гидрида титана, кг,where M Ti is the mass of sponge titanium hydride, kg,

МТа - масса металлического тантала, кг,M Ta - the mass of metal tantalum, kg,

k - эмпирический коэффициент, k=0,17-0,34.k is the empirical coefficient, k = 0.17-0.34.

Выбор массы гидрида титана с учетом этого соотношения позволяет снизить остаточное содержание примеси водорода в агломерированном танталовом порошке.The choice of the mass of titanium hydride, taking into account this ratio, allows to reduce the residual content of hydrogen impurities in the agglomerated tantalum powder.

Значение эмпирического коэффициента к определяется физическими характеристиками тантала и титана, а именно соотношением растворимости в них водорода и находится в пределах от 0,17 до 0,34. При этом значение коэффициента к менее 0,17 приводит к недостатку водорода в процессе гидрирования металлического тантала, а значение коэффициента к более 0,34 технологически неоправданно по причине увеличения энергозатрат при нагреве рабочей емкости.The value of the empirical coefficient k is determined by the physical characteristics of tantalum and titanium, namely, the ratio of the solubility of hydrogen in them and is in the range from 0.17 to 0.34. Moreover, the value of the coefficient k less than 0.17 leads to a lack of hydrogen in the process of hydrogenation of metallic tantalum, and the value of the coefficient k more than 0.34 is technologically unjustified due to the increase in energy consumption when the working capacity is heated.

Совокупность вышеуказанных признаков необходима и достаточна для достижения технического результата изобретения, заключающегося в ускорении гидрирования металлического тантала, снижении содержания в нем примеси углерода, повышении выхода агломерированного порошка с нормированным содержанием водорода, а также в расширении диапазона получаемых классов агломерированного танталового порошка, что повышает технологичность способа.The combination of the above features is necessary and sufficient to achieve the technical result of the invention, which consists in accelerating the hydrogenation of metallic tantalum, reducing the content of carbon impurities in it, increasing the yield of agglomerated powder with normalized hydrogen content, as well as expanding the range of classes of agglomerated tantalum powder that increases the manufacturability of the method .

В частных случаях осуществления изобретения предпочтительны следующие конкретные операции и режимные параметры.In particular cases of carrying out the invention, the following specific operations and operating parameters are preferred.

Проведение нагрева металлического тантала в вакууме или в атмосфере высокочистого водорода позволяет минимизировать нежелательное воздействие примесей на слитки тантала при повышенной температуре.Carrying out the heating of metallic tantalum in a vacuum or in an atmosphere of high-purity hydrogen minimizes the undesirable effect of impurities on tantalum ingots at elevated temperatures.

Размол гидрида тантала до обеспечения насыпной плотности порошка 3,8-5,0 г/см3 позволяет расширить диапазон получаемых классов агломерированного танталового порошка.The grinding of tantalum hydride to ensure a bulk density of the powder of 3.8-5.0 g / cm 3 allows you to expand the range of classes of agglomerated tantalum powder.

Классифицирование порошка гидрида тантала с насыпной плотностью 3,8-4,2 г/см3 с выделением фракции более 3 мкм и агломерирование при температуре 1300-1400°C позволяет получить агломерированный порошок с высокой удельной поверхностью и развитой пористостью. Это обеспечивает получение агломерированного танталового порошка с удельным зарядом 5500-6500 мкКл/г.The classification of tantalum hydride powder with a bulk density of 3.8-4.2 g / cm 3 with the separation of a fraction of more than 3 μm and agglomeration at a temperature of 1300-1400 ° C allows to obtain an agglomerated powder with a high specific surface and developed porosity. This provides an agglomerated tantalum powder with a specific charge of 5500-6500 μC / g.

Классифицирование порошка гидрида тантала с насыпной плотностью 4,1-4,6 г/см3 с выделением фракции более 5 мкм и агломерирование при температуре 1400-1500°C позволяет получить агломерированный порошок со средней удельной поверхностью и пористостью. Это обеспечивает получение агломерированного танталового порошка с удельным зарядом 4500-5500 мкКл/г.The classification of tantalum hydride powder with a bulk density of 4.1-4.6 g / cm 3 with the separation of a fraction of more than 5 μm and agglomeration at a temperature of 1400-1500 ° C allows to obtain an agglomerated powder with an average specific surface area and porosity. This provides an agglomerated tantalum powder with a specific charge of 4500-5500 µC / g.

Классифицирование порошка гидрида тантала с насыпной плотностью 4,5-5,0 г/см3 с выделением фракции более 10 мкм и агломерирование при температуре 1500-1650°C позволяет получить агломерированный порошок с пониженной удельной поверхностью и пористостью. Это обеспечивает получение агломерированного танталового порошка с удельным зарядом 3000-4500 мкКл/г.The classification of tantalum hydride powder with a bulk density of 4.5-5.0 g / cm 3 with the separation of a fraction of more than 10 μm and agglomeration at a temperature of 1500-1650 ° C allows to obtain an agglomerated powder with a reduced specific surface area and porosity. This ensures the production of agglomerated tantalum powder with a specific charge of 3000-4500 μC / g.

Дополнительное легирование фосфором выделенной фракции порошка гидрида тантала до обеспечения его содержания 0,005-0,01% позволяет снизить поверхностную диффузию тантала и получить порошок с удельным зарядом, повышенным на 1000-1500 мкКл/г в зависимости от насыпной плотности выделенной фракции, степени легирования, температуры агломерации и времени выдержки. Это способствует расширению диапазона получаемых классов танталовых порошков.Additional phosphorus doping of the selected fraction of tantalum hydride powder to ensure its content of 0.005-0.01% allows to reduce the surface diffusion of tantalum and to obtain a powder with a specific charge increased by 1000-1500 μC / g depending on the bulk density of the selected fraction, the degree of alloying, temperature agglomeration and exposure time. This helps to expand the range of classes of tantalum powders obtained.

Вышеуказанные частные признаки изобретения позволяют осуществить способ в оптимальном режиме с точки зрения ускорения гидрирования металлического тантала, снижения содержания в нем примеси углерода, повышения выхода агломерированного порошка с нормированным содержанием водорода, а также расширения диапазона получаемых классов агломерированного танталового порошка.The above particular features of the invention make it possible to carry out the process in an optimal manner in terms of accelerating the hydrogenation of tantalum metal, reducing the content of carbon impurities in it, increasing the yield of agglomerated powder with normalized hydrogen content, as well as expanding the range of classes of agglomerated tantalum powder obtained.

В общем случае агломерированный танталовый порошок согласно изобретению получают следующим образом. Слитки тантала высокой чистоты гидрируют нагреванием в вакууме или атмосфере водорода до температуры 800°C, после чего охлаждают до комнатной температуры в атмосфере высокочистого водорода при избыточном давлении 20-60 кПа. В интервале температур 800-100°C охлаждение ведут со средней скоростью 5-20°C/мин для ускорения процесса гидрирования. Источником водорода служит нагретый до температуры 700-800°C насыщенный губчатый гидрид титана. Массу губчатого гидрида титана берут в количестве 0,17-0,34 массы металлического тантала согласно зависимости (1).In general, the agglomerated tantalum powder according to the invention is prepared as follows. High purity tantalum ingots are hydrogenated by heating in a vacuum or hydrogen atmosphere to a temperature of 800 ° C, and then cooled to room temperature in an atmosphere of high-purity hydrogen at an excess pressure of 20-60 kPa. In the temperature range 800-100 ° C, cooling is carried out at an average rate of 5-20 ° C / min to accelerate the hydrogenation process. A saturated sponge titanium hydride heated to a temperature of 700-800 ° C is a source of hydrogen. The mass of sponge titanium hydride is taken in the amount of 0.17-0.34 mass of tantalum metal according to the dependence (1).

Полученную крупку гидрида тантала измельчают до обеспечения насыпной плотности порошка 3,8-5,0 г/см3. Затем порошок гидрида тантала классифицируют. При необходимости выделенную фракцию порошка дополнительно легируют фосфором до обеспечения его содержания 0,005-0,015%. После сушки выделенной фракции при температуре 105-120°C порошок подвергают дегидрированию и агломерации путем нагревания в токе аргона высокой чистоты до температуры не более 1650°C и выдержке при максимальной температуре в течение 1-4 часа с получением танталового спека. Нагрев порошка в диапазоне температур 500-800°C ведут со скоростью 3-10°C/мин для снижения содержания в нем углерода. В процессе этого нагрева из порошка гидрида тантала выделяется водород, который поглощается ненасыщенным губчатым гидридом титана, использовавшимся ранее в процессе гидрирования, и служит в дальнейшем источником водорода при гидрировании следующей партии металлического тантала.The obtained grains of tantalum hydride are crushed to provide a bulk density of the powder of 3.8-5.0 g / cm 3 . Then the tantalum hydride powder is classified. If necessary, the selected fraction of the powder is additionally doped with phosphorus to ensure its content of 0.005-0.015%. After drying the selected fraction at a temperature of 105-120 ° C, the powder is subjected to dehydrogenation and agglomeration by heating in a stream of high purity argon to a temperature of no more than 1650 ° C and holding at maximum temperature for 1-4 hours to obtain a tantalum cake. The powder is heated in a temperature range of 500-800 ° C at a rate of 3-10 ° C / min to reduce its carbon content. During this heating process, hydrogen is released from the tantalum hydride powder, which is absorbed by the unsaturated sponge titanium hydride used previously in the hydrogenation process and serves as a further hydrogen source for the hydrogenation of the next batch of tantalum metal.

Образовавшийся спек охлаждают до комнатной температуры, размалывают до получения крупности агломерированного танталового порошка менее 315 мкм и усредняют путем перемешивания. В агломерированном танталовом порошке определяют содержание примесей. Из полученного порошка изготавливают аноды танталовых конденсаторов. Аноды тестируют по стандартной методике с измерением таких электрических характеристик, как удельный заряд и ток утечки.The resulting cake is cooled to room temperature, ground to an agglomerated tantalum powder fineness of less than 315 μm and averaged by stirring. In the agglomerated tantalum powder, the content of impurities is determined. The anodes of tantalum capacitors are made from the obtained powder. Anodes are tested according to a standard method with the measurement of electrical characteristics such as specific charge and leakage current.

Сущность и преимущества предлагаемого изобретения могут быть пояснены следующими примерами конкретного выполнения изобретения.The essence and advantages of the invention can be illustrated by the following examples of specific embodiments of the invention.

Пример 1. Осуществляют получение агломерированного конденсаторного порошка из слитков металлического тантала общей массой 3 кг. Слитки нагревают в вакууме при остаточном давлении 6 Па до температуры 800°C, после чего нагрев прекращают. Слитки охлаждают до комнатной температуры в атмосфере водорода при избыточном давлении 20 кПа с использованием в качестве источника водорода губчатого гидрида титана массой 1,02 кг (k=0,34), нагреваемого до температуры 700°C. Охлаждение металлического тантала в интервале температур 800-100°C ведут со средней скоростью 20°C/мин. Общее время гидрирования составило 3,5 часа. Образовавшуюся крупку гидрида тантала размалывают. Получают порошок с насыпной плотностью 5 г/см3, который классифицируют с выделением фракции гидрида тантала более 10 мкм в количестве 2,8 кг. Полученную фракцию порошка гидрида тантала подвергают дегидрированию и агломерации путем нагревания в токе аргона высокой чистоты до температуры 1650°C с выдержкой при этой температуре в течение 4 часов. Нагрев порошка в диапазоне температур 500-800°C ведут со скоростью 5°C/мин. В процессе нагрева из порошка гидрида тантала выделяется водород, который поглощают губчатым гидридом титана, использованным при гидрировании. Образовавшийся спек размалывают с получением агломерированного танталового порошка. Содержание углерода в порошке составило 0,002 мас. %, водорода - менее 0,01 мас. %.Example 1. Carry out the production of agglomerated capacitor powder from ingots of metal tantalum with a total weight of 3 kg The ingots are heated in vacuo at a residual pressure of 6 Pa to a temperature of 800 ° C, after which the heating is stopped. The ingots are cooled to room temperature in a hydrogen atmosphere at an excess pressure of 20 kPa using sponge titanium hydride with a mass of 1.02 kg (k = 0.34) heated to a temperature of 700 ° C as a hydrogen source. The cooling of tantalum metal in the temperature range 800-100 ° C is carried out at an average rate of 20 ° C / min. The total hydrogenation time was 3.5 hours. The resulting nibble of tantalum hydride is ground. A powder with a bulk density of 5 g / cm 3 is obtained, which is classified with the release of a fraction of tantalum hydride of more than 10 μm in an amount of 2.8 kg. The obtained tantalum hydride powder fraction is subjected to dehydrogenation and agglomeration by heating in a stream of high purity argon to a temperature of 1650 ° C with holding at this temperature for 4 hours. The powder is heated in the temperature range 500-800 ° C at a rate of 5 ° C / min. During heating, hydrogen is released from the tantalum hydride powder, which is absorbed by the sponge titanium hydride used in the hydrogenation. The resulting cake is ground to obtain an agglomerated tantalum powder. The carbon content of the powder was 0.002 wt. %, hydrogen - less than 0.01 wt. %

Из полученного агломерированного танталового порошка изготовили партию анодов. Удельный заряд анодов - 3050 мкКл/г, ток утечки - менее 2⋅10-4 мкА/мкКл.A batch of anodes was made from the obtained agglomerated tantalum powder. The specific charge of the anodes is 3050 μC / g, and the leakage current is less than 2⋅10 -4 μA / μC.

Пример 2. Осуществляют получение агломерированного конденсаторного порошка из слитков металлического тантала общей массой 3 кг. Слитки нагревают до температуры 800°C в атмосфере высокочистого водорода при избыточном давлении 60 кПа с использованием в качестве источника водорода губчатого гидрида титана массой 1,02 кг (k=0,34), нагреваемого до температуры 700°C. Затем слитки охлаждают до комнатной температуры в атмосфере водорода. Охлаждение металлического тантала в интервале температур 800-100°C ведут со средней скоростью 5°C/мин. Общее время гидрирования составило 5,5 часа. Образовавшуюся крупку гидрида тантала размалывают. Получают порошок с насыпной плотностью 3,8 г/см3, который классифицируют с выделением фракции гидрида тантала более 3 мкм в количестве 2,91 кг. Выделенную фракцию легируют фосфором до обеспечения его содержания 0,005% и подвергают дегидрированию и агломерации путем нагревания в токе аргона высокой чистоты до температуры 1300°C с выдержкой при этой температуре в течение 1 часа. Нагрев порошка в диапазоне температур 500-800°C ведут со скоростью 3°C/мин. В процессе нагрева из порошка гидрида тантала выделяется водород, который поглощают губчатым гидридом титана, использованным при гидрировании. Образовавшийся спек размалывают с получением агломерированного танталового порошка. Содержание углерода в порошке составило 0,0014 мас. %, водорода - менее 0,01 мас. %.Example 2. Carry out the production of agglomerated capacitor powder from ingots of metal tantalum with a total weight of 3 kg The ingots are heated to a temperature of 800 ° C in an atmosphere of high-purity hydrogen at an excess pressure of 60 kPa using sponge titanium hydride with a mass of 1.02 kg (k = 0.34) heated to a temperature of 700 ° C as a hydrogen source. Then the ingots are cooled to room temperature in a hydrogen atmosphere. The cooling of tantalum metal in the temperature range 800-100 ° C is carried out at an average rate of 5 ° C / min. The total hydrogenation time was 5.5 hours. The resulting nibble of tantalum hydride is ground. A powder with a bulk density of 3.8 g / cm 3 is obtained, which is classified with the release of a fraction of tantalum hydride of more than 3 μm in an amount of 2.91 kg. The separated fraction is doped with phosphorus to ensure its content of 0.005% and is subjected to dehydrogenation and agglomeration by heating in a stream of high purity argon to a temperature of 1300 ° C with holding at this temperature for 1 hour. Powder heating in the temperature range 500-800 ° C is carried out at a rate of 3 ° C / min. During heating, hydrogen is released from the tantalum hydride powder, which is absorbed by the sponge titanium hydride used in the hydrogenation. The resulting cake is ground to obtain an agglomerated tantalum powder. The carbon content of the powder was 0.0014 wt. %, hydrogen - less than 0.01 wt. %

Из полученного агломерированного танталового порошка изготовили партию анодов. Удельный заряд анодов - 8000 мкКл/г, ток утечки - 3⋅10-4 мкА/мкКл.A batch of anodes was made from the obtained agglomerated tantalum powder. The specific charge of the anodes is 8000 μC / g, and the leakage current is 3⋅10 -4 μA / μC.

Пример 3. Осуществляют получение агломерированного конденсаторного порошка из слитков металлического тантала общей массой 3 кг. Слитки нагревают в вакууме при остаточном давлении 6 Па до температуры 800°C, после чего нагрев прекращают. Слитки охлаждают до комнатной температуры в атмосфере водорода при избыточном давлении 40 кПа с использованием в качестве источника водорода губчатого гидрида титана массой 0,51 кг (k=0,17), нагреваемого до температуры 700°C. Охлаждение металлического тантала в интервале температур 800-100°C ведут со средней скоростью 10°C/мин. Общее время гидрирования составило 4,5 часа. Образовавшуюся крупку гидрида тантала размалывают. Получают порошок с насыпной плотностью 4,53 г/см3, который классифицируют с выделением фракции гидрида тантала более 5 мкм в количестве 2,89 кг. Выделенную фракцию легируют фосфором до обеспечения его содержания 0,015% и подвергают дегидрированию и агломерации путем нагревания в токе аргона высокой чистоты до температуры 1480°C с выдержкой при этой температуре в течение 2 часов. Нагрев порошка в диапазоне температур 500-800°C ведут со скоростью 10°C/мин. В процессе нагрева из порошка гидрида тантала выделяется водород, который поглощают губчатым гидридом титана, использованным при гидрировании. Образовавшийся спек размалывают с получением агломерированного танталового порошка. Содержание углерода в порошке составило 0,0022 мас. %), водорода - менее 0,01 мас. %.Example 3. Agglomerated condenser powder is prepared from ingots of metallic tantalum with a total weight of 3 kg. The ingots are heated in vacuo at a residual pressure of 6 Pa to a temperature of 800 ° C, after which the heating is stopped. The ingots are cooled to room temperature in a hydrogen atmosphere at an excess pressure of 40 kPa using sponge titanium hydride with a mass of 0.51 kg (k = 0.17) heated to a temperature of 700 ° C as a hydrogen source. The cooling of tantalum metal in the temperature range 800-100 ° C is carried out at an average rate of 10 ° C / min. The total hydrogenation time was 4.5 hours. The resulting nibble of tantalum hydride is ground. A powder with a bulk density of 4.53 g / cm 3 is obtained, which is classified with the release of a fraction of tantalum hydride of more than 5 μm in an amount of 2.89 kg. The separated fraction is doped with phosphorus to ensure its content of 0.015% and is subjected to dehydrogenation and agglomeration by heating in a stream of high purity argon to a temperature of 1480 ° C with holding at this temperature for 2 hours. The powder is heated in the temperature range 500-800 ° C at a rate of 10 ° C / min. During heating, hydrogen is released from the tantalum hydride powder, which is absorbed by the sponge titanium hydride used in the hydrogenation. The resulting cake is ground to obtain an agglomerated tantalum powder. The carbon content of the powder was 0.0022 wt. %), hydrogen - less than 0.01 wt. %

Из полученного агломерированного танталового порошка изготовили партию анодов. Удельный заряд анодов - 5650 мкКл/г, ток утечки - менее 2⋅10-4 мкА/мкКл.A batch of anodes was made from the obtained agglomerated tantalum powder. The specific charge of the anodes is 5650 μC / g, and the leakage current is less than 2⋅10 -4 μA / μC.

Пример 4. Осуществляют получение агломерированного конденсаторного порошка из слитков металлического тантала общей массой 3 кг. Слитки нагревают до температуры 800°C в атмосфере высокочистого водорода при избыточном давлении 20 кПа с использованием в качестве источника водорода губчатого гидрида титана массой 0,51 кг (k=0,17), нагреваемого до температуры 700°C. Затем слитки охлаждают до комнатной температуры в атмосфере водорода. Охлаждение металлического тантала в интервале температур 800-100°C ведут со средней скоростью 20°C/мин. Общее время гидрирования составило 3,5 часа. Образовавшуюся крупку гидрида тантала размалывают. Получают порошок с насыпной плотностью 4,12 г/см3, который классифицируют с выделением фракции гидрида тантала более 3 мкм в количестве 2,85 кг. Полученную фракцию порошка гидрида тантала подвергают дегидрированию и агломерации путем нагревания в токе аргона высокой чистоты до температуры 1400°C с выдержкой при этой температуре в течение 1 часа. Нагрев порошка в диапазоне температур 500-800°C ведут со скоростью 8°C/мин. В процессе нагрева из порошка гидрида тантала выделяется водород, который поглощают губчатым гидридом титана, использованным при гидрировании. Образовавшийся спек размалывают с получением агломерированного танталового порошка. Содержание углерода в порошке составило 0,0028 мас. %, водорода - менее 0,01 мас. %.Example 4. Agglomerated condenser powder is prepared from ingots of metallic tantalum with a total weight of 3 kg. The ingots are heated to a temperature of 800 ° C in an atmosphere of high-purity hydrogen at an excess pressure of 20 kPa using sponge titanium hydride with a mass of 0.51 kg (k = 0.17) heated to a temperature of 700 ° C as a hydrogen source. Then the ingots are cooled to room temperature in a hydrogen atmosphere. The cooling of tantalum metal in the temperature range 800-100 ° C is carried out at an average rate of 20 ° C / min. The total hydrogenation time was 3.5 hours. The resulting nibble of tantalum hydride is ground. A powder with a bulk density of 4.12 g / cm 3 is obtained, which is classified with the release of a fraction of tantalum hydride of more than 3 μm in an amount of 2.85 kg. The obtained tantalum hydride powder fraction is subjected to dehydrogenation and agglomeration by heating in a stream of high purity argon to a temperature of 1400 ° C with holding at this temperature for 1 hour. The powder is heated in the temperature range 500-800 ° C at a rate of 8 ° C / min. During heating, hydrogen is released from the tantalum hydride powder, which is absorbed by the sponge titanium hydride used in the hydrogenation. The resulting cake is ground to obtain an agglomerated tantalum powder. The carbon content of the powder was 0.0028 wt. %, hydrogen - less than 0.01 wt. %

Из полученного агломерированного танталового порошка изготовили партию анодов. Удельный заряд анодов - 6150 мкКл/г, ток утечки - менее 2,2⋅10-4 мкА/мкКл.A batch of anodes was made from the obtained agglomerated tantalum powder. The specific charge of the anodes is 6150 μC / g, and the leakage current is less than 2.2⋅10 -4 μA / μC.

Пример 5. Осуществляют получение агломерированного конденсаторного порошка из слитков металлического тантала общей массой 3 кг. Слитки нагревают в вакууме при остаточном давлении 6 Па до температуры 800°C, после чего нагрев прекращают. Слитки охлаждают до комнатной температуры в атмосфере водорода при избыточном давлении 60 кПа с использованием в качестве источника водорода губчатого гидрида титана массой 0,75 кг (k=0,25), нагреваемого до температуры 700°C. Охлаждение металлического тантала в интервале температур 800-100°C ведут со средней скоростью 5°C/мин. Общее время гидрирования составило 5,5 часа. Образовавшуюся крупку гидрида тантала размалывают. Получают порошок с насыпной плотностью 4,22 г/см3, который классифицируют с выделением фракции гидрида тантала более 5 мкм в количестве 2,9 кг. Полученную фракцию порошка гидрида тантала подвергают дегидрированию и агломерации путем нагревания в токе аргона высокой чистоты до температуры 1420°C с выдержкой при этой температуре в течение 2 часов. Нагрев порошка в диапазоне температур 500-800°C ведут со скоростью 5°C/мин. В процессе нагрева из порошка гидрида тантала выделяется водород, который поглощают губчатым гидридом титана, использованным при гидрировании. Образовавшийся спек размалывают с получением агломерированного танталового порошка. Содержание углерода в порошке составило 0,0026 мас. %, водорода - менее 0,01 мас. %.Example 5. Agglomerated condenser powder is prepared from ingots of metallic tantalum with a total weight of 3 kg. The ingots are heated in vacuo at a residual pressure of 6 Pa to a temperature of 800 ° C, after which the heating is stopped. The ingots are cooled to room temperature in a hydrogen atmosphere at an excess pressure of 60 kPa using titanium sponge hydride weighing 0.75 kg (k = 0.25) heated to a temperature of 700 ° C as a hydrogen source. The cooling of tantalum metal in the temperature range 800-100 ° C is carried out at an average rate of 5 ° C / min. The total hydrogenation time was 5.5 hours. The resulting nibble of tantalum hydride is ground. A powder with a bulk density of 4.22 g / cm 3 is obtained, which is classified with a release of a fraction of tantalum hydride of more than 5 μm in an amount of 2.9 kg. The obtained tantalum hydride powder fraction is subjected to dehydrogenation and agglomeration by heating in a stream of high purity argon to a temperature of 1420 ° C with holding at this temperature for 2 hours. The powder is heated in the temperature range 500-800 ° C at a rate of 5 ° C / min. During heating, hydrogen is released from the tantalum hydride powder, which is absorbed by the sponge titanium hydride used in the hydrogenation. The resulting cake is ground to obtain an agglomerated tantalum powder. The carbon content of the powder was 0.0026 wt. %, hydrogen - less than 0.01 wt. %

Из полученного агломерированного танталового порошка изготовили партию анодов. Удельный заряд анодов - 5100 мкКл/г, ток утечки - менее 2⋅10-4 мкА/мкКл.A batch of anodes was made from the obtained agglomerated tantalum powder. The specific charge of the anodes is 5100 μC / g, and the leakage current is less than 2⋅10 -4 μA / μC.

Из вышеприведенных Примеров видно, что по сравнению с прототипом предлагаемый способ позволяет на 10-40% сократить длительность операции гидрирования металлического тантала и до 3,5 раз снизить содержание примеси углерода в агломерированном танталовом порошке, что привело к снижению тока утечки. Концентрация примеси водорода во всех партиях полученного порошка не превышала его нормированного содержания. Способ согласно изобретению позволяет производить широкий диапазон классов конденсаторных порошков. Способ относительно прост и может быть реализован с использованием стандартного оборудования.From the above Examples, it can be seen that, in comparison with the prototype, the proposed method allows to reduce the duration of the hydrogenation of tantalum metal by 10-40% and to reduce the content of carbon impurities in the agglomerated tantalum powder by 3.5 times, which led to a decrease in the leakage current. The concentration of hydrogen impurities in all batches of the obtained powder did not exceed its normalized content. The method according to the invention allows the production of a wide range of classes of capacitor powders. The method is relatively simple and can be implemented using standard equipment.

Claims (11)

1. Способ получения агломерированного танталового порошка, включающий нагрев металлического тантала, его гидрирование в процессе охлаждения металлического тантала в атмосфере водорода с использованием губчатого гидрида титана в качестве источника водорода, размол образовавшегося гидрида тантала до заданной насыпной плотности порошка, дегидрирование порошка гидрида тантала и агломерацию порошка при повышенной температуре в токе инертного газа с поглощением выделяющегося водорода, который используется в замкнутом цикле, губчатым гидридом титана, применявшимся при гидрировании, и образованием спека, который размалывают с получением агломерированного танталового порошка, отличающийся тем, что охлаждение металлического тантала в атмосфере водорода ведут со средней скоростью 5-20°С/мин, после размола гидрида тантала осуществляют классификацию порошка, а дегидрированию и агломерации подвергают выделенную фракцию порошка гидрида тантала при температуре не более 1650°С, причем нагрев в диапазоне температур 500-800°С ведут со скоростью 3-10°С/мин, а массу губчатого гидрида титана определяют по следующей зависимости:1. A method for producing agglomerated tantalum powder, including heating tantalum metal, hydrogenating it in the process of cooling tantalum metal in a hydrogen atmosphere using sponge titanium hydride as a hydrogen source, grinding the formed tantalum hydride to a predetermined bulk density of the powder, dehydrogenating the tantalum hydride powder and agglomerating the powder at elevated temperature in a stream of inert gas with absorption of hydrogen released, which is used in a closed cycle, spongy titanium dride, used in hydrogenation, and the formation of cake, which is ground to obtain an agglomerated tantalum powder, characterized in that the cooling of tantalum metal in a hydrogen atmosphere is carried out at an average rate of 5-20 ° C / min, after grinding the tantalum hydride, the powder is classified, and the selected fraction of tantalum hydride powder is subjected to dehydrogenation and agglomeration at a temperature of not more than 1650 ° C, and heating in the temperature range of 500-800 ° C is carried out at a speed of 3-10 ° C / min, and the mass of sponge hydride is Ana is determined by the following relationship: MTi=k⋅MTa,M Ti = k⋅M Ta , где MTi - масса губчатого гидрида титана, кг,where M Ti is the mass of sponge titanium hydride, kg, МТа - масса металлического тантала, кг,M Ta - the mass of metal tantalum, kg, k - эмпирический коэффициент, k=0,15-0,6.k is the empirical coefficient, k = 0.15-0.6. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что нагрев металлического тантала ведут в вакууме или в атмосфере высокочистого водорода.2. The method according to p. 1, characterized in that the heating of the metal tantalum is carried out in vacuum or in an atmosphere of high-purity hydrogen. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что размол гидрида тантала производят до обеспечения насыпной плотности порошка 3,8-5,0 г/см3.3. The method according to p. 1, characterized in that the tantalum hydride is milled to provide a bulk density of the powder of 3.8-5.0 g / cm 3 . 4. Способ по п. 1 или 3, отличающийся тем, что порошок гидрида тантала с насыпной плотностью 3,8-4,2 г/см3 классифицируют с выделением фракции более 3 мкм и агломерируют при температуре 1300-1400°C с получением порошка с удельным зарядом 5500-6500 мкКл/г.4. The method according to p. 1 or 3, characterized in that the tantalum hydride powder with a bulk density of 3.8-4.2 g / cm 3 is classified with a fraction of more than 3 μm and is agglomerated at a temperature of 1300-1400 ° C to obtain a powder with a specific charge of 5500-6500 μC / g. 5. Способ по п. 1 или 3, отличающийся тем, что порошок гидрида тантала с насыпной плотностью 4,1-4,6 г/см3 классифицируют с выделением фракции более 5 мкм и агломерируют при температуре 1400-1500°C с получением порошка с удельным зарядом 4500-5500 мкКл/г.5. The method according to p. 1 or 3, characterized in that the tantalum hydride powder with a bulk density of 4.1-4.6 g / cm 3 is classified with a fraction of more than 5 μm and is agglomerated at a temperature of 1400-1500 ° C to obtain a powder with a specific charge of 4500-5500 μC / g. 6. Способ по п. 1 или 3, отличающийся тем, что порошок гидрида тантала с насыпной плотностью 4,5-5,0 г/см3 классифицируют с выделением фракции более 10 мкм и агломерируют при температуре 1500-1650°C с получением порошка с удельным зарядом 3000-4500 мкКл/г.6. The method according to p. 1 or 3, characterized in that the tantalum hydride powder with a bulk density of 4.5-5.0 g / cm 3 is classified with a fraction of more than 10 μm and agglomerated at a temperature of 1500-1650 ° C to obtain a powder with a specific charge of 3000-4500 μC / g. 7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что выделенную фракцию порошка гидрида тантала дополнительно легируют фосфором до обеспечения его содержания 0,005-0,015%.7. The method according to p. 1, characterized in that the selected fraction of tantalum hydride powder is additionally doped with phosphorus to ensure its content of 0.005-0.015%.
RU2017128038A 2017-08-04 2017-08-04 Method for obtaining the agglomerated tantal powder RU2657257C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017128038A RU2657257C1 (en) 2017-08-04 2017-08-04 Method for obtaining the agglomerated tantal powder

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017128038A RU2657257C1 (en) 2017-08-04 2017-08-04 Method for obtaining the agglomerated tantal powder

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2657257C1 true RU2657257C1 (en) 2018-06-09

Family

ID=62560439

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017128038A RU2657257C1 (en) 2017-08-04 2017-08-04 Method for obtaining the agglomerated tantal powder

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2657257C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4141719A (en) * 1977-05-31 1979-02-27 Fansteel Inc. Tantalum metal powder
RU2210463C2 (en) * 1996-04-25 2003-08-20 Кабот Корпорейшн Method of production of metal tantalum powder with controlled distribution of dimensions and products made of said powder
US20080229880A1 (en) * 2007-03-23 2008-09-25 Reading Alloys, Inc. Production of high-purity tantalum flake powder
RU2582414C1 (en) * 2014-10-17 2016-04-27 Акционерное общество "Государственный научно-исследовательский и проектный институт редкометаллической промышленности "Гиредмет" (АО "Гиредмет") Method of producing tantalum powder

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4141719A (en) * 1977-05-31 1979-02-27 Fansteel Inc. Tantalum metal powder
RU2210463C2 (en) * 1996-04-25 2003-08-20 Кабот Корпорейшн Method of production of metal tantalum powder with controlled distribution of dimensions and products made of said powder
US20080229880A1 (en) * 2007-03-23 2008-09-25 Reading Alloys, Inc. Production of high-purity tantalum flake powder
RU2582414C1 (en) * 2014-10-17 2016-04-27 Акционерное общество "Государственный научно-исследовательский и проектный институт редкометаллической промышленности "Гиредмет" (АО "Гиредмет") Method of producing tantalum powder

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ОРЛОВ В.М. и др. Технология агломерированных танталовых конденсаторных порошков и их применение. Научные основы химии и технологии преработки комплексного сырья и сентеза на его основе функциональных материалов. Материалы Всероссийской научной конференции с международным участием, 8-11 апреля 2008, ч.1, Апатиты, Издательство КНЦ РАН, 2008, с.254-257. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109108273B (en) Preparation method of NbZrTiTa refractory high-entropy alloy powder and NbZrTiTa refractory high-entropy alloy powder
WO2011152359A1 (en) Titanium alloy composite powder containing ceramics and manufacturing method thereof, and densified titanium alloy and manufacturing method thereof using the same
TWI611025B (en) High-purity glutinous powder and preparation method thereof
CN108788129B (en) Refractory metal powder, preparation method thereof and metal product
TWI596215B (en) A fine tantalum powder and its preparation method
JP2006525222A (en) Manufacture of high purity niobium monoxide (NbO) and capacitor products made from it
CN110408833A (en) A kind of preparation method of NbTaTiZr high-entropy alloy and its powder
IL309426A (en) Tantalum-tungsten alloy powder and preparation method therefor
RU2301723C1 (en) Method for producing finely dispersed titanium powder
RU2631692C1 (en) Method for production of fine-dispersed spherical titanium-containing powders
RU2657257C1 (en) Method for obtaining the agglomerated tantal powder
JP2782665B2 (en) Method for producing titanium or titanium alloy powder
CN116555653A (en) K-bubble and nano-oxide composite reinforced W-based material and preparation method thereof
JP2821662B2 (en) Titanium-based powder and method for producing the same
US3150975A (en) Method of making intermetallic compound-composition bodies
JPWO2014104178A1 (en) Niobium capacitor anode chemical and method for producing the same
RU2582414C1 (en) Method of producing tantalum powder
JP3151959B2 (en) Method for producing raw material powder for R-TM-B permanent magnet
JPH04362105A (en) Production of fine intermetallic compound powder
JP6649430B2 (en) High purity tantalum powder and preparation method thereof
US3231344A (en) Sintered intermetallic bodies composed of aluminum and niobium or tantalum
RU2610652C1 (en) Method for production of niobium powders
JP2002047501A (en) Titanium base powder
CN115852273B (en) Preparation method of nanocrystalline magnesium-based hydrogen storage alloy
JPH09125101A (en) Molybdenum coarse granule and its production