Pudră de tantal de înaltă puritate

Pe lângă pulverizarea filmelor în tehnologia semiconductoare, această pulbere de tantal poate fi folosită și pentru alte aplicații, cum ar fi aplicații medicale și acoperirea suprafeței.

Următoarea metodă de fabricare a pulberii de tantal de înaltă puritate cuprinde următoarele etape în secvență.

1) hidrogenarea lingoului de tantal de înaltă puritate

2) zdrobirea și cernerea așchiilor de tantal obținute în urma hidrogenării lingourilor de tantal și apoi purificarea lor prin spălare acidă pentru a elimina contaminarea impurităților aduse de procesul de măcinare cu bile.

3) Dehidrogenarea la temperatură înaltă a pulberii de tantal rezultată

4) dezoxidarea pulberii de tantal rezultată

5) spălarea cu acid, spălarea cu apă, uscarea și cernerea pulberii de tantal

6) Pulberea de tantal este supusă unui tratament termic la temperatură joasă, apoi este răcită, pasivată, descărcată și cernută pentru a obține produsul finit.

În procesul de fabricație, lingourile de tantal de înaltă puritate sunt definite ca fiind cele cu un conținut de tantal de 99,995 la sută sau mai mult. Aceste lingouri pot fi obținute într-o varietate de moduri, de exemplu prin sinterizare sau bombardare cu electroni la temperaturi ridicate folosind ca materie primă pulbere de tantal produsă prin diferite procese. Aceste lingouri sunt, de asemenea, disponibile în comerț.

Nu există nicio restricție privind modul în care așchiile de tantal hidrogenate pot fi zdrobite, de exemplu prin intermediul unei instalații de concasare cu flux de aer sau al unei moară cu bile, dar, de preferință, toate particulele de pulbere de tantal zdrobite ar trebui să poată trece printr-o sită cu ochiuri de 400 sau mai mare, de ex. 500 mesh, 600 mesh sau 700 mesh. Cu cât dimensiunea ochiului de plasă este mai mare, cu atât pulberea de tantal este mai fină, dar dacă pulberea este prea fină, de exemplu peste 700 de ochiuri, este mai dificil de controlat conținutul de oxigen al pulberii de tantal. Prin urmare, cernerea din etapa 2) se referă de preferinţă la cernerea între 400 şi 700 ochiuri. În scop ilustrativ și nu limitativ, în implementare este utilizată zdrobirea morii cu bile.

Spre deosebire de dehidrogenarea la temperatură joasă, care este utilizată în domeniu pentru a economisi energie, dehidrogenarea la temperatură înaltă se realizează de preferință în fabricație prin încălzirea pulberii de tantal sub protecție cu gaz inert și menținând-o la cald timp de aproximativ 60-300 minute (de ex. aproximativ 120 de minute, aproximativ 150 de minute, aproximativ 240 de minute, aproximativ 200 de minute) la aproximativ 800-1000 grade (de exemplu, aproximativ 900 de grade, aproximativ 950 de grade, aproximativ 980 de grade, aproximativ 850 de grade, aproximativ 880 de grade). Pulberea de tantal este apoi răcită, scoasă din cuptor și cernută pentru a obține pulberea de tantal dehidrogenată. În mod surprinzător, inventatorii au descoperit că temperatura mai ridicată descrisă pentru dehidrogenare a făcut posibilă reducerea activității de suprafață în același timp cu dehidrogenarea.

În pasul 4, pulberea de tantal este dezoxidată la o temperatură scăzută, adică temperatura maximă a procesului nu este de preferință mai mare decât temperatura de dehidrogenare, care este în general cu aproximativ 50-300 grade sub temperatura de dehidrogenare (de exemplu, aproximativ 100 de grade, aproximativ 150 de grade, aproximativ 180 de grade, aproximativ 80 de grade, aproximativ 200 de grade), ceea ce este suficient pentru a atinge scopul dezoxigenării, asigurându-se totodată că particulele de tantal nu se sinterizează sau cresc, astfel încât particulele de magneziu sau oxid de magneziu să nu devină încapsulate în particulele de tantal. Particulele de magneziu sau oxid de magneziu sunt încapsulate în particulele de tantal și nu pot fi îndepărtate cu ușurință în timpul procesului de decapare ulterior, rezultând un conținut ridicat de magneziu în produsul finit.

Dezoxidarea se realizează prin adăugarea unui agent reducător la pulberea de tantal. De preferinţă, respectivul proces de dezoxidare este de obicei realizat sub protecţie cu gaz inert. În general, agentul reducător în cauză are o afinitate mai mare pentru oxigen decât o are tantalul pentru oxigen. Astfel de agenți reducători sunt, de exemplu, metale alcalino-pământoase, metale pământoase rare și hidrurile lor, cel mai frecvent pulbere de magneziu. Ca o variantă de realizare preferată specifică, aceasta poate fi realizată prin amestecarea pulberii de tantal cu {{0}}.2-2,0 procente de pulbere de magneziu metalic în greutate de pulbere de tantal, încărcând tava utilizând metoda descrisă în Brevet chinezesc CN 102120258A, incalzire sub protectie cu gaz inert, mentine la cca. 600-750 grade (de ex. aprox. 700eC) pentru aprox. 2-4 ore, apoi evacuare și menținerea din nou sub evacuare timp de aprox. {{7 ore. Temperatura este apoi coborâtă, pasivată și îndepărtată din cuptor pentru a obține o pulbere de tantal dezoxidată, de înaltă puritate.

Avantajul acestei metode este combinația de dehidrogenare la temperatură înaltă, dezoxidare la temperatură joasă și tratament termic la temperatură joasă. Deoarece pulberea de tantal brută conține hidruri care sunt generate inevitabil de absorbția hidrogenului, proprietățile sale (de exemplu, constanta rețelei, rezistența electrică etc.) sunt modificate în moduri care nu pot fi încă eliminate complet prin dehidrogenarea convențională la temperatură joasă. Scopul utilizării dehidrogenării la temperatură joasă este de a evita creșterea particulelor sinterizate cauzată de temperaturile ridicate de deoxigenare.

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 la sută de către GDMS.

Comparația performanței pulberii de tantal

Tag-uri populare: pulbere de tantal de înaltă puritate, furnizori, producători, fabrică, personalizat, cumpărare, preț, cotație, calitate, de vânzare, în stoc