一种中压钽粉及其制备方法
【专利摘要】本发明属于电容器级钽粉领域，具体涉及一种中压钽粉及其制备方法。本发明的钽粉比电容量为5000-8000yFV/g，击穿电压不小于210V，其具有较高的击穿电压，和改善的漏电流。
【专利说明】—种中压钽粉及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电容器级钽粉领域，具体涉及一种中压钽粉及其制备方法。
【背景技术】
[0002]金属钽是一种阀金属，它可以在表面生成一层致密的氧化膜而具有单向导电的性质。制成的阳极膜化学性能稳定(特别是在酸性电解质中稳定)、电阻率高(7.5 XlO10 Ω.cm)、介电常数大(27.6)、漏电流小。另外还具有工作温度范围宽(-80?200°C )、可靠性高、抗震和使用寿命长等优点。是制作体积小、可靠性高的钽电容器的理想材料。由于钽电容器有着诸多的优点，因此在航空、航天、通讯、计算机、手机等电子设备中得到广泛使用。
[0003]钽粉的规模化生产已有70多年的历史，但大规模高速度的发展只有50年左右。早在1904年，人们就曾经用碳还原五氧化钽，还原产物经真空高温精炼，获得了世界上第一块具有延展性的钽锭。后来发展起来的熔盐电解法经济合理、设备简单，因此，曾获得广泛的应用。但是用传统工艺电解的钽粉的粒型简单、颗粒粗大、比容低，不能满足电子工业对高容量钽粉的要求。氧化钽碳热还原、五氯化钽氢还原以及铝热还原等方法都还没能用于工业生产。而钠还原制备的钽粉具有纯度高、粒型复杂、比容高等特点，已成为国内外制备钽粉的主要生产工艺。目前世界钽粉生产厂家主要有美国的Cabot集团、德国的HCST集团和中国的宁夏东方钽业股份有限公司。
[0004]在材料分类上，专门用来制作电容器的钽粉称之为电容器级钽粉。钽粉根据其使用电压不同又可以分为高压钽粉(工作电压50V以上)、中压钽粉(工作电压25-50V)和低压高比容钽粉(工作电压25V以下)。钽粉在电容器上的应用约占世界钽总消费量的60 %?70 %。尤其是近年来，随着计算机和电子工业的迅速发展，对钽的需求量一直保持着稳定上升趋势，可以预计在今后的5?10年内，全球钽工业将以每年15%以上的速度继续发展。
[0005]其中用于军品的高压钽粉主要指由电子束熔炼、氢化、制粉方法制取的63V系列钽粉。其工作电压使用范围扩展到了 50V-75V之间。在航天、航空、军事领域的作用很重要。还有一部分工作电压为35V-50V的高压钽粉，主要包括中压片状钽粉和其它一些耐压较高的中压钽粉。
[0006]近年来，工作电压为25V-50V的中压钽粉是今后发展的一个热点。本领域仍需要电性能更好的中压钽粉。
【发明内容】
[0007]本发明的一个目的在于提供一种比电容量为5000 μ FV/g?8000 μ FV/g，击穿电压不小于200V的钽粉，且电性能满足以下⑴?(V)中的一项或多项:
[0008](i)具有较高比电容量；
[0009](ii)具有较高击穿电压；
[0010](iii)具有较低漏电流；
[0011 ] (iv)具有较低电容器损耗；
[0012](V)较低的体积收缩率。
[0013]为此，本发明第一方面提供一种钽粉，其比电容量为5000-8000 μ FV/g，例如5000-6000 μ FV/g,例如 6000-7000 μ FV/g,例如 7000-8000 μ FV/g,例如 6000-6500 μ FV/g,例如6300-6500 μ FV/g ;其击穿电压不小于210V，优选不小于220V。
[0014]本发明第一方面任一项所述的钽粉，其特征在于以下⑴?(iii)中的一项或多项:
[0015](i)电容量损耗tg δ不大于3%,优选不大于2.6% ；
[0016]出)漏电流不大于3\10^4/^?￥，优选不大于2.5父10^4/^?￥，更优选不大于 1.8 X 1-4 μ A/μ FV ；
[0017](iii)体积收缩率不大于18%，优选不大于15%，再优选不大于13%，例如12?13%。
[0018]根据本发明第一方面任一项所述的钽粉，其特征在于以下(i)?(vi)中的一项或多项:
[0019](i)费氏平均粒径为5?10 μ m,优选6?10 μ m更优选7-8 μ m ；
[0020](ii)松装密度为 2-2.5g/cm3，优选 2.2-2.5g/cm3 ；
[0021](iii)全部通过50?80目筛(例如全部通过80目筛)，20?26%通过325目筛(例如21?26质量％通过325目筛)；
[0022](iv) O 元素含量为 1300-1800ppm，优选 1400_1700ppm，进一步优选 1500_1600ppm，更优选 1520-1570ppm ；
[0023](V)杂质元素含量C ( 30ppm, N ( 200ppm, Fe ( 30ppm ;优选地，杂质元素含量C ^ 1ppm, N ^ 10ppm, Fe ^ 1ppm ；
[0024](vi)磷元素含量 10 < P < 40ppm,例如 15 < P < 30ppm 或 15 < P < 25ppm(优选为 20ppm)。
[0025]本发明第一方面任一项所述钽粉可以由本发明第二方面所述的钽粉制备方法得到。
[0026]本发明第二方面提供一种钽粉的制备方法，该制备方法包括对钽粉原粉进行第一次热处理和第二次热处理的步骤，且所述制备方法不包括降氧处理的步骤。
[0027]优选地，第一次热处理和第二次热处理的条件分别为:真空度高于6X10_3Pa，温度800-1550°C，保温时间60-360分钟。
[0028]优选地，第一次热处理前向钽粉原粉中掺磷，掺磷所用物质可以选自NH4H2PO4,(NH4)2HPO4或H3PO4,掺磷元素的量可以为10?40ppm，优选10-30ppm，例如20ppm。
[0029]本发明第二方面任一项所述钽粉的制备方法，其中第一次热处理的步骤为:真空度大于6X 10_3Pa，800?1550°C热处理60?360分钟(可以分三次加热，例如先加热到800?1000°C，保温60?120分钟，再加热到1100?1300°C保温60?120分钟，然后再加热到1400?1550°C保温60?120分钟；也可以分两次加热，例如先加热到800?1200°C，保温60?120分钟，再加热到1300?1550°C保温60?120分钟)。
[0030]优选在第一次热处理后将钽粉降温至室温，更优选降温后将钽粉用破碎机(例如颚式破碎机)破碎过筛50?80目(例如80目)，并磁选。
[0031]本发明第二方面任一项所述钽粉的制备方法，其中第二次热处理的步骤为:真空度大于6X 10_3Pa，800?1550°C热处理60?360分钟(可以分三次加热，例如先加热到800?1000°C，保温60?120分钟，再加热到1100?1300°C保温60?120分钟，然后再加热到1400?1550°C保温60?120分钟；也可以分两次加热，例如先加热到800?1200°C，保温60?120分钟，再加热到1300?1550°C保温60?120分钟)。
[0032]优选在第二次热处理后将钽粉降温，更优选降温后将钽粉用破碎机(例如颚式破碎机)破碎过筛50?80目，例如80目，并磁选得到需要的钽粉。
[0033]本发明对于钽粉原粉的获得方法没有特殊的要求，可以是电子轰击粉或钠还原钽粉，优选为钠还原钽粉。
[0034]本发明第二方面任一项所述钽粉的制备方法，其中所述钽粉原粉的费氏平均粒径为 1.5-4.5 μ m，优选为 3-4 μ m，更优选为 3.5-4 μ m，例如 3.5μπι、3.65 μ m 或 3.76μπι;优选地，所述钽粉原粉的氧元素含量O ( 1500ppm，例如13001500ppm，例如1340ppm、1350ppm 或 1420ppm。
[0035]在一个具体实施方案中，所述钽粉原粉的杂质元素含量C ( 30ppm, N ( 200ppm,Fe ( 30ppm,例如，杂质元素含量 C ( 1ppm, N ( 10ppm, Fe ( lOppm。
[0036]在一个具体的实施方案中，所述钠还原钽粉的制备方法如下:
[0037]在还原炉中装入NaCl，然后按预先设定的程序升温，当温度达到900°C?950°C时从进料口加入K2TaF7, K2TaFdPNaCl的质量比为8?10:5?6。进料后升温至900°C?950°C，并开始计算保温时间。在900°C?950°C下保温Ih之后提高搅拌桨的高度并继续搅拌，吹风降温至80(TC?880°C，然后开始平稳注入钠，边注入钠边搅拌，并使温度维持在900°C?940°C左右。其中，加入还原反应的钠量是K2TaF7重量的0.30?0.35倍。当反应温度快速降低时，即可判断还原反应结束，得到还原产物。
[0038]优选地，对所述还原产物进行水洗酸洗处理。所述水洗酸洗处理条件为:第一遍:用10 %ΗΝ03+0.5% HF酸洗2小时，泡2小时，倒出上清液。第二遍:用12%HN03+0.7%HF+2% H2O2酸洗2小时，泡2小时，最后倒出上清液，加足量水漂洗两遍出料加纯水抽滤。当滤洗液的电导率小于30 μ s/cm3时，抽滤停止，转入烘箱进行烘干。120°C下真空烘干15小时，烘干过程中真空度大于2 X 14Pa,然后过筛100目。
[0039]本发明的第三方面提供一种钽粉，由本发明第二方面所述的制备方法制备得到。
[0040]本发明的第三方面所述的钽粉，其比电容量为5000-8000 μ FV/g,例如5000-6000 μ FV/g,例如 6000-7000 μ FV/g,例如 7000-8000 μ FV/g,例如 6000-6500 μ FV/g,例如6300-6500 μ FV/g ;其击穿电压不小于210V，优选不小于220V。
[0041]本发明第三方面任一项所述的钽粉，其特征在于以下(i)?(iii)中的一项或多项:
[0042](i)电容量损耗tg δ不大于3%,优选不大于2.6% ；
[0043](ii)漏电流不大于3 X 10_4 μ A/μ FV,优选不大于2.5 X 10_4 μ A/μ FV,更优选不大于 1.8 X 1-4 μ A/μ FV ；
[0044](iii)体积收缩率不大于18%，优选不大于15%，再优选不大于13%，例如12?13%。
[0045]根据本发明第三方面任一项所述的钽粉，其特征在于以下(i)?(vi)中的一项或多项:
[0046]⑴费氏平均粒径为5?10 μ m，优选6?10 μ m更优选7-8 μ m ;
[0047](ii)松装密度为 2-2.5g/cm3，优选 2.2-2.5g/cm3 ；
[0048](iii)全部通过50?80目筛(例如全部通过80目筛)，20?26%通过325目筛(例如21?26质量％通过325目筛)；
[0049](iv) O 元素含量为 1300-1800ppm，优选 1400_1700ppm，进一步优选 1500_1600ppm，更优选 1520-1570ppm ；
[0050](V)杂质元素含量C ( 30ppm, N ( 200ppm, Fe ( 30ppm ;优选地，杂质元素含量C ^ 1ppm, N ^ 10ppm, Fe ^ 1ppm ；
[0051](vi)磷元素含量 10 < P < 40ppm,例如 15 < P < 30ppm 或 15 < P < 25ppm(优选为 20ppm)。
[0052]本发明第四方面提供一种电容器阳极，其由本发明第一方面或第三方面任一项所述钽粉制备而成。所述电容器阳极的比电容量量为5000-8000 μ FV/g，例如6000-7000 μ FV/g。
[0053]本发明第五方面提供一种电解电容器，其由本发明第一方面或第三方面任一项所述钽粉制备而成。所述电解电容器为固体电容器或液体钽电容器。所述的固体电容器优选的工作电压为35-50V，所述的液体钽电容器优选的工作电压为50-100V。
[0054]在本发明中，所述钽粉的电性能参数在以下条件下测定得到:压块的密度为
7.0g/cm3,芯子粉重为lg，模具:Φ4.0mm。在KT3Pa的真空炉内在1750°C烧结30分钟得到的烧结块在0.01%的磷酸溶液中200V赋能，赋能时间120min，赋能温度:90°C，电流密度35mA/g。除上述参数设定外，其它测试参数及步骤均按国家标准GB/T3137-2007钽粉电性能试验方法的FTA60型号执行。
[0055]在本发明中，除非另外明确说明，％是指质量百分比，ppm指质量分数为百万分之
O
[0056]在本发明中，当用目数表示粉末的粒度时，在目数之前的“ + ”或号分别表示“通不过”或“通过”所述目数的筛网。例如，“_325目”表示通过325目的筛网，而“+80目”表示通不过80目的筛网。
[0057]本发明中所涉及的各个参数的分析设备及型号如下表所示:
[0058]
分析项目I分析设备名称I规格型号比电容量CV LCR精密测量仪_HP-4284A_
漏电流__漏电流测试仪__QE2621_
[0059]松装密度SBD松装密度测试仪_FL4-1_费氏平均粒径平均粒度测定仪WLP-202FSSS___O、N氧氮分析仪LECO公司___CS-436_Je__直读光谱仪__GV-5_C碳硫分析仪LECO公司___CS-406_^__电感耦合等离子体发射光谱仪PE8000ACP
[0060]发明的有益效果
[0061]本发明提供的钽粉，比电容量为5000 μ FV/g?8000 μ FV/g，击穿电压不小于200V,同时具有较低的漏电流、较低的电容器损耗、以及较低的体积收缩率。本发明提供的钽粉颗粒表面的氧含量增加，颗粒表面形成的氧化膜致密、完整、均匀，这种微观结构的变化不仅提高了产品的耐击穿性，同时改善了漏电流，电容器损耗、体积收缩率等电性能指标也随之得到改善。
[0062]本发明的制备方法将还原钽粉经掺杂后连续进行两次热处理，然后直接破碎、磁选调配成产品，中间不对钽粉进行降氧。降氧是钽粉制备过程中常用的步骤，一般是在钽粉经过热处理后需要进行降氧处理，所述的降氧一般为镁还原降氧，在惰性气体(例如氩气，压力可以为9X 14Pa?1.2X 15Pa)氛围中进行降氧。降氧条件一般为:掺镁量是钽粉重量的 0.2 ?1.5% (例如 0.5%、0.8%、1% ),900 - 1000°C (例如 960°C 或 980°C )加热2?3小时后抽真空排镁2?3小时。发明人出乎预料地发现本发明的制备方法对钽粉进行两次热处理，不进行降氧处理，获得的产品不仅提高了耐击穿性能，降低了钽粉的漏电流，同时电容器损耗、体积收缩率等电性能指标也得到很好地改善。本发明的制备方法工艺步骤简单，不仅提高了产品的合格率，并且降低了生产成本，得到的钽粉可以在较高的电压下工作。
【具体实施方式】
[0063]下面通过实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
[0064]实施例1:
[0065]在还原炉中装入NaC160kg，然后按预先设定的程序升温，当温度达到920°C时从进料口加入K2TaF710Kg15进料后升温至930°C，并开始计算保温时间。在930°C下保温Ih之后提高搅拌桨的高度并继续搅拌，吹风降温至820°C，然后开始平稳注入钠，边注入钠边搅拌，并使温度维持在920°C左右。其中，加入还原反应的钠量是31.5Kg。当反应温度快速降低时，即可判断还原反应结束，得到还原产物。
[0066]还原产物经过颚式破碎机破碎、然后经水洗酸洗处理得到钽粉原粉。水洗酸洗处理条件为:第一遍:用10% ΗΝ03+0.5% HF酸洗2小时，泡2小时，倒出上清液。第二遍:用12% HN03+0.7% HF+2% H2O2酸洗2小时，泡2小时，最后倒出上清液，加足量水漂洗两遍出料加纯水抽滤。当滤洗液的电导率小于30 μ s/cm时，抽滤停止，转入烘箱进行烘干。120°C下真空烘干15小时，烘干过程中真空度大于2 X 14Pa,然后过筛100目。
[0067]选用该钽粉原粉作为原料，平均粒径控制在3.65 μ m，0含量1340ppm、C含量9ppm、N含量90ppm、Fe含量7ppm。干掺20ppmNH4H2P04后进行热处理，热处理条件:一次热处理条件:真空度大于6 X KT3Pa时开始送电加热，加热到1050°C保温120分钟，再加热到1450°C保温90分钟，第一次热处理后将钽粉降温，降温后用颚式破碎机破碎过筛80目并磁选。二次热处理条件:真空度大于6 X KT3Pa时开始送电加热，加热到1050°C保温120分钟，再加热到1520°C保温90分钟，第二次热处理后用颚式破碎机破碎过筛80目并磁选，得到所需钽粉。
[0068]实施例2:
[0069]在还原炉中装入NaC160kg，然后按预先设定的程序升温，当温度达到920°C时从进料口加入K2TaF710Kg15进料后升温至930°C，并开始计算保温时间。在930°C下保温Ih之后提高搅拌桨的高度并继续搅拌，吹风降温至820°C，然后开始平稳注入钠，边注入钠边搅拌，并使温度维持在920°C左右。其中，加入还原反应的钠量是31.8Kg。当反应温度快速降低时，即可判断还原反应结束，得到还原产物。
[0070]还原产物经过颚式破碎机破碎、然后经水洗酸洗处理得到钽粉原粉。水洗酸洗处理条件为:第一遍:用10% ΗΝ03+0.5% HF酸洗2小时，泡2小时，倒出上清液。第二遍:用12% HN03+0.7% HF+2% H2O2酸洗2小时，泡2小时，最后倒出上清液，加足量水漂洗两遍出料加纯水抽滤。当滤洗液的电导率小于30 μ s/cm时，抽滤停止，转入烘箱进行烘干。120°C下真空烘干15小时，烘干过程中真空度大于2X 14Pa,然后过筛100目。
[0071 ] 选用该钽粉原粉作为原料，平均粒径控制在3.50 μ m，O含量1420ppm、C含量9ppm、N含量80ppm、Fe含量9ppm。干掺20ppmNH4H2P04后进行热处理,热处理条件:一次热处理条件:真空度大于6 X KT3Pa时开始送电加热，加热到1050°C保温120分钟，再加热到1480°C保温90分钟，第一次热处理后将钽粉降温，用颚式破碎机破碎过筛80目并磁选。二次热处理条件:真空度大于6X10_3Pa时开始送电加热，加热到1050°C保温120分钟，再加热到1520°C保温60分钟，第二次热处理后用颚式破碎机破碎过筛80目并磁选，得到所需钽粉。
[0072]实施例3:
[0073]在还原炉中装入NaC160kg，然后按预先设定的程序升温，当温度达到920°C时从进料口加入K2TaF710Kg15进料后升温至930°C，并开始计算保温时间。在930°C下保温Ih之后提高搅拌桨的高度并继续搅拌，吹风降温至820°C，然后开始平稳注入钠，边注入钠边搅拌，并使温度维持在920°C左右。其中，加入还原反应的钠量是32.0Kg。当反应温度快速降低时，即可判断还原反应结束，得到还原产物。
[0074]还原产物经过颚式破碎机破碎、然后经水洗酸洗处理得到钽粉原粉。水洗酸洗处理条件为:第一遍:用10% ΗΝ03+0.5% HF酸洗2小时，泡2小时，倒出上清液。第二遍:用12% HN03+0.7% HF+2% H2O2酸洗2小时，泡2小时，最后倒出上清液，加足量水漂洗两遍出料加纯水抽滤。当滤洗液的电导率小于30 μ s/cm时，抽滤停止，转入烘箱进行烘干。120°C下真空烘干15小时，烘干过程中真空度大于2X 14Pa,然后过筛100目。
[0075]选用该钽粉原粉作为原料，平均粒径控制在3.50 μ m，0含量1420ppm、C含量9ppm、N含量80ppm、Fe含量9ppm。干掺20ppmNH4H2P04后进行热处理,热处理条件:一次热处理条件:真空度大于6X 10_3Pa时开始送电加热，加热到1050°C保温120分钟，再加热到1500°C保温90分钟，第一次热处理后将钽粉降温，用颚式破碎机破碎过筛80目并磁选。二次热处理条件:真空度大于6X10_3Pa时开始送电加热，加热到1050°C保温120分钟，再加热到1500°C保温90分钟，第二次热处理后用颚式破碎机破碎过筛80目并磁选，得到所需钽粉。
[0076]实施例4:
[0077]在还原炉中装入NaC160kg，然后按预先设定的程序升温，当温度达到920°C时从进料口加入K2TaF710Kg15进料后升温至930°C，并开始计算保温时间。在930°C下保温Ih之后提高搅拌桨的高度并继续搅拌，吹风降温至820°C，然后开始平稳注入钠，边注入钠边搅拌，并使温度维持在920°C左右。其中，加入还原反应的钠量是31.6Kg。当反应温度快速降低时，即可判断还原反应结束，得到还原产物。
[0078]还原产物经过颚式破碎机破碎、然后经水洗酸洗处理得到钽粉原粉。水洗酸洗处理条件为:第一遍:用10% ΗΝ03+0.5% HF酸洗2小时，泡2小时，倒出上清液。第二遍:用12% HN03+0.7% HF+2% H2O2酸洗2小时，泡2小时，最后倒出上清液，加足量水漂洗两遍出料加纯水抽滤。当滤洗液的电导率小于30 μ s/cm时，抽滤停止，转入烘箱进行烘干。1200C下真空烘干15小时，烘干过程中真空度大于2 X 14Pa,然后过筛100目。
[0079]选用该钽粉原粉作为原料，平均粒径控制在3.76 μ m，O含量1350ppm、C含量10ppm、N含量60ppm、Fe含量9ppm。干掺20ppmNH4H2P04后进行热处理,热处理条件:一次热处理条件:真空度大于6X10_3Pa时开始送电加热，加热到1050°C保温120分钟，再加热到1520°C保温90分钟，第一次热处理后将钽粉降温，用颚式破碎机破碎过筛80目并磁选。二次热处理条件:真空度大于6 X KT3Pa时开始送电加热，加热到1050°C保温120分钟，再加热到1520°C保温90分钟，第二次热处理后用颚式破碎机破碎过筛80目并磁选，得到所需钽粉。
[0080]比较例5:
[0081]在还原炉中装入NaC160kg，然后按预先设定的程序升温，当温度达到920°C时从进料口加入K2TaF710Kg15进料后升温至930°C，并开始计算保温时间。在930°C下保温Ih之后提高搅拌桨的高度并继续搅拌，吹风降温至820°C，然后开始平稳注入钠，边注入钠边搅拌，并使温度维持在920°C左右。其中，加入还原反应的钠量是31.6Kg。当反应温度快速降低时，即可判断还原反应结束，得到还原产物。
[0082]还原产物经过颚式破碎机破碎、然后经水洗酸洗处理得到钽粉原粉。水洗酸洗处理条件为:第一遍:用10% ΗΝ03+0.5% HF酸洗2小时，泡2小时，倒出上清液。第二遍:用12% HN03+0.7% HF+2% H2O2酸洗2小时，泡2小时，最后倒出上清液，加足量水漂洗两遍出料加纯水抽滤。当滤洗液的电导率小于30 μ s/cm时，抽滤停止，转入烘箱进行烘干。120°C下真空烘干15小时，烘干过程中真空度大于2 X 14Pa,然后过筛100目。
[0083]选用该钽粉原粉作为原料，平均粒径控制在3.76 μ m，O含量1350ppm、C含量10ppm、N含量60ppm、Fe含量9ppm。干掺20ppmNH4H2P04后直接进行热处理,条件为:一次热处理条件:真空度大于6X10_3Pa时开始送电加热，加热到1050°C保温120分钟，再加热到1520°C保温90分钟，第一次热处理后将钽粉降温，用颚式破碎机破碎过筛80目并磁选。然后降氧处理，处理条件:掺镁量是钽粉重量的0.5?1.5%，920°C保温3小时后抽真空排镁3小时，然后再次进行酸洗和烘干，酸洗条件11^HNO3酸洗1.5小时。烘干条件为120°C下真空烘干12小时，真空度大于4X104Pa。然后产品经过过筛80目，得到所需钽粉。
[0084]对实施例1、实施例2、实施例3、实施例4和比较例5进行分析，结果如下:
[0085]表1:钽粉的各项物理性能
[0086]
口费氏粒径~松装密度^
样品 ,+80(%) -325(%)__Fsss(pm) SBD(g/cm )___
实施例17.40_22S_^OO_21.34
实施例17.47_TJn_^OO_23.46
实施例 37 58__236__(K00__25.32_
实施例 47.73__2^46__0^00__22.40_
比较例 56,27_2.08_丨 0.00_ 28.96_
[0087]表2:钽粉中主要杂质含量(单位:ppm)
[0088]
学杂质样品°_^^^_ P_
实施例1__15507__100 8__18_
实施例 2__15208__90__7__16_
实施例 3__1560I__80__10_21_
实施例 4__15707__100 8__19_
比较例 510808_110 I 8_16
[0089]将上述钽粉压制成型,?块的密度为7.0g/cm3,芯子粉重为Ig,模具:Φ4.0mm,按照标准进行检测。在10_3Pa的真空炉内在1750°C烧结30分钟得到的烧结块在0.01%的磷酸溶液中200V赋能，赋能时间120min，赋能温度:90°C，电流密度35mA/g。除上述参数设定外，其它测试参数及步骤均按国家标准GB/T3137-2007钽粉电性能试验方法的FTA60型号执行。测定各样品的电性能列于表3中。
[0090]表3:电性能参数对比
[0091]漏电流比电容量电容量击穿样品Kx1 4CV损耗电压八
, 、 SHV(%)__(μΑ_ν) (|^FV/g) tg5(%) VB(V)__
实施例1 1.6__6360__2.3224__12.6
实施例 2 1.8__6300__2.5221__12.5
实施例 3 1.7__6456__2,4220__12.8
实施例 4 1.6__6462__2.6223__12.4
比较例 5I 3.9 5832 3.520618.8
[0092]由表I的对比数据可以看出，本发明获得的钽粉费氏粒径增大，松装密度(SBD)增力口。由表2的对比数据可以看出，本发明获得的钽粉的氧含量为1300?1800ppm。由表3的对比数据可以看出，本发明获得的钽粉具有较高的比电容量，较高的击穿电压，较低的漏电流，较低的电容器损耗，较低的体积收缩率。具体地，本发明钽粉的比电容量为5000?8000 μ FV/g，其击穿电压不小于200V。该钽粉满足了电容器产品对钽粉耐电压和漏电流等方面的要求。本发明钽粉的适用产品是5000 μ FV/g?8000 μ FV/g的电容器级中压钽粉。
[0093]最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明的【具体实施方式】进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。
【权利要求】
1.一种钽粉，其比电容量为5000-8000 μ FV/g，例如5000-6000 μ FV/g，例如6000-7000 μ FV/g,例如 7000-8000 μ FV/g,例如 6000-6500 μ FV/g,例如 6300-6500 μ FV/g ；其击穿电压不小于210V，优选不小于220V。
2.权利要求1的钽粉，其特征在于以下(i)?(iii)中的一项或多项: (i)电容量损耗tgδ不大于3%,优选不大于2.6% ； (ii)漏电流不大于3X10_4yA/yFV，优选不大于2.5X 10_4 μ A/μ FV，更优选不大于1.8 X 1-4 μ A/μ FV, (iii)体积收缩率不大于18%，优选不大于15%，更优选不大于13%， 优选地，所述电性能参数在以下条件下测定得到:压块的密度为7.0g/cm3，芯子粉重为lg，模具:Φ4.0mm，在10_3Pa的真空炉内在1750°C烧结30分钟得到的烧结块在0.01%的磷酸溶液中200V赋能，赋能时间120min，赋能温度:90°C，电流密度35mA/g，其它测试条件按国家标准GB/T3137-2007的FTA60型号执行。
3.权利要求1或2的钽粉，其特征在于以下⑴?(vi)中的一项或多项: (i)费氏平均粒径为5?10μ m,优选6?9 μ m,更优选7-8 μ m ；
(ii)松装密度为2-2.5g/cm3，优选 2.2-2.5g/cm3 ； (iii)全部通过50?80目筛，20?26%通过325目筛； (iv)O 元素含量为 1300-1800ppm，优选 1400_1700ppm，进一步优选 1500_1600ppm，更优选 1520-1570ppm ；
(V)杂质元素含量 C ( 30ppm, N ( 200ppm, Fe ( 30ppm ； (vi)磷元素含量 10 < P < 40ppm,例如 15 < P < 30ppm 或 15 < P < 25ppm。
4.一种钽粉的制备方法，所述制备方法包括对钽粉原粉进行第一次热处理和第二次热处理的步骤；所述制备方法不包括降氧处理的步骤； 优选地，第一次热处理和第二次热处理的条件分别为:真空度高于6X10_3Pa，温度800-1550°C，保温时间60-360分钟； 优选地，第一次热处理前向钽粉原粉中掺磷，掺磷物质选自NH4H2PO4, (NH4)2HPO4或H3PO4,掺磷量优选为10?40ppm。
5.权利要求4的制备方法，其中， 在第一次热处理后优选将钽粉降温，更优选降温后将钽粉用破碎机(例如颚式破碎机)破碎过筛50?90目(例如80目)，并磁选。
6.权利要求4或5的制备方法，其中， 在第二次热处理后优选将钽粉降温，更优选降温后将钽粉用破碎机(例如颚式破碎机)破碎过筛50?90目(例如80目)，并磁选。
7.权利要求4-6任一项的制备方法，其中所述钽粉原粉是电子轰击粉或钠还原钽粉。
8.权利要求4-7任一项的制备方法，其中所述钽粉原粉的费氏平均粒径为1.5-4.5 μ m,优选为3-4 μ m,更优选为3.5-4 μ m ;优选地，所述钽粉原粉的氧含量O ^ 1500ppm,例如 13001500ppm。
9.权利要求4-8任一项的制备方法，其中所述钽粉原粉的杂质元素含量C( 30ppm,N ^ 200ppm, Fe ^ 30ppm, 优选地，所述钠还原钽粉的制备步骤包括: (a)在还原炉中装入NaCl，升温至900?950°C时加入K2TaF7； (b)加入K2TaF7后升温至900?950°C，保温Ih后吹风降温至800?880°C； (c)降温后注入钠，边注入边搅拌，并使温度维持在900?940°C； 优选的K2TaF7和NaCl的重量比为5?6:8?10 ;优选的钠和K2TaF7的重量比0.30?0.35:1。
10.一种钽粉，由权利要求4-9任一项的制备方法制得。
11.一种电容器阳极，由权利要求1-3、10任一项所述的钽粉制成；优选地，所述电容器阳极的比电容量量为5000-8000 μ FV/g，例如6000-7000 μ FV/g。
12.一种电解电容器，由权利要求1_3、10任一项所述的钽粉制成； 优选地，所述电解电容器为固体电容器或液体钽电容器； 优选地，所述的固体电容器的工作电压为35-50V，所述的液体 钽电容器的工作电压为50-100V。
【文档编号】B22F1/00GK104209512SQ201410450133
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年9月5日 优先权日:2014年9月5日
【发明者】杨国启, 郑爱国, 李仲香, 谢群力 申请人:宁夏东方钽业股份有限公司, 国家钽银特种金属材料工程技术研, 究中心