Méthodes de préparation de la poudre de tantale

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Méthodes de préparation de la poudre de tantale

Poudre de tantale est du tantale métallique en poudre, gris foncé ou gris argent, qui est une matière première importante pour la préparation de condensateurs et de matériaux au tantale. Dans cet article, examinons plus en détail les méthodes de préparation de la poudre de tantale . Avant d'aller plus loin, découvrons les types de poudre de tantale.

Méthodes de préparation de la poudre de tantale

Types de poudre de tantale

La poudre de tantale est généralement divisée en deux catégories selon son utilisation :poudre de tantale de qualité condensateur et poudre de tantale de qualité métallurgique .

Poudre de tantale de qualité condensateur

La poudre de tantale de condensateur est généralement divisée en trois séries :série basse tension (la tension de fonctionnement ne dépasse pas 25 V), série moyenne tension (la tension de fonctionnement est de 32 à 40 V), et série haute tension (la tension de fonctionnement n'est pas inférieure à 50 V).

La poudre de tantale de qualité condensateur est utilisée pour fabriquer des noyaux de condensateur au tantale. Sa qualité est principalement mesurée par ses propriétés physiques, sa composition chimique et ses propriétés électriques.

1. Propriétés physiques

Les propriétés physiques de la poudre de tantale de qualité condensateur comprennent principalement la taille moyenne des particules, la forme des grains, la fluidité et la densité de formation. Les produits de la série basse tension doivent avoir une petite taille de particule moyenne, une forme de particule complexe et une faible densité de formage, tandis que les produits haute tension doivent avoir une taille de particule moyenne plus grande, une forme de particule simple et une densité de formage plus élevée. La fluidité détermine si la poudre de tantale peut être formée par une machine de formage automatique. Par conséquent, avec l'augmentation rapide de la production de condensateurs au tantale à petites puces, les gens ont accordé beaucoup d'attention à la fluidité de la poudre de tantale.

2. Composition chimique

La composition chimique a un effet direct sur les propriétés électriques de la poudre de tantale. La teneur élevée en impuretés, en particulier la teneur élevée en phosphore, bore , l'oxygène, le carbone, le potassium, le sodium et le fer, augmenteront le courant de fuite du film d'oxyde anodique de tantale et diminueront la tension de claquage, aggravant ainsi les propriétés électriques de la poudre de tantale.

Cependant, la teneur de certains éléments dans la poudre de tantale n'est pas aussi faible que possible. Il a été constaté que l'incorporation de certains éléments sélectionnés peut améliorer certaines propriétés électriques de la poudre de tantale. Il a été prouvé dans la pratique que l'ajout de traces de phosphates à la poudre de tantale peut inhiber le retrait du bloc de tantale pendant le frittage, augmentant ainsi la capacité pondérale spécifique de la poudre de tantale; l'ajout de traces d'aluminiures avec une rigidité diélectrique élevée peut améliorer la tension de claquage de la poudre de tantale.

3. Propriétés électriques

Les propriétés électriques font référence au courant de fuite CC, à la tension de claquage et à la capacité du bloc anodique en tantale après pesée, compactage, frittage sous vide et anodisation de la poudre de tantale. Toutes ces propriétés ne sont pas seulement déterminées par les propriétés intrinsèques du film d'oxyde anodique de pentoxyde de tantale amorphe, mais également étroitement liées aux propriétés physiques et à la composition chimique de la poudre de tantale .

Poudre de tantale de qualité métallurgique

La poudre de tantale de qualité métallurgique est utilisée pour préparer divers matériaux de tantale ou de la poudre de tantale en tant qu'additifs d'alliage, de sorte que sa qualité est principalement mesurée par les propriétés physiques et la composition chimique. En tant qu'indices de performance physique importants, la taille des particules doit passer à travers un tamis standard de 150 mesh et la densité lâche doit être de 3 à 6 g/cm3. Afin d'éviter la perte de composition chimique pendant le frittage et la fusion sous vide, la teneur en oxygène doit être contrôlée à environ 0,2 %. Depuis le tungstène , molybdène , niobium , et d'autres métaux à point de fusion élevé ne peuvent pas être éliminés dans le processus de fusion sous vide, leur contenu doit être strictement contrôlé.

Méthodes de préparation de la poudre de tantale

Lesméthodes de préparation de la poudre de tantale comprennent la méthode de réduction thermique métallique du pentoxyde de tantale, la méthode de réduction du carbone, la méthode d'électrolyse au sel fondu, la méthode de réduction à l'hydrogène de l'halogénure de tantale, la méthode de réduction thermique métallique et la méthode de réduction thermique métallique du complexe contenant du fluor de tantale, etc.

À l'heure actuelle, la méthode de réduction du sodium du fluorotantalate de potassium est principalement utilisée dans l'industrie pour préparer la poudre de tantale métallique, et la formule de réaction est :K2TaF7+5Na=Ta+2KF+5NaF

La méthode spécifique consiste à mélanger K2TaF7 avec NaCl ou KCl dans une certaine proportion et le mettre dans le réservoir de réduction, sous protection d'argon, injecter du sodium à 300-800°C et remuez pour réduire. Une fois le produit de réduction sorti du four, il est lavé à l'eau pour éliminer le fluorure et l'excès de sodium, lavé à l'acide chlorhydrique pour éliminer le fer et les autres impuretés métalliques, et lavé à l'acide fluorhydrique pour éliminer l'oxygène et le silicium. Ensuite, il est lavé à l'eau jusqu'à ce qu'il soit neutre et séché pour obtenir la poudre brute de poudre de tantale réduite en sodium. Une fois la poudre brute tamisée, mélangée et condensée sous vide, poudre de tantale à teneur réduite en sodium de qualité condensateur ou métallurgique est préparé.

La poudre de tantale de qualité condensateur préparée de cette manière est principalement utilisée pour les séries basse et moyenne tension. Ce type de poudre de tantale à teneur réduite en sodium est pressée, frittée sous vide et frittée en une bande de tantale frittée, puis hydrogénée et broyée en une poudre de tantale frittée. Cette poudre de tantale de qualité condensateur est principalement utilisée pour les séries moyenne et haute tension. Si la bande de tantale est d'abord fondue en un lingot de tantale avec un faisceau d'électrons sous vide, puis hydrogénée et broyée, la poudre de tantale bombardée d'électrons avec la forme de grain la plus simple est produite. Cette poudre de tantale de qualité condensateur est principalement utilisée pour les séries haute tension.

Conclusion 

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