Танталов прах с висока чистота

В допълнение към разпръскващите филми в полупроводниковата технология, този танталов прах може да се използва и за други приложения, като медицински приложения и повърхностно покритие.

Следният метод за производство на танталов прах с висока чистота включва следните последователни стъпки.

1) хидрогениране на слитък тантал с висока чистота

2) раздробяване и пресяване на танталовите стърготини, получени от хидрогенирането на танталовите слитъци и след това пречистването им чрез киселинно измиване, за да се отстрани замърсяването от примеси, донесени от процеса на топково смилане

3) Високотемпературно дехидрогениране на получения танталов прах

4) дезоксидация на получения танталов прах

5) промиване с киселина, промиване с вода, сушене и пресяване на танталовия прах

6) Танталовият прах се подлага на термична обработка при ниска температура, след това се охлажда, пасивира, изхвърля и пресява, за да се получи крайният продукт.

В производствения процес танталовите слитъци с висока чистота се определят като тези със съдържание на тантал от 99,995 процента или повече. Тези слитъци могат да бъдат получени по различни начини, например чрез синтероване или електронно бомбардиране при високи температури, като се използва танталов прах, произведен чрез различни процеси като суровина. Тези слитъци също се предлагат в търговската мрежа.

Няма ограничение за това как хидрогенираните танталови стърготини могат да бъдат натрошени, например с помощта на раздробяваща инсталация с въздушен поток или топкова мелница, но за предпочитане е всички натрошени частици на танталов прах да могат да преминават през сито от 400 меша или по-високо, например 500 меша, 600 меша или 700 меша. Колкото по-голям е размерът на мрежата, толкова по-фин е танталовият прах, но ако прахът е твърде фин, например над 700 меша, е по-трудно да се контролира съдържанието на кислород в танталовия прах. Следователно, пресяването в стъпка 2) за предпочитане се отнася до пресяване между 400 и 700 меша. За целите на илюстрацията, а не за ограничаване, при изпълнението се използва раздробяване в топкова мелница.

За разлика от нискотемпературното дехидрогениране, което се използва в областта за пестене на енергия, високотемпературното дехидрогениране за предпочитане се извършва в производството чрез нагряване на танталовия прах под защита от инертен газ и поддържането му топъл за около 60-300 минути (напр. около 120 минути, около 150 минути, около 240 минути, около 200 минути) при около 800-1000 градуса (напр. около 900 градуса, около 950 градуса, около 980 градуса, около 850 градуса, около 880 градуса). След това танталовият прах се охлажда, отстранява се от пещта и се пресява, за да се получи дехидрогенираният танталов прах. Изненадващо, изобретателите установиха, че по-високата температура, описана за дехидрогенирането, прави възможно намаляването на повърхностната активност едновременно с дехидрогенирането.

В етап 4 танталовият прах се деоксидира при ниска температура, т.е. максималната температура на процеса за предпочитане не е по-висока от температурата на дехидрогениране, която обикновено е около 50-300 градуса под температурата на дехидрогениране (напр. около 100 градуса, около 150 градуса, около 180 градуса, около 80 градуса, около 200 градуса), което е достатъчно за постигане на целта за деоксигениране, като същевременно се гарантира, че танталовите частици не се синтероват или растат, така че частиците магнезий или магнезиев оксид да не се капсулират в танталовите частици. Частиците магнезий или магнезиев оксид са капсулирани в танталовите частици и не могат лесно да бъдат отстранени по време на последващия процес на ецване, което води до високо съдържание на магнезий в крайния продукт.

Дезоксидацията се извършва чрез добавяне на редуциращ агент към танталовия прах. За предпочитане, споменатият процес на дезоксидация обикновено се провежда при защита от инертен газ. Като цяло, въпросният редуциращ агент има по-голям афинитет към кислорода, отколкото танталът към кислорода. Такива редуциращи агенти са например алкалоземни метали, редкоземни метали и техните хидриди, най-често магнезиев прах. Като конкретно предпочитано изпълнение, това може да се постигне чрез смесване на танталов прах с {{0}}.2-2.0 процента магнезиев метален прах спрямо теглото на танталов прах, зареждане на таблата по метода, описан в Китайски патент CN 102120258A, нагряване под защита от инертен газ, задържане при прибл. 600-750 градуса (напр. прибл. 700eC) за прибл. 2-4 часа, след това евакуация и задържане отново под евакуация за прибл. {{7 часа. След това температурата се понижава, пасивира се и се отстранява от пещта, за да се получи деоксидиран танталов прах с висока чистота.

Предимството на този метод е комбинацията от високотемпературно дехидрогениране, нискотемпературно дезоксидиране и нискотемпературна термична обработка. Тъй като суровият танталов прах съдържа хидриди, които неизбежно се генерират от абсорбцията на водород, неговите свойства (напр. константа на решетката, електрическо съпротивление и т.н.) се променят по начини, които все още не могат да бъдат напълно елиминирани чрез конвенционално нискотемпературно дехидрогениране. Целта на използването на нискотемпературно дехидрогениране е да се избегне растежа на синтеровани частици, причинени от високи температури на деоксигениране.

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 процента от GDMS.

Сравнение на ефективността на танталов прах

Популярни тагове: танталов прах с висока чистота, доставчици, производители, фабрика, персонализирани, купете, цена, оферта, качество, за продажба, на склад