Tantalpulver med høy renhet

I tillegg til sputtering av filmer innen halvlederteknologi, kan dette tantalpulveret også brukes til andre applikasjoner, som medisinske applikasjoner og overflatebelegg.

Følgende metode for fremstilling av høyrent tantalpulver omfatter følgende trinn i rekkefølge.

1) hydrogenering av tantalblokken med høy renhet

2) knusing og sikting av tantalflisene oppnådd fra hydrogeneringen av tantalblokkene og deretter rensing av dem ved syrevasking for å fjerne forurensningen av urenheter brakt inn av kulemaleprosessen

3) Høytemperaturdehydrogenering av det resulterende tantalpulveret

4) deoksidering av det resulterende tantalpulveret

5) syrevasking, vannvasking, tørking og sikting av tantalpulveret

6) Tantalpulveret utsettes for lavtemperatur varmebehandling, deretter avkjøles, passiveres, tømmes og siktes for å oppnå det ferdige produktet.

I produksjonsprosessen er tantalbarrer med høy renhet definert som de med et tantalinnhold på 99,995 prosent eller mer. Disse blokkene kan oppnås på en rekke måter, for eksempel ved sintring eller elektronbombardement ved høye temperaturer ved å bruke tantalpulver produsert ved forskjellige prosesser som råmateriale. Disse blokkene er også kommersielt tilgjengelige.

Det er ingen begrensning på hvordan de hydrogenerte tantalflisene kan knuses, for eksempel ved hjelp av et luftstrømsknuseanlegg eller en kulemølle, men helst skal alle de knuste tantalpulverpartiklene kunne passere gjennom en sikt på 400 mesh eller høyere, f.eks 500 mesh, 600 mesh eller 700 mesh. Jo høyere maskestørrelse, desto finere er tantalpulveret, men hvis pulveret er for fint, f.eks. over 700 mesh, er det vanskeligere å kontrollere oksygeninnholdet i tantalpulveret. Derfor refererer siktingen i trinn 2) fortrinnsvis til sikting mellom 400 og 700 mesh. For å illustrere og ikke begrense, brukes kulemølleknusing i implementeringen.

I motsetning til lavtemperaturdehydrogenering, som brukes i felten for å spare energi, utføres høytemperaturdehydrogenering fortrinnsvis i produksjonen ved å varme opp tantalpulveret under inertgassbeskyttelse og holde det varmt i ca. 60-300 minutter (f.eks. ca. 120 minutter, ca. 150 minutter, ca. 240 minutter, ca. 200 minutter) ved ca. 800-1000 grader (f.eks. ca. 900 grader, ca. 950 grader, ca. 980 grader, ca. 850 grader, ca. 880 grader). Tantalpulveret kjøles deretter ned, fjernes fra ovnen og siktes for å oppnå det dehydrogenerte tantalpulveret. Overraskende nok fant oppfinnerne at den høyere temperaturen beskrevet for dehydrogenering gjorde det mulig å redusere overflateaktiviteten samtidig med dehydrogeneringen.

I trinn 4 deoksideres tantalpulveret ved lav temperatur, dvs. at maksimaltemperaturen for prosessen fortrinnsvis ikke er høyere enn dehydrogeneringstemperaturen, som vanligvis er omtrent 50-300 grader under dehydrogeneringstemperaturen (f.eks. omtrent 100 grader , ca. 150 grader, ca. 180 grader, ca. 80 grader, ca. 200 grader), som er tilstrekkelig til å oppnå formålet med deoksygenering samtidig som man sikrer at tantalpartiklene ikke sintrer eller vokser slik at magnesium- eller magnesiumoksidpartiklene ikke blir innkapslet i tantalpartiklene. Magnesium- eller magnesiumoksidpartiklene er innkapslet i tantalpartiklene og kan ikke lett fjernes under den påfølgende beisingsprosessen, noe som resulterer i et høyt magnesiuminnhold i det ferdige produktet.

Deoksidering utføres ved å tilsette et reduksjonsmiddel til tantalpulveret. Fortrinnsvis utføres nevnte deoksidasjonsprosess vanligvis under inertgassbeskyttelse. Generelt har det aktuelle reduksjonsmidlet en større affinitet for oksygen enn tantal har for oksygen. Slike reduksjonsmidler er for eksempel jordalkalimetaller, sjeldne jordmetaller og deres hydrider, oftest magnesiumpulver. Som en spesifikk foretrukket utførelsesform kan dette oppnås ved å blande tantalpulver med {{0}}.2-2.0 prosent magnesiummetallpulver i vekt av tantalpulver, fylle brettet ved å bruke metoden beskrevet i Kinesisk patent CN 102120258A, oppvarming under inertgassbeskyttelse, holder på ca. 600-750 grad (f.eks. ca. 700eC) i ca. 2-4 timer, deretter evakueres og holdes igjen under evakuering i ca. 2-4 timer. Temperaturen senkes deretter, passiveres og fjernes fra ovnen for å oppnå et deoksidert, høyrent tantalpulver.

Fordelen med denne metoden er kombinasjonen av høytemperaturdehydrogenering, lavtemperaturdeoksidering og lavtemperaturvarmebehandling. Siden det rå tantalpulveret inneholder hydrider som uunngåelig genereres ved absorpsjon av hydrogen, endres dets egenskaper (f.eks. gitterkonstant, elektrisk motstand, etc.) på måter som ennå ikke kan elimineres fullstendig ved konvensjonell lavtemperaturdehydrogenering. Hensikten med å bruke lavtemperaturdehydrogenering er å unngå vekst av sintrede partikler forårsaket av høye deoksygeneringstemperaturer.

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 prosent av GDMS.

Tantalpulver-ytelsessammenligning

Populære tags: høyrent tantalpulver, leverandører, produsenter, fabrikk, tilpasset, kjøp, pris, tilbud, kvalitet, til salgs, på lager