CN101184568A

CN101184568A - 金属粉末及其制造方法

Info

Publication number: CN101184568A
Application number: CN200680018716.8A
Authority: CN
Inventors: 水崎雄二郎; 杉山功; 饭岛均; 久保田治
Original assignee: Showa Cabot Supermetals KK
Current assignee: Cabot Supermetals KK
Priority date: 2005-05-31
Filing date: 2006-05-31
Publication date: 2008-05-21
Anticipated expiration: 2026-05-31
Also published as: CN101184568B; JP5065580B2; JP2006336042A

Abstract

本发明提供了一种由钽或铌构成并且同时具有良好的烧结性能和流动性的金属粉末及其制造方法。本发明还提供了可以制造固体电解电容器的阳极的钽或铌粉末，其中形成用于使含导电聚合物溶液通过的孔，而不使用孔模制材料或细孔形成材料。另外，本发明提供可以制造高容量和低ESR固体电解电容器中的固体电解电容器阳极。本发明还提供一种制造金属粉末的方法，其能够将原始粉末高产率地制造成具有给定直径范围的金属粉末，且不需要大量的工作和时间。

Description

金属粉末及其制造方法

技术领域

本发明要求在2005年5月31日提交的日本专利申请No.JP2005-159310、在2005年9月15日提交的日本专利申请No.JP2005-268111、以及在2005年9月15日提交的日本专利申请No.JP2005-268197的优先权，上述专利申请全文结合进入本文作为参考。

本发明涉及由钽或铌构成的金属粉末及其制造方法。本发明还涉及用于固体电解电容器的阳极的钽或铌粉末，和用于固体电解电容器的阳极。

背景技术

钽粉末或铌粉末已经被广泛地用作固体电解电容器的阳极电极的材料。为了制造用作固体电解电容器中的阳极电极的钽粉末或铌粉末，例如，可以首先通过在稀释盐中的钽盐或铌盐的钠还原方法或氯化钽或氯化铌的氢还原方法获得钽微细粉末或铌微细粉末。接下来，使用所述钽微细粉末或铌微细粉末作为原始粉末，可以通过盘式制粒机将其制成粒状粉末。在对所述粒状粉末进行热聚集之后，所获得的聚结的粉末可以通过压碎机，比如切碎机，粉碎。然后，可以对所得到的粉碎的粉末进行筛分，从而给定直径范围的粉末被回收以形成产品(例如，见日本未审查专利申请说明书2002-362101)。此外，为了增加在给定直径范围内的粉末的产率，可以再加工在所述给定直径范围之外的粉末。具体地，比给定直径范围大的粉末可以和聚结的粉末混合在一起再次被粉碎，而比给定直径范围小的粉末可以和钽原始粉末混合在一起再次被制成粒状。但是，传统制造方法使用的压碎机对粉碎所述粉末具有很强的冲击，所获得的微粒尺寸分布扩大。结果，一直很难高产率地获得具有特定直径范围的粉末。

在传统制造方法中，进行数次重复造粒或粉碎来提高具有特定直径范围的粉末的产率的处理倾向于降低所述粉末表面的不均匀度，导致了不适于热聚集的形状。因此，再次造粒和再次粉碎的次数被限制，从而很难进行热聚集的钽粉末被放回到钽盐，用于最终用作钽原始粉末的材料。因此，在传统制造方法中，为了提高在给定直径范围内的粉末的产率，除了需要大量的工作和时间外，在增加产率方面还有一些限制。

通过传统制造方法获得的钽粉末和铌粉末可以具有许多表面凹陷和凸起，所述表面可以明显不平坦。由于这种形状的粉末具有和其它粉末接触的大的接触区域，可以保证用于所述阳极电极的粉末所要求的烧结性能。但是，由于流动阻力大，存在流动性低的问题。

另一方面，使用粗球状粉末是一种提高所述流动性的方式。但是，在此情况下，微粒的接触区域减少，导致烧结性能的下降。换句话说，用传统方法很难获得同时实现良好烧结性能和流动性的钽粉末和铌粉末。

关于用作固体电解电容器中的阳极电极的钽粉末或铌粉末，例如，粉末直径小以便容易被填充进用于电极制造的小的硬模(die)中，以及窄微粒分布范围是有益的。因此，例如，为了制造用于阳极电极的钽粉末，已经采用了上述制造方法。

在固体电解电容器中，钽或铌多孔烧结体可以用于阳极，从所述阳极表面形成的氧化膜可被用作介质层，而导电聚合物或其它材料可被用作阴极。例如，固体电解电容器可以通过下述步骤制造：烧结钽或铌粉末以获得多孔烧结体，通过电解氧化及类似方法来氧化所述多孔烧结体的表面以形成介质层，然后将含有导电聚合物的溶液(在此之后，称为含导电聚合物溶液)注入进所述介质层来形成阴极。

近来，已经对高容量电容器有了进一步的要求。为了加大所述介质层的表面积，已经出现了使用直径更小的钽粉末或铌粉末来模制多孔烧结体的趋势，产生了具有更小的孔或细孔的多孔烧结体。但是，所述含导电聚合物溶液的粘滞性可以很高，因此，如果所述多孔烧结体的孔或细孔很小，将所述含导电聚合物溶液注入到所述孔或细孔中就变得困难，这阻碍了所述阴极充分模制成孔或细孔。结果，存在所述固体电解电容器的等效串联电阻(ESR)升高的问题。

日本未审定专利申请公开2001-245238中提出了一种通过以下步骤制造多孔烧结体的方法：添加酸溶解或热升华孔模制材料(孔形成材料)并执行酸处理或热处理，然后通过去除所述孔模制材料在多孔烧结体上同时模制新的孔。根据所述方法，所述含导电聚合物溶液通过新形成的孔，从而增加了渗透性。

但是，根据日本未审定专利申请公开2001-245238的方法包括大量的工作，因为其要求添加所述孔模制材料的处理以及去除该材料的处理。因此，需要制造这样一种用于固体电解电容器的阳极，其中形成用于使含导电聚合物溶液通过的孔，而不使用所述孔模制材料。到目前为此，还没有已知的不使用任何孔或细孔形成材料的方法。

在本发明的一个方面中，本发明考虑到这些情况并提供了可以用于制造固体电解电容器阳极的钽或铌粉末，在所述固体电解电容器阳极中形成用于使含导电聚合物溶液通过的孔(通道或空隙或细孔)，而不使用孔或细孔模制(形成)材料。此外，本发明想要提供可以用在制造高容量和低ESR固体电解电容器中的固体电解电容器阳极。

在至少一种实施方式中，本发明考虑到所述情况还想要提供同时实现良好的烧结性能和流动性的由钽或铌构成的金属粉末及其制造方法。

本发明还考虑到上述情况而想要提供一种制造金属粉末的方法，该方法能够将原始粉末高产率地制造成具有给定直径范围的金属粉末，且优选地不需要大量的工作和时间。本发明还想要提供一种在给定直径范围内的粉末。

发明内容

在一种实施方式中，本发明的金属粉末的制造方法可以包括：

热聚集处理，用于通过热聚集由钽或铌构成的原始粉末来获得聚结的粉末；以及

粉碎处理，用于通过装备有差压辊(differential roll)的粉碎机来粉碎所述聚结的粉末。

本发明的金属粉末的制造方法可以包括初步压碎处理，用于在所述粉碎处理之前，压碎聚结的粉末。

此外，在本发明的金属粉末的制造方法的一种实施方式中，原始粉末可以为粉碎的原始粉末，其例如通过压缩模制钽微细粉末或铌微细粉末，然后由装备有差压辊的粉碎机粉碎来获得。

在一种实施方式中，本发明的金属粉末的特征可以在于：所述粉末是由钽或铌构成的多面微粒，其中在占总表面积30-70％的表面的三个或更多部分上形成平表面。

在一种实施方式中，本发明的金属粉末的制造方法包括：压缩模制处理，用于通过压缩模制钽原始粉末或铌原始粉末来获得压坯(compact)；以及粉碎处理，用于通过装备有差压辊的粉碎机来粉碎所述压坯。其中，该方法优选地包括热聚集(或聚结)处理，用于对从所述粉碎处理获得的粉碎的粉末进行热聚结。

另外，在一种实施方式中，本发明的金属粉末的制造方法优选地包括：回收处理，用于通过筛分从所述粉碎处理获得的粉碎的粉末来回收在给定直径范围内的粉末；以及返回处理，用于在所述回收处理之后，使给定直径范围之外的剩余粉末返回到所述压缩模制处理或粉碎处理。其中，所述处理优选地包括热聚集处理，用于热聚结从所述回收处理回收的在给定直径范围内的粉末。

钽原始粉末和铌原始粉末具有作为金属的适中的延展性以及在相当高的熔点下具有高强度。因此，原始粉末可以互相附着(或聚结)到可以被压缩模制来粉碎的程度；因此，可以获得适合用于电容器的阳极电极材料的压坯。当通过压缩模制来形成压坯时，优选在基本无氧或无氧条件下进行所述处理以维持所述表面活性。

在一种实施方式中，本发明的所述钽或铌粉末可以是由高次(high order)微粒构成的多孔体，其中基本上所有微粒的直径落入45至75μm的范围中。本发明的所述钽或铌粉末尤其优选用作电容器如固体电极电容器的阳极电极材料。可以通过烧结所述钽粉末或铌粉末来获得本发明的固体电解电容器的阳极。

附图说明

图1的透视图图示了本发明的金属粉末的制造方法的一种实施方式中的用于压缩模制处理的加压装置的一个例子。

图2的横截面图图示了使用图1中的加压装置的一种压缩模制处理。

图3的横截面图图示了使用图1中的加压装置的一种压缩模制处理。

图4的横截面图图示了使用图1中的加压装置的一种压缩模制处理。

图5的图案图示了本发明的金属粉末的制造方法的一种实施方式中的用于粉碎处理的粉碎机的一个例子。

图6是图5中的粉碎机的主要部分的放大图。

14钽或铌微细粉末

20轧辊制粒机(粉碎机)

21差压辊

具体实施方式

根据本发明的金属粉末的一种制造方法，可以制造同时实现良好烧结性能和流动性的由钽或铌(或二者一起)构成的金属粉末。

在一种实施方式中，本发明的金属粉末由钽或铌构成并可选地可以实现良好的烧结性能和/或流动性。

根据本发明的金属粉末的一种制造方法，可以将原始粉末高产率地制造成具有给定直径范围的金属粉末，而不需要大量的工作和时间。

在本发明的金属粉末的制造方法中，所述在给定直径范围内的粉末的产率可以通过回收在给定直径范围内的粉末并使给定直径范围之外的剩余粉末返回到所述压缩模制处理或粉碎处理来提高。

此外，在本发明的金属粉末的一种制造方法中，可以通过对从所述粉碎处理获得的粉碎的粉末或在给定直径范围内的粉末进行热聚集处理来强化所述金属粉末。

根据本发明的钽或铌粉末，可以制造固体电解电容器的阳极，在所述固体电解电容器阳极中形成用于使含导电聚合物溶液通过的孔或通道或细孔，而不使用孔模制材料和/或细孔形成材料。

在一种或多种实施方式中，可以制造具有由本发明的钽或铌粉末形成的阳极的高容量和低ESR固体电解电容器。

在一种或多种实施方式中，本发明的金属粉末的制造方法包括：热聚集处理，用于通过热聚集由钽或铌构成的原始粉末来获得聚结的粉末，以及粉碎处理，用于通过装备有差压辊的粉碎机来粉碎所述聚结的粉末。本发明的金属粉末的制造方法可以包括：压缩模制处理，用于通过压缩模制钽原始粉末或铌原始粉末来获得压坯，以及粉碎处理，用于通过装备有差压辊21的粉碎机(轧辊制粒机20)来粉碎所述压坯。另外，本发明的金属粉末的制造方法优选地包括：回收处理，用于通过筛分从所述粉碎处理获得的粉碎的粉末来回收在给定直径范围内的粉末，以及返回处理，用于在所述回收处理之后，使给定直径范围之外的剩余粉末返回到所述压缩模制处理或所述粉碎处理。本发明的金属粉末可以是由钽或铌构成的多面微粒，其中在占总表面积30-70％的表面的三个或更多部分上形成平表面。本发明的钽或铌粉末可以是由高次微粒构成的多孔体，其中基本上所有微粒的直径落入45至75μm的范围中。可以通过烧结所述钽粉末或所述铌粉末来获得本发明的固体电解电容器的阳极。

在一种实施方式中的所述金属粉末的制造方法是这样一种方法，其包括：热聚集处理，用于通过热聚集由钽构成的原始粉末(也称作钽原始粉末)来获得聚结的粉末；可选的初步压碎处理，用于提前压碎所述聚结的粉末；粉碎处理，用于粉碎从初步压碎处理或粉碎处理获得的聚结的粉末；以及回收处理，用于通过筛分从所述粉碎处理获得的粉碎的粉末来回收在给定直径范围内的粉末。下面将详细说明每一个处理。

在所述热聚集处理中的热聚集方法包括，例如，在炉中加热钽原始粉末的方法。可以使用任何用于加热粉末的炉或其它设备。用于热聚集的温度可以为足以实现热聚集的任何温度，比如从900到1200摄氏度，而优选在大约1050摄氏度。所述温度参考所述炉的设置。用于热聚集的时间可以是任何时间长度，比如从5分钟到10小时或更长，例如，10分钟到2小时，或30分钟到2小时。为了本发明的目的，聚集包括聚结。

优选地，所得到的此热聚集的聚结或聚集尺寸可以从45到5000μm(例如，100μm到4000μm；300μm到4000μm；750μm到3000μm)。平均聚结尺寸也可以在此范围内。另外，由于初步研磨可以被简化或省略，可以获得从45到3000μm的聚结尺寸范围。

钽原始粉末可以是通过在稀释盐中的钽盐比如氟钽酸钠(sodium tantalate fluoride)的钠还原获得的尺寸为大约3至5μm的钽微细粉末，通过用固体还原剂等还原3至5μm的钽微细粉末获得的钽微细粉末。另外，所述钽原始粉末可以被提前进行初步热聚集处理，且还可以是通过使用水作为粘合剂粒化而形成的粒状粉末，比如，美国专利No.6,479,012中所描述的。

钽原始粉末可以是粉碎的原始粉末，在通过压缩模制所述钽微细粉末获得压坯之后，通过使用和在粉碎处理中使用的粉碎机相似的机器粉碎压坯获得所述粉碎的原始粉末。通过使用粉碎的原始粉末作为原始粉末，可以简化或省略所述初步压碎处理来得到所希望直径范围的微粒。另外，可以减少用在所述粉碎处理中的轧辊的数量。

在压缩模制中，例如，可以采用使用加压装置的方法。加压装置的例子可以为图1所示的加压装置10，其装配有矩形模具11，在其上垂直方向形成圆形截面通孔11a，从下面插入模具11的通孔11a中的圆柱形支座12，从上面插入模具11的通孔11a中的圆柱形加压器13。在加压装置10中，通孔11a的内径与支座12和加压器13的外径基本相等。

在使用加压装置10的压缩模制中，如图2所示，首先，支座12被升高并稍微地插入模具11的通孔11a的下面来建立一个圆柱形状。接下来，从通孔11a的上面填充给定量的钽或铌微细粉末14。如图4所示，加压器13下降并插入通孔11a中。然后，在通孔11a中填充的钽或铌微细粉末14通过压缩而被模制以得到压坯。通过降低支座12并用加压器13将压坯推出，或通过升高加压器13并用支座12将压坯推出以去除所述压坯。在压缩模制中，所得到的压坯的体积密度优选设置为大约4-5g/cm³。可以使用其它密度。

在所述初步压碎处理中，聚结的粉末被压碎机压碎。所述压碎机可以被示例为用于初步击碎的压碎机比如切碎机、高速碾磨机、颚式粉碎机、切碎机或筛磨机。在所述初步压碎处理中，优选可以将聚结的粉末压碎到尺寸在45-5000μm之间，更优选的尺寸为45-3000μm之间。

在粉碎处理中，由粉碎机如具有差压辊的粉碎机粉碎所述压碎的粉末。具有三层(level)差压辊21的轧辊成粒机20可以作为所述具有差压辊的粉碎机的例子，如图5所示。其中，差压辊20具有分开放置的两个轧辊21a、21b。这些轧辊以各自不同的转数(revolution)彼此反向转动。另外，如图6所示，在轧辊21a、21b的每一个外周表面上以相同的间隔形成凹面和凸面。两个轧辊21a、21b被放置为使得一个轧辊21a的凸面21c和另一个轧辊21b的凹面21d相对。关于在差压辊21中的两个轧辊21a、21b的圆周速度的差异，优选地一个轧辊21a的圆周速度比另一个轧辊21b的圆周速度快20％或更大(例如，从20％到75％或更大、或从35％到70％、或从45％到60％)，因为可以高产率地获得在给定直径范围内的粉末。

在轧辊成粒机20中，优选将三层差压辊以从上到下的次序放置为在轧辊21a和轧辊21b之间的间隔渐减。通过这样做，所述微粒直径可以被逐渐减小，这将增加在给定直径范围内的粉末的产率。

当如上所述用轧辊成粒机20粉碎压碎的粉末时，使用重力从上入口22加入所述压碎的粉末，其直径通过按从上到下的次序经过每一个差压辊21而变小，然后粉碎的粉末从下出口23漏出并被传送到下一道处理。

除了轧辊成粒机，可以使用其它设备作为粉碎机，其优选具有差压辊，例如，差分切口轧辊。差分切口轧辊具有两个分开放置的轧辊，其具有平的外周表面。这些轧辊以各自不同的转数彼此反向转动。

作为在所述回收处理中的筛分方法，例如，示例了一种通过叠起具有不同尺寸筛孔的两个滤网来筛分粉碎的粉末的方法。其中，两个滤网之一筛分尺寸小于给定直径范围的上限的粉末，但不筛分尺寸大于给定直径范围的上限的粉末。另一个滤网筛除尺寸小于给定直径范围的下限的粉末，但不筛分尺寸大于给定直径范围的下限的粉末。使用时前一个滤网被置于后一个滤网的下面。

另外，作为筛分方法，例如，可以使用振动(oscillation)方法、异向运动(perikinetic)等方法。其中，所述振动方法是指使所述叠起的滤网上下运动的方法，而所述异向运动方法是指使所述叠起的滤网在水平方向环行运动。优选异向运动方法，因为其使得冲击小、小于给定直径范围的粉末的数量减少且噪声小。

对于来自回收处理中余下的所述给定直径范围之外的粉末，优选地将小于给定直径范围的粉末返回到热聚集处理，而将大于给定直径范围的粉末返回到粉碎处理。通过这样做，通过再利用给定直径范围之外的粉末，可以提高在给定直径范围内的粉末的产率。

在一个或多个实施方式中，上述制造方法通过热聚集钽或铌原始粉末并传送初步压碎的原始粉末通过两个具有不同转数的差压辊来提供拉伸力来实现压碎粉末的粉碎。根据所述粉碎方法，可以不用提供强的冲击来粉碎所述压碎的粉末。因此，尽管通过所述拉伸力在所述表面上形成了平表面，但是由于差分的旋转效应防止了平坦化，使得钽粉末维持其基本球状的形状。在所述表面上形成的具有平表面的粉末具有和其它微粒接触的大接触区域，使烧结性能得到提升。此外，形状基本为球状的粉末的流动阻力很小，这增加了流动性。换言之，由所述制造方法得到的钽粉末同时实现了良好烧结性能和流动性。

具体地，根据所述制造方法，可以获得具有在例如，占总表面积的30-70％(例如，40％-65％；45％到60％；50％-70％)的表面的三个或更多部分上形成的平表面的多面微粒。其中，平表面指的是由于球表面被削后曲率基本为零的表面，其占总微粒表面积的3-10％。当平表面的比率大于等于30％时，所述烧结性能提高。而当所述比率小于等于70％时，所述流动性提高。当所述曲率基本为零且所形成的表面占总微粒表面积的10％以上时，所述流动性降低。所述平表面的比率可以通过对扫描电子显微照片进行图像分析或其它分析技术获得。

本发明不受所述实施方式的限制。例如，虽然所述实施方式的制造方法包括初步压碎处理，但该处理可以被省略。使用可选的初步压碎处理，可以提高所述粉碎处理的效率。

另外，在所述实施方式中，所述粉碎机可以装配多层差压辊；但是，可以使用一层或更多层，比如当所述要被粉碎的粉末的直径小的时候。也就是说，优选具有多层差压辊，因为可以高产率地获得在给定直径范围内的粉末。

此外，在一种实施方式中的金属粉末的制造方法可以是用于从钽或铌原始粉末制造具有给定直径范围的钽粉末的方法。所述方法可以包括：压缩模制处理，用于通过对钽原始粉末或铌原始粉末进行压缩模制来获得压坯；粉碎处理，用于通过粉碎所述压坯来获得粉碎的粉末；回收处理，用于通过筛分粉碎的粉末来回收在给定直径范围内的粉末；返回处理，用于将直径在给定直径范围之外的剩余粉末返回到所述压缩模制处理或所述粉碎处理；以及热聚集处理，用于对从所述回收处理获得的在给定直径范围的粉末进行热聚集。下面将具体说明每一个处理。

对于压缩模制处理，上述的粉末可以用在这里。例如，可以采用使用加压装置的方法来压缩填充在硬模中的原始粉末。图1图示了作为一种加压装置的例子的加压装置10，其装配有矩形模具11，其在垂直方向具有圆形通孔部分11a，从下面插入模具11的通孔11a中的圆柱形支座12，从上面插入模具11的通孔11a中的圆柱形加压器13。在加压装置10中，通孔11a的内径与支座12和加压器13的外径基本相等。

在使用加压装置10的压缩模制中，如图2所示，首先，支座12被升高并稍微地插入模具11的通孔11a的下面来建立一个圆柱形状。接下来，如图3所示，从通孔11a的上面填充给定量的钽原始粉末14。然后，如图4所示，加压器13下降并插入通孔11a中。然后，在通孔11a中填充的钽原始粉末14通过压缩而被模制以得到压坯。通过降低支座12并用加压器13将压坯推出，或通过升高加压器13并用支座12将压坯推出以去除所述压坯。在压缩模制中，所得到的压坯的体积密度优选设置为大约4-5g/cm³。

在本发明的任何实施方式中，比如在当前实施方式的压缩模制处理实施方式中使用的钽原始粉末的例子包括通过在稀释盐中的钽盐比如氟钽酸钠(sodium tantalate fluoride)的钠还原获得的钽微细粉末，通过用氯化钽的氢还原获得的钽微细粉末。另外，这样的钽原始粉末可以被提前进行初步热聚集处理。在此为了任何实施方式的目的，所述钽粉末或铌粉末可以由任何方法，包括还原方法，获得。

在粉碎处理中，可以使用上述的粉碎处理。可以通过具有差压辊的粉碎机粉碎压坯。具有三层差压辊21的轧辊成粒机20可以作为所述具有差压辊的粉碎机的例子，如图5所示。其中，差压辊20具有分开放置的两个轧辊21a、21b。这些轧辊以各自不同的转数彼此反向转动。另外，如图6所示，在轧辊21a、21b的每一个外周表面上以相同的间隔形成凹面和凸面。两个轧辊21a、21b被放置为使得一个轧辊21a的凸面21c和另一个轧辊21b的凹面21d相对。

关于在差压辊21中的两个轧辊21a、21b的圆周速度的差异，优选地一个轧辊21a的圆周速度比另一个轧辊21b的圆周速度快20％或更大，因为可以高产率地获得给定直径范围的粉末。

当如上所述用轧辊成粒机20粉碎压碎的粉末时，使用重力从上入口22加入所述压碎的粉末，其直径可以通过按从上到下的次序经过每一个差压辊21而变小，然后粉碎的粉末可以从下出口23漏出并被传送到下一道处理。

除了轧辊成粒机，可以使用具有差压辊，例如，差分切口轧辊的其它设备作为粉碎机。差分切口轧辊具有两个分开放置的轧辊，其具有平的外周表面。这些轧辊以各自不同的转数彼此反向转动。

作为在所述回收处理中的筛分方法，例如，示例了一种通过叠起具有不同尺寸筛孔的两个滤网来筛分粉碎的粉末的方法。其中，两个滤网之一筛分尺寸小于给定直径范围的上限的粉末，但不筛分尺寸大于给定直径范围的上限的粉末。另一个滤网筛分尺寸小于给定直径范围的下限的粉末，但不筛分尺寸大于给定直径范围的下限的粉末。前一个滤网被置于后一个滤网的下面。

另外，作为筛分方法，例如可以使用振动方法或异向运动方法。其中，所述振动方法是指使所述叠起的滤网上下运动的方法，而所述异向运动方法是指使所述叠起的滤网在水平方向环行运动。优选异向运动方法，因为其使得冲击小、小于给定直径范围的粉末的数量减少且噪声小。

可以对从所述回收处理获得的给定直径范围的粉末进行热聚集(或聚结)处理。另一方面，对于余下的给定直径范围之外的粉末，可以将小于给定直径范围的粉末返回到所述压缩模制处理以再次进行压缩模制，而将大于给定直径范围的粉末返回到所述粉碎处理以再次进行粉碎。

前面描述了所述热聚集方法的一个例子。在热聚集处理中，例如可以使用一种在炉中加热给定直径范围的粉末的方法。用于热聚集的温度优选从900到1200摄氏度，更优选在大约1050摄氏度。

在上面描述的钽粉末的制造方法中，可以通过压缩模制所述钽原始粉末来获得松散附着微粒的压坯。另外，当压坯在具有不同旋转速度的两个差压辊之间通过时，这就允许提供力来拉伸所述压坯。由于钽具有较少的展延性而易受到拉伸的影响，由钽构成的压坯可以被粉碎。其中，如果所述压坯没有被压碎成相应于所述两个轧辊之间的间隔的微粒尺寸，其不通过所述差压辊。因此，可以降低直径大于相应于所述两个轧辊之间的间隔的粉末的数量。另外，由于通过差压辊来进行粉碎对所述压坯没有很强的冲击，可以阻止产生微细粉末。根据一个或多个上述制造方法，可以高产率地获得在给定直径范围内的粉末。

具体地，根据一个或多个上述制造方法，可以例如以50％或更高的产率获得具有小直径和窄微粒尺寸分布的钽粉末，例如具有微粒直径为45-75μm，例如，45-63μm或45-53μm的钽粉末。产率指的是基于总微粒分布的落入此范围内的微粒的wt％(重量的百分比)。此产率可以是例如从50％到90％，或60％到85％，或65％到80％，或70％到80％。

在一个或多个钽粉末的上述制造方法中，在所述回收处理之后，可以使给定直径范围之外的剩余粉末返回到所述压缩模制处理或粉碎处理，因此，可以从给定直径范围之外的粉末获得在给定直径范围内的粉末。因此，可以更进一步地增加在给定直径范围内的粉末的产率。此外，本发明的制造方法通过热聚集不产生大微粒；因此，如果所述粉末的表面具有较少的不平坦，可以将所述粉末返回到所述压缩模制处理或粉碎处理。结果，在给定直径范围内的粉末的产率可以基本上达到100％(例如90％到100％，或90％到99.5％，或95％到99％)。还有，通过这种制造方法可以保持所述粉末表面的不平坦。

如上所述的钽粉末的制造方法可以包括热聚集处理，所述钽粉末可以被加强。此外，仅执行一次热聚集就足够，使得可以减少制造所述钽粉末所需要的能量消耗。

通过上述制造方法之一制造的钽粉末可以落入给定直径范围，因此可以优选用作电容器的阳极电极材料。

在上述实施方式中，所述粉碎机可以装备多层差压辊；但是，如果在所述压缩模制处理中要产生的压坯小，则只需要一层。也就是说，优选使用多层差压辊，因为这可以高产率地获得在给定直径范围内的粉末。

还有，上述实施方式包括回收处理，返回处理和热聚集处理；但是，其可以不包含所述热聚集处理、所述回收和返回处理，或所述三种处理中的任何一种。从没有所述热聚集处理的情况获得的钽粉末具有较少的热历程从而尤其具有优异的烧结性能。当不包含所述回收和返回处理时，在所述热聚集处理之后，优选筛分所述钽粉末以获得给定直径范围的钽粉末。如果不使用所述回收处理、返回处理和/或热聚集处理，则从所述粉碎处理获得的粉碎的粉末是所期望的钽粉末。

本发明的所述钽或铌粉末可以是由高次微粒构成的多孔体。其中，高次微粒是指对直径在大约30-300nm的初级(primary)微粒或二级(secondary)微粒进行聚集(或聚结)而形成的微粒(例如二级微粒、三级(tertiary)微粒等)(30-300nm将是初级微粒)。另外，作为多孔体，优选具有BET比表面积为1-7m²/g(在铌的情况下BET为1-15m²/g)的多孔体。如果BET比表面积小于1m²/g，该微粒可能不再是多孔的且可能不适合用于形成阳极。如果所述BET比表面积超过7m²/g，该微粒的强度可能开始不够且可以被轻易地毁坏。所述BET表面积可以为2m²/g到7m²/g、3m²/g到7m²/g、4m²/g到6m²/g。所述直径可以是50nm到250nm、100nm到200nm、70nm到150nm。

对于本发明的钽或铌粉末，基本上所有微粒的直径落入45至75μm的范围中，优选在45至53μm的范围中，而更优选在45至53μm的范围中。其中，术语“基本上所有”是指优选95Wt％或更大，比如95Wt％到99.9Wt％、或97Wt％到99.5Wt％、或98Wt％到99Wt％。

当所述钽或铌粉末的直径基本上不在45至75μm的范围内时，所述微粒尺寸分布扩大。因此，很难在由所述钽或铌粉末获得的多孔烧结体上形成用于使所述含导电聚合物溶液通过的孔和/或通道和/或细孔。

没有特别地限制制造具有上述微粒尺寸分布的钽或铌粉末的方法。但是，优选使用粉碎由对钽或铌微细粉末进行压缩模制形成的压坯的方法，粉碎由对钽或铌微细粉末进行热聚集形成的聚结粉末的方法等，因为这些方法可以有效地制造具有所述微粒尺寸分布的钽或铌微细粉末。

作为制造具有所述微粒尺寸分布的钽或铌粉末的方法的一个例子，下面说明了通过粉碎由对钽微细粉末进行压缩模制形成的压坯来制造钽粉末的一个例子。

在此钽粉末的制造方法的例子中，通过钽盐(比如在稀释盐中的氟钽酸钠)的钠还原来获得钽微细粉末(初级微粒或二级微粒)。

接下来，在硬模中填充所述钽微细粉末，并通过例如使用加压装置(压缩模制处理)压缩模制来获得压坯，如上所述。

图1图示了作为这样的加压装置的例子的加压装置10，其装配有矩形模具11，其在垂直方向具有圆形通孔部分11a，从下面插入模具11的通孔11a中的圆柱形支座12，从上面插入模具11的通孔11a中的圆柱形加压器13。在加压装置10中，通孔11a的内径与支座12和加压器13的外径基本相等。

在使用加压装置10的压缩模制中，如图2所示，首先，支座12被升高并稍微地插入模具11的通孔11a的下面来建立一个圆柱形状。接下来，如图3所示，从通孔11a的上面填充给定量的钽原始粉末14。然后，如图4所示，加压器13下降并插入通孔11a中。然后，在通孔11a中填充的钽原始粉末14通过压缩而被模制以得到压坯。通过降低支座12并用加压器13将压坯推出，或通过升高加压器13并用支座12将压坯推出以去除所述压坯。

接下来，由具有差压辊的粉碎机来粉碎(如前所述)所获得的压坯(粉碎处理)。具有三层差压辊21的轧辊成粒机20可以作为所述具有差压辊的粉碎机的例子，如图5所示。其中，差压辊20具有分开放置的两个轧辊21a、21b。这些轧辊以各自不同的转数反向转动。另外，如图6所示，在轧辊21a、21b的每一个外周表面上以相同的间隔形成凹面和凸面。两个轧辊21a、21b被放置为使得一个轧辊21a的凸面21c和另一个轧辊21b的凹面21d相对。此外，将三层差压辊以从上到下的次序放置为在轧辊21a和轧辊21b之间的间隔渐减。

关于在差压辊21中的两个轧辊21a、21b的圆周速度的差异，优选地一个轧辊21a的圆周速度比另一个轧辊21b的圆周速度快20％或更大，因为可以高产率地获得在给定直径范围内的粉末。

如图5所示在用轧辊成粒机20粉碎压坯的处理中，使用重力从上入口22加入所述压坯，其直径通过按从上到下的次序经过每一个差压辊21而变小，然后粉碎的粉末从下出口23漏出并被传送到下一道处理。

此后，通过具有不同筛孔的两个滤网来筛分所获得的粉碎的粉末以回收给定直径范围的粉末(回收处理)。其中，两个滤网之一筛分尺寸小于给定直径范围的上限的粉末，但不筛分尺寸大于给定直径范围的上限的粉末。另一个滤网筛分尺寸小于给定直径范围的下限的粉末，但不筛分尺寸大于给定直径范围的下限的粉末。前一个滤网被置于后一个滤网的下面。

然后，将小于给定直径范围的粉末返回到所述压缩模制处理以再次进行压缩模制处理。与此同时，将大于给定直径范围的粉末返回到所述粉碎处理以再次进行粉碎。

对在给定直径范围内的粉末进行热聚集以获得钽粉末(热聚集处理)。

上述的钽或铌粉末具有窄微粒直径分布，所以小微粒不进入微粒之间的间隙。因此，在通过烧结来模制多孔烧结体时容易形成孔。结果，通过使用上述的钽或铌粉末来制造固体电解电容器的阳极，可以在不使用孔模制材料或细孔形成材料的情况下，制造其中形成了用于使含导电聚合物溶液通过的孔的固体电解电容器的阳极。

本发明的固体电解电容器的阳极是通过烧结上述钽或铌粉末获得的多孔烧结体。

用于烧结所述钽或铌粉末的温度优选在1000到1400摄氏度，烧结时间优选为0.3到1小时。另外，在烧结时，在所述钽或铌粉末中可以预先嵌入导线。

由于本发明的固体电解电容器的阳极是由具有窄微粒尺寸分布的钽或铌粉末产生的，其具有使含导电聚合物溶液通过的孔(或通道或细孔)。使用具有所形成的孔的固体电解电容器阳极能够提高含导电聚合物溶液的渗透性。因此，可以在所述孔内部充分地形成阴极。结果，可以降低固体电解电容器的等效串联电阻(ESR)。此外，所述阳极由具有小直径的钽或铌粉末形成。这可以保证作为所述阳极的氧化膜的介质层的有效表面积，并增加所述固体电解电容器的容量。

除了一个或多个上述特征，和/或作为上面阐述的用于各种实施方式的钽或铌粉末的一个或多个不同特征的替代，在下面各段中阐述了钽粉末的各种特征中的一个或多个。而且，可以结合在此描述的各种实施方式的各种步骤，用于本发明的目的。

在本发明中，所述金属粉末可以具有大约44到150μm的平均颗粒尺寸或具有大约55到150μm的平均颗粒尺寸且可以由比如通过筛分得到的二级和/或三级微粒构成。所述三级微粒一般为聚结的。

关于所述钽粉末的纯度，钽粉末可以具有任何所希望的关于钽的纯度。例如，所述钽金属的纯度可以为95％Ta或更大，比如99％Ta或更高，比如99.95％Ta或更高，比如99.99％Ta或更高，或从99.999％Ta或更高。下面可以描述各种纯度级别。相似的纯度适用于铌粉末。

在本发明的至少一种实施方式中，所述粉末和/或小球，和/或烧结的阳极可以具有下列特征，但是要理解所述粉末可以具有这些范围以外的特征：

纯度级别：

氧含量为含有从大约1000ppm到大约60000ppm，比如，从大约2500ppm到大约15000ppm(例如，在脱氧之后)，比如，从大约8000ppm到大约50000ppm或从大约10000ppm到大约30000ppm，或从大约12000ppm到大约20000ppm氧。氧(以ppm为单位)和BET(以m²/g为单位)的比率可以从大约2000到大约4000，比如从大约2200到大约3800，从大约2400到大约3600，从大约2600到大约3400或从大约2800到大约3200等。

碳含量为含有从大约1ppm到大约100ppm，更优选地，从大约10ppm到大约50ppm，或从大约20ppm到大约30ppm的碳。

氮含量为含有从大约100ppm到大约20000ppm或更高，更优选地，从大约1000ppm到大约5000ppm，或从大约3000ppm到大约4000ppm，或从大约3000ppm到大约3500ppm的氮。

氢含量为含有从大约10ppm到大约1000ppm，更优选地，从大约300ppm到大约750ppm，或从大约400ppm到大约600ppm的氢。

铁含量为含有从大约1ppm到大约50ppm，更优选地，从大约5ppm到大约20ppm的铁。

镍含量为含有从大约1ppm到大约150ppm，更优选地，从大约5ppm到大约100ppm，或从大约25ppm到大约75ppm的镍。

铬含量为含有从大约1ppm到大约100ppm，更优选地，从大约5ppm到大约50ppm，或从大约5ppm到大约20ppm的铬。

钠含量为含有从大约0.1ppm到大约50ppm，更优选地，从大约0.5ppm到大约5ppm的钠。

钾含量为含有从大约0.1ppm到大约100ppm，更优选地，从大约5ppm到大约50ppm，或从大约30ppm到大约50ppm的钾。

镁含量为含有从大约1ppm到大约50ppm，更优选地，从大约5ppm到大约25ppm的镁。

磷(P)含量为含有从大约5ppm到大约500ppm，更优选地，从大约100ppm到大约300ppm的磷。

氟化物(F)含量从大约1ppm到大约500ppm，更优选地，从大约25ppm到大约300ppm，或从大约50ppm到大约300ppm，或从大约100ppm到大约300ppm。

所述粉末的由Shimatsue尺寸分析仪测定的微粒尺寸可以为大约2.5μm或更小，比如从大约0.10到大约2.0μm，或从大约0.20到大约0.8μm。所述粉末可以具有的容积密度为从大约2.0g/cc或更小，或大约1.80g/cc或更小，大约1.5g/cc或更小，比如从大约0.80g/cc到大约1.30g/cc，或从大约1.0g/cc到大约1.20g/cc。

所述粉末，比如，二级或三级粉末，根据筛孔尺寸可以具有以下微粒尺寸分布(基于全体％)：

+60#：从大约0.0到大约1％，而优选从大约0.0到大约0.5％，更优选为0.0或大约0.0。

60/170：从大约45％到大约70％，而优选从大约55％到大约65％，或从大约60％到大约65％。

170/325：从大约20％到大约50％，而优选从大约25％到大约40％，或从大约30％到大约35％。

325/400：从大约1.0％到大约10％，而优选从大约2.5％到大约7.5％，比如从大约4到大约6％。

-400：从大约0.1到大约2.0％，而优选从大约0.5％到大约1.5％。

当所述粉末在10分钟的1150摄氏度的烧结温度和60摄氏度的成形温度以及4.5g/cc到5.0g/cc的加压密度以及4V到10V的成形电压条件下形成为阳极时，所述粉末具有的电容为从大约50000CV/g到大约800000CV/g，比如从大约450000CV/g到大约700000CV/g，或从大约500000CV/g到大约700000CV/g。同时，所述漏电流可以小于20nA/μFV，范围可以从大约2.5到大约15nA/μFV，或从大约3.0到大约10nA/μFV。用于电容和/或漏电流的所述值或范围也可以形成于以下条件：10分钟的1200或1250摄氏度的烧结温度和/或5伏特到16伏特的成形电压。同时，为本发明的目的，可以使用在所述电容和漏电流范围内的任何单个的值。

本发明的Ta粉末还可以具有这样的细孔尺寸分布，其可以是单模式的或多模式的，比如双模式。本发明的Ta粉末可以具有细孔直径，这样对于所述细孔直径从大约0.1μm到大约0.8μm比如从大约0.1μm到大约0.6μm在任何地方都有中心峰强度。同时，所述细孔直径可以具有的峰高度从大约0.3到大约0.5dV/d(logd)，比如大约0.4dV/d(logd)。且可以具有第二峰且其对于所述细孔直径例如从大约1到大约30μm在任何地方都具有中心峰强度。为了本发明的目的，这些范围可以在所有图中所示的和上述的范围的20％内，或10％内，或5％内或2％内。

本发明的Ta粉末可以具有的BET表面积从大约1.0m²/g到大约20m²/g，更优选为从大约4到大约15m²/g比如从大约12到大约15m²/g。

本发明还涉及含有本发明的粉末的电容器或用本发明的粉末制造的电容器。例如，使用传统技术，所述粉末可以形成至少所述电容器阳极的一部分。所述电容器可以为湿式或固体电容器。

本发明的金属粉末可以通过任何方式掺杂氮。添加氮可以容易地制造具有更小颗粒尺寸的初级微粒。对于氮，所述氮可以处于任何状态，比如气态、液态或固态。优选所述氮为气体形式。本发明的钽粉末可以具有任何量的氮作为掺杂剂或以其它方式存在。氮可以以任何比率的固溶体形式和/或晶体形式存在。存在的所述氮可以全部以晶体形式或全部以固溶体液式或以其二者结合的形式存在。在所述钽粉末中存在的氮量可以为任何量，比如从大约50ppm到大约250000ppm。其它量包括但不限于：从大约100ppm或更大，从大约200ppm或更大，从大约500ppm或更大，从大约1000ppm或更大，从大约1000到大约4000ppm，从大约1000ppm到大约5000ppm，从大约1000ppm到大约7500ppm，从大约100ppm到大约5000ppm，从大约1000ppm到大约10000ppm，从大约1000ppm到大约20000ppm，从大约3000ppm到大约5000ppm等。所有这些ppm范围都是针对存在于所述粉末中的氮的。

本发明的钽粉末的电容(CV)可以从大约50000CV/g到大约800000CV/g，比如从大约10000CV/g到大约250000CV/g，或从大约200000到大约450000μFV/g。具有450000μFV/g或更大的CV值的钽粉末能够制造尺寸小而容量大的钽电解电容器。对于电容，所述钽粉末在被形成阳极时可以具有的电容从大约200000到800000CV/g，从大约500000到800000CV/g，从大约550000到800000CV/g，从大约600000到大约800000CV/g，从大约650000到大约800000CV/g，从大约700000到大约800000CV/g，从大约500000到大约750000CV/g，或从大约500000到700000CV/g等。但是，具有超过800000μFV/g的CV值的钽粉末很难制造。对于泄漏，所述泄漏可以为50nA/CV或更小，比如30nA/CV或更小，比如25nA/CV或更小，20nA/CV或更小，10nA/CV或更小，比如从1.0nA/CV到30nA/CV。

关于本发明的CV值的测量方法，首先，产生钽小球。所述小球内有钽导线。使用4.5g/cm³的压制密度将所述钽粉末形成为小球。为了获得所述密度，只需要规定钽粉的质量和小球形状。优选任意地选择小球烧结温度，使得钽粉末的收缩率维持在5-10％的范围内。所述烧结温度优选在从900到1000摄氏度的范围内。此外，钽粉末的CV值越大，更优选较低的温度。接下来，在电压为6到10V的条件下通过化学转化浓度为0.1vol％的磷酸水溶液中的小球来产生化学转化的物质。对于所述化学转化，为了在钽粉末的表面上形成均匀(或基本均匀)的氧化膜，优选当需要时在下述范围内作出调整：温度范围为30到60摄氏度，电压范围为4到20V，处理时间范围为90到120分钟。然后，所述化学转化的物质的CV值在浓度为30.5vol％的硫酸水溶液中在下列条件下被测定：温度25摄氏度、频率120Hz以及电压1.5V。对于烧结，所述烧结时间可以从5分钟到1小时或更长，比如从10分钟到30分钟，从10分钟到20分钟，从10分钟到15分钟。可以使用任何需要的烧结时间。对于烧结温度，可以使用任何需要的烧结温度。例如，所述烧结温度可以从800摄氏度到1500摄氏度，从900摄氏度到1450摄氏度，从900摄氏度到1400摄氏度，从900摄氏度到1350摄氏度，从900摄氏度到1300摄氏度，从900摄氏度到1250摄氏度，从900摄氏度到1200摄氏度，从900摄氏度到1150摄氏度，以及在这些范围内的任何烧结温度。对于压制密度，在测试方法中或一般钽粉末使用中都可以使用其它压制密度。所述压制密度可以从大约3.0到大约6.0g/cm³，比如5.0g/cm³，或5.5g/cm³，或4.0g/cm³。对于本发明，应理解用于确定电容的测试方法仅为确定电容的测试。本发明的钽粉末可以在各种电条件、各种成形电压、各种工作电压、各种成形温度下等使用。关于成形电压，可以使用其它成形电压，例如可以用5伏特、4伏特、3伏特等，例如，5到10伏特、5到16伏特或5到20伏特作为成形电压。

本发明的钽粉末可以是通过聚集(或聚结)初级微粒形成的二级微粒的形式，或是通过进一步聚集(或聚结)二级微粒形成的三级微粒的形式。

所述钽粉末的初级微粒的平均微粒尺寸可以是10到30nm，或13到27nm。其它范围包括15nm到25nm，17nm到22nm，或18nm到20nm，或50到350nm。此外，关于所述钽粉末的初级微粒的颗粒分布(或微粒尺寸分布)，其优选具有这样的分布，其中，80％或更多的微粒落入平均微粒尺寸的±5nm到±100nm范围内。对于其中80％或更多的微粒落入平均微粒尺寸的±5nm范围内的分布，因为微粒分布均匀或一致，当所述初级微粒被相互聚集时，往往形成空隙，这样使得在形成钽电解电容器时，构成阴极的材料能够充分地注入钽粉末的内部。对于落入平均颗粒尺寸的±5nm范围内的微粒，所述微粒尺寸分布可以小于80％。所述微粒尺寸分布可以从85％到99％或更高，或从90％到99％或更高，从95％到99％或更多的钽粉末可以在平均微粒尺寸的±5nm范围内。为了本发明的目的，为所述微粒尺寸分布所提供的各种百分比范围可以应用到落入±10nm或±7nm的范围内的微粒。

在本发明的一种或多种实施方式中，所述钽粉末(初级、二级或三级粉末)可以具有所希望的流率。例如，本发明的钽粉末的流率可以具有从大约30秒到大约3分钟的流率，其中所述测试涉及20克钽粉末通过0.1英寸的孔口所花的时间。所述流率可以从大约45秒到大约2分钟30秒，从大约60秒到大约2分钟，从大约60秒到大约1分钟30秒，以及为其它流率。

在本发明的一种或多种实施方式中，所述钽粉末的二级微粒可以具有所希望的微粒尺寸。例如，本发明的二级微粒(例如在回收之后，热处理之前)可以具有D50，如由Microtrac(麦奇克)激光粒度仪测定的，范围从1微米到150微米，比如从10微米到125微米，比如从50微米到100微米，比如从75微米到120微米等。此外，在这些D50范围的一种或多种实施方式中，所述D10的范围可以从0.7微米到20微米，比如从1微米到15微米，从5微米到10微米等。同样，在本发明的一种或多种实施方式中，对于在此描述的各种D50的范围，所述微粒可以具有的D90范围从5微米到200微米，比如从10微米到175微米，比如从15微米到150微米，从大约20微米到大约125微米，从大约25微米到大约100微米，或从大约50微米到大约75微米等。更低的D10数量和更低的D90数量一般将更适用于在此提到的更低的D50尺寸，比如尺寸从1微米到75微米。此外，更高端的D10和更高端的D90数量一般将更适用于所述D50范围的上部分范围，比如从75微米到150微米。

此外，在所述实施方式中，所述钽原始粉末用作原始聚结粉末；然而，可以使用由铌构成的原始粉末(在此之后，称作铌原始粉末)。使用铌粉末可以获得和使用钽原始粉末时相同的效果。

通过后面的用于示例本发明的示例将进一步明白本发明。

示例

示例1

首先，通过在1100摄氏度下对100g钽微细粉末进行热聚集得到聚结的粉末，然后通过压碎机对所述聚结的粉末进行初步压碎。接下来，在粉碎处理中，使用具有全长100mm的三层差压辊的轧辊成粒机来粉碎所述初步压碎的粉末获得钽粉末。其中，对于每一个差压辊，将在第一层轧辊之间的间隔确定为0.6mm，将在第二层轧辊之间的间隔确定为0.3mm，将在第三层轧辊之间的间隔确定为0.2mm。另外，将所述轧辊之一的圆周速度设置为比另一个轧辊的圆周速度快30％。

对照例1

通过和示例1相同的方式获得钽粉末，除了没有使用示例1中的粉碎处理，而是用装配有筛子(screen)(直径250mm、开口0.5mm)和三层切割器的高速碾磨机以300rpm的旋转速度压碎所述聚结的粉末。

对于示例1中和对照例1所获得的钽粉末，通过筛分通过100筛孔(开口为150μm)和400筛孔(开口为38μm)的滤网来检查所述微粒尺寸分布。另外，从扫描电子显微图，计算每一个钽粉末的平表面率。表1显示了所述结果。

表1

	示例1	对照例1
	示例1	对照例1	100筛孔上(on)	＜0.1Wt％	27Wt％
100-400筛孔	89Wt％	15Wt％	100筛孔上(on)	＜0.1Wt％	27Wt％
100-400筛孔	89Wt％	15Wt％	400筛孔通过	11Wt％	58Wt％
平表面率	65％	75％	400筛孔通过	11Wt％	58Wt％

对于示例1中的通过具有差压辊的粉碎机来粉碎聚结的粉末而获得钽粉末，微粒尺寸分布窄且平表面率超过70％。本发明中的所述100到400筛孔的分布可以是50Wt％到99Wt％；60Wt％到95Wt％；70Wt％到95Wt％；75Wt％到90Wt％；80Wt％到90Wt％；85Wt％到95Wt％。

示例2

使用水作为粘合剂通过熔盐中的氟钽酸钠的钠还原获得钽微细粉末，在通过使100g钽微细粉末形成粒状而获得粒状的粉末之后，在1000摄氏度的温度下对所述粒状的粉末进行热聚集获得聚结的粉末。

对照例2

通过用固态镁还原325筛孔通过(mesh pass)(微粒尺寸在45μm以下)的氧化钽粉末获得所述钽粉末。

对照例3

通过和示例2相同的方式获得钽粉末，除了没有使用示例2中的粉碎处理，而是用和对照例1一样的高速碾磨机以300rpm的切割器旋转速度压碎所述聚结的粉末。

对于示例2中和对照例2和3所获得的钽粉末，依照JIS Z2505-1960评估所述流动性。

另外，将6mg的钽粉末模制成直径为1mm的小球(压制密度为4到5g/cm³)，然后所述小球在1300摄氏度的温度下被烧结20分钟以得到烧结体。通过径向装进所述烧结体来测定所述拨拉强度。可以说，拨拉强度越高，所述烧结性能越高。

另外，从所述扫描电子显微图，计算每一个钽粉末的平表面率。表2显示了所述结果。

表2

	示例2	对照例2	对照例3
	示例2	对照例2	对照例3	平表面率	60％	25％	80％
流动性	自由通过流动	自由通过流动	不流动	平表面率	60％	25％	80％
流动性	自由通过流动	自由通过流动	不流动	拨拉强度	9kg	1.5kg	未测定

对于示例2中的通过具有差压辊的粉碎机来粉碎聚结的粉末而获得钽粉末，所述平表面率在30-70％范围内且所述流动性高。所述拨拉强度和所述烧结性能也高。所述拨拉强度可以为2kg到12kg；4kg到10kg；6kg到10kg；8kg到10kg。

另一方面，对于对照例2中的通过用固态镁还原325筛孔通过的氧化钽粉末获得的所述钽粉末，所述平表面率在30％以下且所述流动性低。

此外，对于对照例3中的通过用压碎机压碎聚结的粉末获得的钽粉末，所述平表面率超过70％且所述流动性低。

示例3

首先，在所述压缩模制处理中，用加压模制机器对100g钽微细粉末进行压缩模制得到直径为大约3mm的圆柱形压坯。接下来，在粉碎处理中，使用具有全长100mm的三层差压辊的轧辊成粒机来粉碎所述压坯获得钽粉末。其中，对于每一个差压辊，将在第一层轧辊之间的间隔确定为0.6mm，将在第二层轧辊之间的间隔确定为0.3mm，将在第三层轧辊之间的间隔确定为0.2mm。另外，将所述轧辊之一的圆周速度设置为比另一个轧辊的圆周速度快30％。

对照例4

通过和示例3相同的方式获得压碎的粉末，除了没有使用示例3中的粉碎处理，而是用装配有筛子(screen)(直径250mm、开口0.5mm)和三层切割器的高速碾磨机以300rpm的旋转速度压碎所述压坯。

根据示例3中获得的粉碎的粉末和对照例4所获得的压碎的粉末，通过筛分通过100筛孔(开口为150μm)和400筛孔(开口为38μm)的滤网来检查所述微粒尺寸分布。表3显示了所述结果。

在评估所述微粒尺寸分布时，随着100-400筛孔(150-38μm)直径范围内的钽粉末量的增加，所述分布减小，这表明目标实现。

表3

	示例3	对照例4
	示例3	对照例4	100筛孔上(on)	＜0.1Wt％	27Wt％
100-400筛孔	89Wt％	15Wt％	100筛孔上(on)	＜0.1Wt％	27Wt％
100-400筛孔	89Wt％	15Wt％	400筛孔通过	11Wt％	58Wt％

示例4

在通过在900摄氏度下对100g钽微细粉末进行低温初步聚集处理之后，通过用在所述压缩模制处理中的加压模制机器对其进行压缩模制得到直径为大约5mm的圆柱形压坯。然后，在粉碎处理中，通过和示例3相同的轧辊成粒机粉碎所述压坯以获得粉碎的粉末。

对照例5

以和示例4相同的方式获得压碎的粉末，除了没有使用示例4中的粉碎处理，而是用和对照例4一样的高速碾磨机以300rpm的切割器旋转速度压碎所述压坯。

根据示例4中获得的粉碎的粉末和对照例5所获得的压碎的粉末，通过筛分通过100筛孔和400筛孔的滤网来检查所述微粒尺寸分布。表4显示了所述结果。

表4

	示例4	对照例5
	示例4	对照例5	100筛孔上(on)	＜0.1Wt％	37Wt％
100-400筛孔	81Wt％	45Wt％	100筛孔上(on)	＜0.1Wt％	37Wt％
100-400筛孔	81Wt％	45Wt％	400筛孔通过	19Wt％	18Wt％

在示例3和4的制造方法中，其中对钽微细粉末进行压缩模制所获得的所述压坯被装备有差压辊的粉碎机粉碎，在给定直径范围内的钽粉末的产率高。

相反，在对照例4和5的制造方法中，其中所述压坯不是被装备有差压辊的粉碎机粉碎而是被高速研磨机压碎，在给定直径范围内的钽粉末的产率低。

示例5

在通过在900摄氏度下对100g钽微细粉末进行低温初步聚集处理之后，通过用在所述压缩模制处理中的加压模制机器对其进行压缩模制得到直径为大约3mm的圆柱形压坯。接下来，在粉碎处理中，通过使用具有全长100mm的四层差压辊的轧辊成粒机粉碎所述压坯以获得钽粉末。其中，对于每一个差压辊，将在第一层轧辊之间的间隔确定为0.6mm，将在第二层轧辊之间的间隔确定为0.3mm，将在第三层轧辊之间的间隔确定为0.2mm，并将在第四层轧辊之间的间隔确定为0.1mm。另外，将所述轧辊之一的圆周速度设置为比另一个轧辊的圆周速度快30％。

在所获得的粉碎的粉末中，400筛孔通过的产品被再次进行压缩模制和粉碎处理以获得粉碎的粉末。然后，第一次粉碎的粉末和第二次粉碎的粉末混合在一起，通过250筛孔(开口为63μm)和325筛孔(开口为45μm)的滤网筛分所述混合的粉末以检查所述微粒尺寸分布。表5显示了所述结果。

对照例6

在通过在900摄氏度下对100g钽微细粉末进行低温初步聚集处理之后，通过用在所述压缩模制处理中的加压模制机器对其进行压缩模制得到直径为大约5mm的圆柱形压坯。接下来，通过初步压碎所述压坯到大约3mm获得的100g钽粗粉末被用和对照例4中一样的高速碾磨机压碎。然后，所获得的压碎的粉末被筛分通过250筛孔(开口为63μm)和325筛孔(开口为45μm)。对325筛孔产品再次进行压缩模制处理以形成压坯，250筛孔上(250-mesh-on)产品被混合进所述压坯中。混合的产品被高速碾磨机压碎。在重复此程序6次之后，将每一次的250筛孔通过、325筛孔和325筛孔上的粉末量积累在一起，来检查最终的微粒尺寸分布。表5显示了所述结果。

表5

	示例5	对照例6
	示例5	对照例6	250筛孔上(on)	＜0.1Wt％	3Wt％
250-325筛孔	99Wt％	68Wt％	250筛孔上(on)	＜0.1Wt％	3Wt％
250-325筛孔	99Wt％	68Wt％	325筛孔通过	＜1Wt％	29Wt％

在示例5的制造方法中，其中，对钽微细粉末进行压缩模制得到的所述压坯通过使用具有差压辊的粉碎机粉碎，在给定直径范围之外的粉末被返回到所述压缩模制处理或所述粉碎处理，获得了具有十分窄的微粒尺寸分布的钽粉末。所述250-325筛孔分布可以为70Wt％到99.9Wt％；75Wt％到99.5Wt％；80Wt％到99.5Wt％；85Wt％到99Wt％；90Wt％到99Wt％；95Wt％到99Wt％。

相反，在对照例6的制造方法中，其中所述压坯不是被装备有差压辊的粉碎机粉碎而是被高速研磨机压碎，即使对给定直径范围之外的钽粉进行六次所述压缩模制和压碎处理，也不能充分使所述微粒尺寸分布变窄。

示例6

在通过在900摄氏度下对100g钽微细粉末进行低温初步聚集处理之后，通过用在所述压缩模制处理中的加压模制机器对其进行压缩模制得到直径为大约5mm的圆柱形压坯。接下来，在粉碎处理中，通过使用具有全长100mm的三层差压辊的轧辊成粒机粉碎所述压坯以获得钽粉末。其中，对于每一个差压辊，将在第一层轧辊之间的间隔确定为0.6mm，将在第二层轧辊之间的间隔确定为0.3mm，将在第三层轧辊之间的间隔确定为0.1mm。另外，将所述轧辊之一的圆周速度设置为比另一个轧辊的圆周速度快30％。

在所获得的粉碎的粉末(第一次粉碎的粉末)中，400筛孔通过的产品被再次进行压缩模制和粉碎处理以获得粉碎的粉末(第二次粉碎的粉末)。然后，第一次粉碎的粉末和第二次粉碎的粉末混合在一起，通过250筛孔(开口为63μm)和325筛孔(开口为45μm)的滤网筛分所述混合的粉末以检查所述微粒尺寸分布。表6显示了所述结果。

对照例7

在通过在900摄氏度下对100g钽微细粉末进行低温初步聚集处理之后，通过用在所述压缩模制处理中的加压模制机器对其进行压缩模制得到直径为大约5mm的圆柱形压坯。接下来，通过初步压碎所述压坯到大约3mm获得的100g钽粗粉末被装配有筛子(直径250mm、开口0.5mm)和三层切割器的高速碾磨机以300rpm的旋转速度压碎。然后，所获得的压碎的粉末被筛分通过250筛孔(开口为63μm)和325筛孔(开口为45μm)。对325筛孔产品再次进行压缩模制处理以形成压坯，250筛孔上产品被混合进所述压坯中。混合的产品被高速碾磨机压碎。在重复此程序6次之后，将每一次的250筛孔通过、250-325筛孔和325筛孔上的粉末量数据积累在一起，来检查最终的微粒尺寸分布。表6显示了所述结果。

表6

	示例6	对照例7
	示例6	对照例7	250筛孔上(on)	＜0.1Wt％	3Wt％
250-325筛孔	99Wt％	68Wt％	250筛孔上(on)	＜0.1Wt％	3Wt％
250-325筛孔	99Wt％	68Wt％	325筛孔通过	＜1Wt％	29Wt％

不使用孔模制材料(或细孔形成材料)，而是通过烧结实施方式中说明的所述钽粉末可以获得具有形成的孔的固体电解电容器阳极，在所述钽粉末中99Wt％或更多的微粒的直径落入45-63um的范围内。

另一方面，当烧结对照例中说明的所述钽粉末时，因其含有大约30Wt％的直径小于45um的微粒，微粒被密集地填充，使得形成孔变得困难。

申请人特别在此说明书中结合所有引用的参考文献的全文。此外，当给出量、浓度或其它值或参数作为范围、优选范围或列出一列上优选值和下优选值时，这应当理解为具体地公开从任何一对范围上限或优选值和任何范围下限或优选值形成的所有范围，而不论该范围是否被单独公开。这里在引用数值范围的地方，除非另有说明，所述范围是要包括其端点值，和在此范围内的所有整数和分数。注意在限定某个范围时，本发明的范围不受引用的具体值的限制。

从这里公开的本发明的实施和所提供的细节，本领域普通技术人员将明白本发明的其它实施方式。所提供的具体细节和例子只被视作示例，本发明的真实范围和实质由后面的权利要求书及其等效物所规定。

Claims

1.一种制造金属粉末的方法，包括：

热聚集处理，用于通过热聚集包括钽和/或铌的原始粉末来获得聚结的粉末；以及

粉碎处理，用于通过装备有差压辊的粉碎机来粉碎所述聚结的粉末。

2.如权利要求1所述的方法，还包括：

初步压碎处理，用于在所述粉碎处理之前压碎聚结的粉末。

3.如权利要求1或2所述的方法，其中所述原始粉末是通过压缩模制钽微细粉末或铌微细粉末，然后由装备有差压辊的粉碎机粉碎而获得的粉碎的原始粉末。

4.一种金属粉末，其是由钽或铌构成的多面微粒，其中在占总表面积的30-70％的表面的三个或更多部分上形成平表面。

5.一种电容器阳极，包括经过烧结的如权利要求4所述的金属粉末。

6.一种制造金属粉末的方法，包括：

压缩模制处理，用于通过压缩模制钽原始粉末或铌原始粉末来获得压坯；以及

粉碎处理，用于通过装备有差压辊的粉碎机来粉碎所述压坯。

7.如权利要求6所述的方法，还包括：

热聚集处理，用于对从所述粉碎处理获得的粉碎的粉末进行热聚结。

8.如权利要求6所述的方法，还包括：

回收处理，用于通过筛分从所述粉碎处理获得的粉碎的粉末来回收给定直径范围的粉末；以及

返回处理，用于在所述回收处理之后，使给定直径范围之外的剩余粉末返回到所述压缩模制处理或所述粉碎处理。

9.如权利要求8所述的方法，还包括：

热聚集处理，用于热聚集从所述回收处理回收的给定直径范围的粉末。

10.一种通过如权利要求7或9所述的方法制造的金属粉末。

11.一种由多孔体构成的钽或铌粉末，其中基本上所有的微粒的直径都落入45-75um的范围内。

12.如权利要求11所述的钽或铌粉末，用作电容器的阳极电极材料。

13.一种固体电解电容器的阳极，其中，所述阳极是通过烧结根据权利要求11或12的所述钽粉末或所述铌粉末而获得的。