CN1509483A - 用于电容器的铌和使用铌烧结体的电容器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及：1.一种用于电容器的铌粉末，其中铬含量为50ppm质量或更少，以及其颗粒产品和烧结体，以及它们的制备方法；2.从一个由铌烧结体形成的电极、另一个电极和置于这两个电极之间的介电材料构成的电容器，及其制备方法；和3.使用该电容器的电路和电子设备。通过使用本发明的用于电容器的铌烧结体，可以获得具有良好耐电压性的电容器，其中铬含量为50ppm质量或更少。
Description
相关申请的交叉引用
本申请是基于35 U.S.C.111(a)的规定，并根据35 U.S.C.119(e)(1)要求于2001年3月21日根据35 U.S.C.111(b)递交的U.S.临时申请系列号60/277，280的申请日的权益。
技术领域
本发明涉及铌(铌粉，铌的颗粒产品，和由其生产的烧结体)，它提供一种具有良好耐电压性和单位体积电容大的电容器，和涉及一种使用该烧结体的电容器。
背景技术
电子设备例如便携式电话和个人电脑中使用的电容器需要具有小尺寸和大电容。在常规电容器中，钽电容器是优选的，因为就其尺寸而言，它们的电容大且性能良好。在这些钽电容器中，钽粉的烧结体通常用于阳极部分。
为了提高钽电容器的电容，必要的是增加烧结体的重量或者使用其中通过粉化钽粉来增加表面积的烧结体。
前一种增加烧结体重量的方法必然涉及扩大电容器的形状，这不能满足减小尺寸的要求。另一方面，在后一种将钽粉粉化以增加表面积的方法中，钽烧结体的孔尺寸下降或者在烧结阶段中闭合的孔增加，所以在后一种方法中，阴极试剂的浸渍变得困难。作为解决这些问题的方法之一，正在研究使用具有比钽更大的介电常数的材料的粉末烧结体的电容器。具有较大介电常数的材料包括铌。
铌与钽目似，但它与钽的主要区别在于用作电容器材料时的特性。例如，如果钽含有10000ppm质量的氧作为杂质，则漏泄电流特性会大幅度变差，但是铌不存在这种问题，即使铌具有数千ppm质量的氧含量，漏泄电流特性也很少会变差。
但是，与使用钽作为原料的情况相比，使用铌作为原料制得的电容器的耐电压性较差。
描述在铌粉中的杂质元素含量与电容器性能之间关系的公知出版物包括国际专利出版物WO00/49633和WO00/56486。前者公开了电容器性能(例如电容器的比漏泄电流)可以通过将特定杂质元素(例如铁、镍和钴)的含量降低到100ppm质量或更低来改进，和后者公开了该效果可以通过将碳含量调节到40-200ppm质量和将铁、镍和铬含量降低到大约5-200ppm质量来实现。但是，这两个出版物都没有公开铬含量与电容器的耐电压性之间的关系。
本发明的公开
经过对铌作为具有改进耐电压性的电容器原料的深入研究，本发明人发现，在电容器的耐电压性和铌中的杂质含量(B、C、F、Na、Mg、Ca、Fe、Ni、Zn、W、Cr等)之间、特别是在耐电压性和铬含量之间通常存在关联。本发明人发现使用其中铬含量得到降低(特别是50ppm质量或更少)的铌的电容器在耐电压性方面得到显著改进。认为这种改进归因于在部分存在于电容器介电层中的杂质元素附近区域的劣化现象在铬元素附近特别明显。但是，通常商购的铌原料中的铬含量高，所以如果所述原料按原样使用，则不能达到上述性能。本发明人已经发现了一种生产其中铬含量得到降低的铌的方法，所述铌用作具有小尺寸和良好耐电压性的电容器的原料。基于此发现完成了本发明。
本发明涉及一种用于电容器的铌、铌粉末、其颗粒产品和烧结体，以及使用该烧结体的电容器和其生产方法：
1.一种主要由铌组成的用于电容器的铌，其特征在于铬含量为50ppm质量或更少；
2.根据1所述的主要由铌组成的用于电容器的铌，它含有氮化铌；
3.根据1所述的主要由铌组成的用于电容器的铌，它含有碳化铌；
4.根据1所述的主要由铌组成的用于电容器的铌，它含有硼化铌；
5.根据1所述的主要由铌组成的用于电容器的铌，它是平均粒度为0.1-3微米的粉末；
6.根据1所述的主要由铌组成的用于电容器的铌，它是平均粒度为10-300微米的铌颗粒产品；
7.根据1所述的主要由铌组成的用于电容器的铌，它是BET比表面积为0.5-7m2/g的铌烧结体；
8.一种由一个主要由铌组成的铌烧结体形成的电极、另一个电极和置于这两个电极之间的介电材料构成的电容器，其中所述烧结体是根据1-6任一项所述的用于电容器的铌的烧结体；
9.一种由一个主要由铌组成的铌烧结体形成的电极、另一个电极和置于这两个电极之间的介电材料构成的电容器，其中所述烧结体是根据7所述的用于电容器的铌的烧结体；
10.根据8或9所述的电容器，其中构成电容器的介电材料的主要组分是氧化铌；
11.根据8-10任一项所述的电容器，其中另一个电极是至少一种选自电解液、有机半导体和无机半导体中的物质；
12.根据11所述的电容器，其中所述有机半导体是选自下列的至少一种有机半导体：含苯并吡咯啉四聚体和氯醌的有机半导体，主要含四硫代并四苯的有机半导体，主要含四氰基喹啉并二甲烷的有机半导体，和主要含导电聚合物的有机半导体，所述导电聚合物是通过将掺杂剂掺杂到一种含有两个或多个下式(1)或(2)所示重复单元的聚合物中而获得的：
(其中R1至R4各自代表单价基团，选自氢原子，直链或支链、饱和或不饱和的具有1-10个碳原子的烷基、烷氧基或烷基酯基，卤原子，硝基，氰基，伯、仲或叔氨基，CF3基团，苯基和取代的苯基；在各对R1和R2以及R3和R4中的烃链可以在任意位置组合形成二价链，从而与被R1和R2或者被R3和R4取代的碳原子一起形成至少一个3-、4-、5-、6-或7-元的饱和或不饱和烃的环状结构；环状键连的链可以在任意位置含有羰基、醚、酯、酰胺、硫化物、亚磺酰基、磺酰基或亚氨基的键；X代表氧原子、硫原子或氮原子；R5仅仅当X是氮原子时存在，各R5独立地代表氢原子，或者直链或支链、饱和或不饱和的具有1-10个碳原子的烷基)；
13.根据上述12的电容器，其中导电聚合物是含有下式(3)表示的重复单元的导电聚合物：
(其中R6和R7各自代表氢原子，直链或支链、饱和或不饱和的具有1-6个碳原子的烷基，或者用于形成至少一个通过这些烷基彼此在任意位置组合得到的包含两个氧原子的5-、6-或7-元饱和烃环状结构的取代基，和该环状结构包括具有可被取代的亚乙烯基键的结构，和可被取代的亚苯基结构)；
14.根据11所述的电容器，其中有机半导体是选自聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺及其取代衍生物中的至少一种。
15.根据11所述的电容器，其中有机或无机半导体的电导率是10-2S·cm-1至103S·cm-1；
16.一种制备用于电容器的铌的方法，其特征在于在制备过程中包括降低主要由铌组成的物质的铬含量的步骤；
17.根据16所述的制备用于电容器的铌的方法，其中降低铬含量的步骤是一个用含有至少一种选自氢氟酸、硝酸、硫酸和盐酸中的酸处理主要由铌组成的物质的步骤；
18.根据16或17所述的制备用于电容器的铌的方法，其中主要由铌组成的物质含有氮化铌；
19.根据16或17所述的制备用于电容器的铌的方法，其中主要由铌组成的物质含有碳化铌；
20.根据16或17所述的制备用于电容器的铌的方法，其中主要由铌组成的物质含有硼化铌；
21.根据16所述的制备用于电容器的铌的方法，其中主要由铌组成的物质是粉末；
22.根据21所述的制备用于电容器的铌的方法，其中铌粉末的平均粒度是0.1-3微米；
23.根据16所述的制备用于电容器的铌的方法，其中主要由铌组成的物质是平均粒度为10-300微米的铌颗粒产品；
24.根据16所述的制备用于电容器的铌的方法，其中主要由铌组成的物质是BET比表面积为0.5-7m2/g的铌烧结体；
25.一种制备用于电容器的铌颗粒产品的方法，其特征在于将根据5所述的用于电容器的铌粉末造粒；
26.一种制备用于电容器的铌烧结体的方法，其特征在于将根据6所述的用于电容器的铌颗粒产品烧结；
27.一种通过16-22任一项描述的方法获得的用于电容器的铌；
28.一种通过上述25所述的方法获得的用于电容器的铌颗粒产品；
29.一种通过上述26所述的方法获得的用于电容器的铌烧结体；
30.一种制备由一个主要由铌组成的电极、另一个电极和置于这两个电极之间的介电材料构成的电容器的方法，其特征在于在制备电容器的过程中包括降低主要由铌组成的电极的铬含量的步骤；
31.一种制备由一个主要由铌组成的铌烧结体形成的电极、另一个电极和置于这两个电极之间的介电材料构成的电容器的方法，其特征在于包括根据上述16-22中任一项描述的制备用于电容器的铌的方法作为制备方法；
32.一种制备由一个主要由铌组成的铌烧结体形成的电极、另一个电极和置于这两个电极之间的介电材料构成的电容器的方法，其特征在于包括根据上述25描述的制备用于电容器的铌颗粒产品的方法作为制备方法；
33.一种制备由一个主要由铌组成的铌烧结体形成的电极、另一个电极和置于这两个电极之间的介电材料构成的电容器的方法，其特征在于包括根据上述26描述的制备用于电容器的铌烧结体的方法作为制备方法；
34.根据10所述的制备电容器的方法，其中氧化铌由电解氧化形成；
35.通过30-33中任一项所述的制备方法获得的电容器；
36.使用8-15和35中任一项所述的电容器的电路；
37.使用8-15和35中任一项所述的电容器的电子设备；
38.根据1所述的用于电容器的铌，其中铬含量是40ppm质量或更少；
39.根据1所述的用于电容器的铌，其中铬含量是5ppm质量或更少；和
40.根据1所述的用于电容器的铌，其中铬含量是3ppm质量或更少。
本发明的实施方式
下面基于实施方案之一来描述用于获得用于本发明的用于电容器的铌的一个实施方案。
本发明的用于电容器的铌是一种主要由铌组成的物质，并可以用作生产电容器的材料。在该实施方案中，包括粉末、颗粒产品和烧结体。
作为用于电容器的铌的原料的铌粉末可以例如通过用氢、镁或钠还原卤化铌，用钠还原氟化铌钾，用镍阴极上的熔盐(NaCl+KCl)电解氟化铌钾，或将氢引入金属铌锭和然后将产品粉化来获得。认为通过这些方法获得的铌粉末含有来自铌原料、还原剂和所用设备环境中的杂质。
在铌中的铬可能通过这样的途径与杂质混合。本发明的铌粉末、铌颗粒产品和铌烧结体可以通过将铌粉末、铌颗粒产品和铌烧结体中的铬含量降低到50ppm质量或更少、优选40ppm质量或更少、更优选5ppm质量或更少、以及进一步更优选3ppm质量或更少而获得。
为了获得具有低铬含量的铌，可以使用具有足够小的铬含量的原料和使用设计成防止即使微量铬发生混合的特定铌生产设备的方法，以及提供除去在制备铌的过程中混入的铬的步骤的方法。至于将铬含量降低到50ppm质量或更少，任何方法可以用于本发明，没有特殊的限制。
其例子包括使用各自具有较高纯度的铌原料或还原剂并通过使用不含铬的设备来防止铬混入的方法，以及使用含有选自氢氟酸、硝酸、硫酸和盐酸中的至少一种酸和碱，或使用上述酸、碱和过氧化氢按顺序或组合使用来洗涤上述铌粉末的方法。
优选的是后一种使用酸和过氧化氢的方法。该方法也可以用于已被调节成具有与用于电容器的铌相同组成的铌(即，含有氮化铌的铌，在下文描述)或者已被调节成形的铌(即，粉末、颗粒产品或烧结体)。因为该方法可以在制备用于电容器的铌的过程中的较晚步骤中使用，所以并不是必须在许多前续步骤中使用原料或特别设计用于防止混入铬的设备。
本发明的铌粉末优选具有3微米或更小的平均粒度，以便增加粉末的比表面积，这是因为使用该铌粉末获得的电容器的电容与该粉末的比表面积成比例关系。在这方面，为了提高电容器的电容，有效的是(更多地)增加表面积，也就是说降低平均粒度。但是，如果粒度太小，则在后续步骤中的阴极试剂的浸渍变得困难。考虑到这之中的平衡，铌粉末的平均粒度优选是0.1-3微米。铌颗粒产品的平均粒度优选是10-300微米。
本发明的铌颗粒产品可以例如通过将铌粉末造粒成合适的尺寸而获得。关于造粒，可以使用任何常规的公知方法。这些方法的例子包括其中使粉末粒子在500-2000℃高温下在真空中静置、然后进行湿法或干法裂解的方法，其中将粉末粒子与适宜的粘合剂例如丙烯酸树脂或聚乙烯醇混合、然后裂解的方法，以及其中将粉末粒子与丙烯酸树脂或合适的化合物例如樟脑、磷酸或硼酸混合、在高温下在真空中静置、然后湿法或干法裂解的方法。铌颗粒产品的粒度可以通过造粒和裂解的程度自由地改变，但是通常使用平均粒度为10-300微米的铌颗粒产品。使用的铌颗粒产品可以在造粒和裂解后筛分。同样，造粒后的铌颗粒产品可以与造粒和使用前的适宜量的粉末粒子混合(在本发明中，与非造粒的粉末粒子混合的颗粒产品也称为“颗粒产品”)。或者可以使用混合适宜量的具有不同平均粒度的铌颗粒产品。如此获得的铌颗粒产品的比表面积可以自由地改变，通常使用比表面积为0.5-7m2/g的铌颗粒产品。
在本发明的铌粉末中，一部分铌可以与氮、碳和硼中的至少一个结合，从而改进漏泄电流特性。铌粉末可以包括氮化铌、碳化铌和硼化铌中的任何一种，它们是分别是氮、碳和硼的化合物，或铌粉末可以包括两种或多种这些化合物的混合物。它们结合量的总和，也就是氮、碳和硼的总含量根据铌粉末的形状而变化，在平均粒度约为0.1-3微米的铌粉末的情况下，该总含量是50-200000ppm质量，优选300-20000ppm质量。如果该总含量低于50ppm质量，则对漏泄电流特性的改进不足，而如果该总含量超过200000ppm质量，则电容特性变差。
用于形成氮化铌的氮化作用可以通过液体氮化、离子氮化和气体氮化中的任何一种方法或这些方法的组合来进行。其中，在氮气气氛中的气体氮化是优选的，这是因为该处理是简单易行的。在氮气气氛中的气体氮化可以通过使铌粉末在氮气气氛中静置来进行。通过在2000℃或更低的环境温度下氮化几小时或更短的时间，可以获得具有目标氮化量的铌粉末。因为该处理在较高的温度下进行，所以氮化可以在较短的时间内完成。如此，氮化量可以通过控制氮化温度和氮化时间来掌握。
用于形成碳化铌的碳化作用也可以通过气体碳化、固相碳化和液体碳化中的任何一种方法或这些方法的组合来进行。例如，碳化可以通过使铌粉末与碳材料或含碳的有机物质(例如甲烷)在2000℃或更低的温度下在减压下一起静置几分钟至数十小时的时间来进行。
用于形成硼化铌的硼化作用可以通过气体硼化或固相硼化来进行。例如，硼化可以通过使铌粉末与硼粒料或硼源例如卤化硼(例如三氟化硼)在2000℃或更低的温度下在减压下一起静置几分钟至数十小时的时间来进行。
本发明的用于电容器的铌烧结体可以通过将上述铌粉末或铌颗粒产品进行烧结来制备。所以，在下文中描述了该制备方法的一个例子，但是本发明并不限于该实例。
例如，烧结体可以通过将铌粉末压制模塑成预定形状、然后将其在10-4Pa至102Pa的减压下或在惰性气体如Ar中加热到500-2000℃达数分钟至数小时的时间来获得。
也可以制备包含阀门作用的金属(例如铌或钽)且具有适宜形状和适宜长度的铅丝，并在铌粉末进行压制模塑时将铅丝整体模塑，使得一部分铅丝插入到模塑制品的内部，从而将铅丝设计成穿出烧结体的引线。如此获得的本发明的铌烧结体的比表面积可以自由地改变，且通常使用比表面积为0.5-7m2/g的铌烧结体。
使用如此获得的烧结体作为一个电极，可以通过将介电材料置于该电极和另一个电极之间来生产电容器。该电容器的介电材料的例子包括含氧化铌的介电材料。含氧化铌的介电材料例如可以通过将铌烧结体以化学方式成型为电解液中的一个电极来获得。为了将铌烧结体以化学方式成型到电解液中，通常使用质子酸水溶液，例如0.1％的磷酸水溶液或硫酸水溶液。在通过将铌电极以化学方式成型到电解液中来获得含氧化铌的介电材料的情况下，本发明的电容器是一种电解电容器，铌的这一边用作阳极。
另一方面，在本发明的电容器中，对另一个电极没有特别的限制，例如可以使用选自在铝电解电容器领域中公知的电解液、有机半导体和无机半导体中的至少一种化合物。
电解液的具体例子包括在其中溶有5质量％异丁基三丙基铵四氟硼酸盐电解质的二甲基甲酰胺-乙二醇混合溶液，以及在其中溶有7质量％四氟硼酸四乙基铵电解质的碳酸亚丙酯-乙二醇混合溶液。
当所用的有机或无机半导体的电导率是10-2S·cm-1至103S·cm-1时，制得的电容器会具有较小的阻抗，这是优选的。具有这种特性的有机半导体的具体例子包括含苯并吡咯啉四聚体和氯醌的有机半导体，主要含四硫代并四苯的有机半导体，主要含四氰基喹啉并二甲烷的有机半导体，和主要含导电聚合物的有机半导体，所述导电聚合物是通过将掺杂剂掺杂到一种含有下式(1)或(2)所示重复单元的聚合物中而获得的：
其中R1至R4各自独立地代表单价基团，选自氢原子，直链或支链、饱和或不饱和的具有1-10个碳原子的烷基、烷氧基或烷基酯基，卤原子，硝基，氰基，伯、仲或叔氨基，CF3基团，苯基和取代的苯基；在各对R1和R2以及R3和R4中的烃链可以在任意位置组合形成二价链，从而与被R1和R2或者被R3和R4取代的碳原子一起形成至少一个3-、4-、5-、6-或7-元的饱和或不饱和烃的环状结构；环状键连的链可以在任意位置含有羰基、醚、酯、酰胺、硫化物、亚磺酰基、磺酰基或亚氨基的键；X代表氧原子、硫原子或氮原子；R5仅仅当X是氮原子时存在，各R5独立地代表氢原子，或者直链或支链、饱和或不饱和的具有1-10个碳原子的烷基。
在本发明中，式(1)或(2)中的R1至R4各自独立地优选代表氢原子，直链或支链、饱和或不饱和的具有1-6个碳原子的烷基或烷氧基，各对R1和R2以及R3和R4可以彼此组合形成环。
在本发明中，含有式(1)所示重复单元的导电聚合物优选是含有下式(3)所示重复单元的导电聚合物：
其中R6和R7各自独立地代表氢原子，直链或支链、饱和或不饱和的具有1-6个碳原子的烷基，或者用于形成至少一个通过这些烷基彼此在任意位置组合得到的包含两个氧原子的5-、6-或7-元饱和烃环状结构的取代基，和该环状结构包括具有可被取代的亚乙烯基键的结构，和可被取代的亚苯基结构。
具有这种化学结构的导电聚合物在分子内具有极化子或双极化子，所以能导电。该聚合物用掺杂剂掺杂，和对于掺杂剂，可以没有限制地使用公知的掺杂剂。
无机半导体的具体例子包括主要含二氧化铅或二氧化锰的无机半导体，以及含四氧化三铁的无机半导体。这些半导体可以单独使用或其中两种或多种组合使用。
在另一个电极是固体的情况下，可以在上面提供导电层以便实现与外层引线(例如铅框架)的良好电接触。
导电层可以例如通过将导电糊料固化、镀覆、金属的蒸气沉积或形成耐热性导电树脂膜来形成。优选的导电糊料的例子包括银糊料、铜糊料、铝糊料、碳糊料和镍糊料，它们可以单独使用或其中两种或多种组合使用。在使用两种或多种糊料的情况下，这些糊料可以混合，或者可以作为不同的层彼此叠置。所涂布的导电糊料然后通过在空气中静置或通过加热而固化。镀覆的例子包括镀镍、镀铜、镀银和镀铝。金属的蒸气沉积例如包括铝、镍、铜和银。
更具体地说，例如碳糊料和银糊料按照该顺序在另一个电极上堆放，并用诸如环氧树脂之类的材料将其密封，从而构成电容器。该电容器可以具有铌或钽引线，其被烧结并与铌烧结体整体模塑在一起或在此之后焊接。
在另一个电极是液体的情况下，将通过上述两个电极和介电材料构成的电容器例如装在与另一个电极电连通的罐中，从而形成电容器。在这种情况下，铌烧结体的电极侧向外穿过铌或钽引线，并同时与使用绝缘橡胶等的罐绝缘。
具有本发明这种结构的电容器例如用树脂模具、树脂箱、金属夹套箱作为夹套，用树脂或层合膜浸渍，然后作为电容器产品用于各种用途。
与具有相同耐电压性和相同电容的常规电容器相比，当使用本发明的电容器时可以获得更紧密的电容器产品。
在便携式电话、个人电脑等的电路中，使用许多电容器，和当使用本发明的电容器时，电路可以装在比使用常规电容器时更小的空间内。另外，通过使用本发明的电容器，可以获得比常规电容器更紧密的电子设备。
实施本发明的方式
下面参考实施例和对比例更详细地说明本发明。
在每个实施例和对比例中，铌粉末的氮含量用LECO制造的氮/氧分析仪测定，Cr含量用IPC-MS测定。
制得的电容器的耐电压值设定成当向每个实验实施例中的30单位的电容器施加电压并同时依次升高1V且短路电容器的数目超过5个单位时获得的值。
实施例1-7和对比例：
将通过向铌锭中引入氢气并将该铌锭进行湿法裂解而获得的铌粉末(平均粒度3微米)在喷射磨中在氮气气氛下粉碎，不需要进行脱氢。粉碎的铌粉末并不取出，而是先于400℃在减压下静置以进行脱氢，然后于850℃下静置，然后裂解制成铌粉末。随后，使氮气于300℃通过20分钟，得到100g的部分(约1600ppm质量)氮化的铌粉末。
将此阶段的10g铌粉末用于对比例，其余的90g铌粉末浸入硝酸和含水过氧化氢的3：2混合溶液中，并于室温搅拌。在搅拌下每隔一小时萃取约10g的铌粉末，每部分的铌粉末用纯水洗涤，直至洗涤水的pH达到7，然后真空干燥，得到用于各实施例1-7的10g铌粉末。各铌粉末的平均粒度和Cr含量列在表1中。
表1
| 铌粉末的平均粒度，μm | Cr含量，ppm质量 | |
| 对比例 | 0.9 | 65 |
| 实施例1 | 0.8 | 49 |
| 实施例2 | 0.8 | 35 |
| 实施例3 | 1.0 | 19 |
| 实施例4 | 0.9 | 8 |
| 实施例5 | 1.0 | 5 |
| 实施例6 | 0.9 | 0.8 |
| 实施例7 | 0.9 | 0.5 |
随后，使用各实施例的铌粉末，制得30个尺寸为1.8mm×3.5mm×4.5mm的模塑制品。此时，直径为0.3mm的铌丝整体模塑得到引线。这些模塑制品于1250℃在7×10-3Pa的真空中烧结，得到烧结体。每个烧结体是在0.1％的磷酸水溶液中于80℃和12V下以电化学方式形成的，形成含氧化铌的介电层。然后，将聚吡咯(使用过硫酸铵作为氧化剂和蒽醌磺酸钠作为掺杂剂，吡咯与该氧化剂之间的反应在掺杂剂的存在下重复进行)填充到烧结体内的孔中，作为用于另一个电极的材料。此外，将碳糊料和银糊料按此顺序堆置，并在安装到铅框上之后，用环氧树脂密封其整体，得到电容器。
在各实施例中的烧结体都具有1m2/g的比表面积。如此制得的电容器的电容和耐电压性列在表2中。
表2
| 电容，μF | 耐电压性，V | 当施加耐电压值的电压时短路电容器的数目 | |
| 对比例 | 800 | 5 | 6 |
| 实施例1 | 820 | 6 | 7 |
| 实施例2 | 830 | 8 | 25 |
| 实施例3 | 800 | 8 | 20 |
| 实施例4 | 810 | 8 | 18 |
| 实施例5 | 810 | 8 | 16 |
| 实施例6 | 830 | 8 | 7 |
| 实施例7 | 820 | 8 | 6 |
从实施例1-7的结果可见，因为铌粉末中的Cr含量降低，所以由该铌粉末制得的电容器具有更好的耐电压性。
工业应用性
具有良好耐电压性的电容器可以通过使用本发明的用于电容器的且含有少量铬的铌获得。
Claims (40)
1.一种主要由铌组成的用于电容器的铌，其特征在于铬含量为50ppm质量或更少。
2.根据权利要求1所述的主要由铌组成的用于电容器的铌，它含有氮化铌。
3.根据权利要求1所述的主要由铌组成的用于电容器的铌，它含有碳化铌。
4.根据权利要求1所述的主要由铌组成的用于电容器的铌，它含有硼化铌。
5.根据权利要求1所述的主要由铌组成的用于电容器的铌，它是平均粒度为0.1-3微米的粉末。
6.根据权利要求1所述的主要由铌组成的用于电容器的铌，它是平均粒度为10-300微米的铌颗粒产品。
7.根据权利要求1所述的主要由铌组成的用于电容器的铌，它是BET比表面积为0.5-7m2/g的铌烧结体。
8.一种由一个主要由铌组成的铌烧结体形成的电极、另一个电极和置于这两个电极之间的介电材料构成的电容器，其中所述烧结体是根据权利要求1-6任一项所述的用于电容器的铌的烧结体。
9.一种由一个主要由铌组成的铌烧结体形成的电极、另一个电极和置于这两个电极之间的介电材料构成的电容器，其中所述烧结体是根据权利要求7所述的用于电容器的铌的烧结体。
10.根据权利要求8或9所述的电容器，其中构成电容器的介电材料的主要组分是氧化铌。
11.根据权利要求8-10任一项所述的电容器，其中另一个电极是至少一种选自电解液、有机半导体和无机半导体中的物质。
12.根据权利要求11所述的电容器，其中所述有机半导体是选自下列的至少一种有机半导体：含苯并吡咯啉四聚体和氯醌的有机半导体，主要含四硫代并四苯的有机半导体，主要含四氰基喹啉并二甲烷的有机半导体，和主要含导电聚合物的有机半导体，所述导电聚合物是通过将掺杂剂掺杂到一种含有两个或多个下式(1)或(2)所示重复单元的聚合物中而获得的：
(其中R1至R4各自代表单价基团，选自氢原子，直链或支链、饱和或不饱和的具有1-10个碳原子的烷基、烷氧基或烷基酯基，卤原子，硝基，氰基，伯、仲或叔氨基，CF3基团，苯基和取代的苯基；在各对R1和R2以及R3和R4中的烃链可以在任意位置组合形成二价链，从而与被R1和R2或者被R3和R4取代的碳原子一起形成至少一个3-、4-、5-、6-或7-元的饱和或不饱和烃的环状结构；环状键连的链可以在任意位置含有羰基、醚、酯、酰胺、硫化物、亚磺酰基、磺酰基或亚氨基的键；X代表氧原子、硫原子或氮原子；R5仅仅当X是氮原子时存在，各R5独立地代表氢原子，或者直链或支链、饱和或不饱和的具有1-10个碳原子的烷基)。
13.根据权利要求12所述的电容器，其中导电聚合物是含有下式(3)所示重复单元的导电聚合物：
(其中R6和R7各自代表氢原子，直链或支链、饱和或不饱和的具有1-6个碳原子的烷基，或者用于形成至少一个通过这些烷基彼此在任意位置组合得到的包含两个氧原子的5-、6-或7-元饱和烃环状结构的取代基，和该环状结构包括具有可被取代的亚乙烯基键的结构，和可被取代的亚苯基结构)。
14.根据权利要求11所述的电容器，其中有机半导体是选自聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺及其取代衍生物中的至少一种。
15.根据权利要求11所述的电容器，其中有机或无机半导体的电导率是10-2S·cm-1至103 S·cm-1。
16.一种制备用于电容器的铌的方法，其特征在于在制备过程中包括降低主要由铌组成的物质的铬含量的步骤。
17.根据权利要求16所述的制备用于电容器的铌的方法，其中降低铬含量的步骤是一个用含有至少一种选自氢氟酸、硝酸、硫酸和盐酸中的酸处理主要由铌组成的物质的步骤。
18.根据权利要求16或17所述的制备用于电容器的铌的方法，其中主要由铌组成的物质含有氮化铌。
19.根据权利要求16或17所述的制备用于电容器的铌的方法，其中主要由铌组成的物质含有碳化铌。
20.根据权利要求16或17所述的制备用于电容器的铌的方法，其中主要由铌组成的物质含有硼化铌。
21.根据权利要求16所述的制备用于电容器的铌的方法，其中主要由铌组成的物质是粉末。
22.根据权利要求21所述的制备用于电容器的铌的方法，其中铌粉末的平均粒度是0.1-3微米。
23.根据权利要求16所述的制备用于电容器的铌的方法，其中主要由铌组成的物质是平均粒度为10-300微米的铌颗粒产品。
24.根据权利要求16所述的制备用于电容器的铌的方法，其中主要由铌组成的物质是BET比表面积为0.5-7m2/g的铌烧结体。
25.一种制备用于电容器的铌颗粒产品的方法，其特征在于将根据权利要求5所述的用于电容器的铌粉末造粒。
26.一种制备用于电容器的铌烧结体的方法，其特征在于将根据权利要求6所述的用于电容器的铌颗粒产品烧结。
27.一种通过权利要求16-22任一项所述的方法获得的用于电容器的铌。
28.一种通过权利要求25所述的方法获得的用于电容器的铌颗粒产品。
29.一种通过权利要求26所述的方法获得的用于电容器的铌烧结体。
30.一种制备由一个主要由铌组成的电极、另一个电极和置于这两个电极之间的介电材料构成的电容器的方法，其特征在于在制备电容器的过程中包括降低主要由铌组成的电极的铬含量的步骤。
31.一种制备由一个主要由铌组成的电极、另一个电极和置于这两个电极之间的介电材料构成的电容器的方法，其特征在于包括根据权利要求16-22中任一项所述的制备用于电容器的铌的方法作为制备方法。
32.一种制备由一个主要由铌组成的电极、另一个电极和置于这两个电极之间的介电材料构成的电容器的方法，其特征在于包括根据权利要求25所述的制备用于电容器的铌颗粒产品的方法作为制备方法。
33.一种制备由一个主要由铌组成的电极、另一个电极和置于这两个电极之间的介电材料构成的电容器的方法，其特征在于包括根据权利要求26所述的制备用于电容器的铌烧结体的方法作为制备方法。
34.根据权利要求10所述的制备电容器的方法，其中氧化铌由电解氧化形成。
35.通过权利要求30-33中任一项所述的制备方法获得的电容器。
36.使用权利要求8-15和35中任一项所述的电容器的电路。
37.使用权利要求8-15和35中任一项所述的电容器的电子设备。
38.根据权利要求1所述的用于电容器的铌，其中铬含量是40ppm质量或更少。
39.根据权利要求1所述的用于电容器的铌，其中铬含量是5ppm质量或更少。
40.根据权利要求1所述的用于电容器的铌，其中铬含量是3ppm质量或更少。
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