CZ2008704A3

CZ2008704A3 - Tantalový prášek a zpusoby jeho výroby

Info

Publication number: CZ2008704A3
Application number: CZ20080704A
Authority: CZ
Inventors: Mizusaki@Yujiro; Iijima@Hitoshi; Noguchi@Yoshikazu
Original assignee: Cabot Corporation
Priority date: 2006-05-05
Filing date: 2007-05-03
Publication date: 2009-11-25
Also published as: CZ306436B6; GB0820245D0; JP2014139344A; US20090067121A1; WO2007130483A2; GB2450669A; GB2450669B; US7679885B2; DE112007001100T5; JP5706553B2; JP2009536266A; WO2007130483A3

Abstract

Predmetem vynálezu je tantalový prášek, který po slisování na anodu elektrického kondenzátoru má kapacitanci od 200 000 do 800 000 .mi.FV/g. Prášek má prumernou velikost primárních cástic 10 až 30 nm, pricemž alespon 80 % prášku spadá do rozmezí .+-. 5 nm, od prumerné velikosti, velikost sekundárních cástic 1 až 150 nm, hodnotu merného povrchu BET 4 až 20 m.sup.2.n./g, a cistotu kovu vyšší než 99 %. Tantalový prášek se vyrábí redukcí fluoridu tantalicného rozpušteného v roztavené soli roztaveným alkalickým kovem v disperzi s dusíkem. Pro dosažení hladkého povrchu cástic se prášek podrobuje úprave elektrolýzou cástic, nacházejících se v roztavené soli, strídavým proudem.

Description

TANTALOVÝ PRÁŠEK A ZPŮSOBY JEHO VÝROBY

DOSAVADNÍ STAV TECHNIKY [0001] Tato přihláška nárokuje podle 35 U.S.C. [section] 119 (e) přínos dřívější předběžné patentové přihlášce US 60/798,070, podané 5. května, 2006, která je zde začleněna formou odkazu.

[0002] Předložený vynález se týká tantalového prášku, který lze použit pro výrobu tantalového elektrického kondenzátoru, a způsobů jeho výroby.

(0003] Předložený vynález se rovněž týká kovových prášku používaných pro výrobu elektronek a elektrických kondenzátorů, které používají tyto kovové prášky, stejně jako způsobů výroby těchto prášků a kondenzátorů. Konkrétněji se předložený vynález týká kovových prášků používaných pro výrobu elektronek s vysokým měrným povrchem a kondenzátorů majících vysokou kapacitanci.

[0004] Tantalové kondenzátory, vyrobené z tantalového prášku, jsou hlavním přispěvatelem k miniaturizaci elektronických obvodů a umožňují použití takových obvodů v extrémním prostředí. Tantalové kondenzátory se zpravidla vyrábějí lisováním tantalového prášku do formy pelety, spékánim pelet v peci za vzniku porézního tantalového těla (elektrody), a následným vystavením porézního těla anodizaci ve vhodném elektrolytu za vzniku kontinuální dielektrické oxidové fólie na slinutém těle.

[0005] Vývoj prášků vhodných pro výrobu tantalových kondenzátorů byl podnícen snahami jak výrobců kondenzátorů, tak zpracovatelů tantalu nastavit charakteristiky potřebné pro tantalový prášek tak, aby byly nej vhodnější pro výrobu • 4 · kvalitních kondenzátorů. Takové charakteristiky zahrnuji měrný povrch, čistotu, smršťování, lisovatelnost apod.

[0006] V prvé řadě by měl prášek poskytovat odpovídající elektrodovou povrchovou plochu, pokud je formován do porézního těla a slinován. Hodnota pFV/g tantalových kondenzátorů může mít určitou závislost na měrném povrchu slinutého porézního těla vyrobeného spékáním tantalové práškové pelety. Měrný povrch tantalového prášku může souviset s maximální hodnotou pFV/g dosažitelnou u slinutého porézního těla.

[0007] Čistota prášku může být rovněž důležitým faktorem. Kovové a nekovové kontaminace mají tendenci degradovat dielektrickou oxidovou fólii v tantalových kondenzátorech. Vysoké spékání teploty sice slouží k odstranění určitých těkavých kontaminujících látek, nicméně vysoké teploty mají rovněž tendenci smršťovat porézní tělo, což redukuje jeho čistý měrný povrch a tedy kapacitanci výsledného kondenzátorů. Minimalizace ztráty měrného povrchu za spékacích podmínek, tj., smršťování, je pro výrobu tantalových kondenzátorů s vysokou hodnotou pFV/g nezbytné.

[0008] Jak již bylo diskutováno výše, pFV/g tantalové pelety může mít funkci měrného povrchu slinutého prášku. Většího čistého měrného povrchu lze samozřejmě dosáhnout zvýšením množství (gramy) prášku na peletu; ale, cenový a rozměrový faktor byly rozhodující pro to, že se vývoj zaměřil na prostředky zvětšující měrný povrch tantalového prášku.

[0009] Jedním navrženým způsobem pro zvětšení měrného povrchu tantalového prášku je rozválení prachových částic do tvaru vločky. Nicméně snahy zvětšit měrný povrch

J f * vytvořením tenčích tantalových vloček byly brzděny současnou ztrátou zpracovatelských charakteristik, například by se dalo očekávat, že velmi tenká tantalová vločka má špatnou lisovatelnost a nízká tvářecí napětí. U procesů, které poskytují prášek s vysokým měrným povrchem, může mleti trvat mnoho hodin, což může být náročné na čas, drahé a dlouhé doby mletí často vedou k dosažení bodu, kdy se prášek láme. Takže existovala jakási hranice, která bránila dosažení prášků s vysokou kapacitancí.

[0010] Tantalový elektrický kondenzátor má zpravidla anodu vyrobenou z výlisku z tantalového prášku, oxidové fólie, kterou je dielektrická látka poskytnutá chemicky převedeným anodovým povrchem, a katodu uspořádanou proti oxidové fólii. V posledních letech existuje díky sledujícímu trendu zmenšování elektronických zařízení poptávka po malorozměrovém tantalovém elektrickém kondenzátoru s nízkým provozním napětím a vysokou kapacitou. Výkon tantalového elektrického kondenzátoru může být ovlivněn vlastnostmi tantalového prášku; například čím větší je měrný povrch tantalového prášku, tím větší je elektrostatická kapacita kondenzátoru. Takže byly prováděny pokusy zvýšit elektrostatickou kapacitu vyrobit menší zrna tantalového prásku a zvětšit měrný povrch oxidové fólie po chemické konverzi, například jak je zmiňováno v japonské (bez průzkumu) patentové přihlášce publikaci č. 8-162372, jejíž obsah je zde zabudován formou odkazu.

PODSTATA VYNÁLEZU [0011] Nicméně, jak je uvedeno v JP 08-162372, při výrobě oxidové fólie stejné tloušťky fólie, jakou mají konvenční ··· φ · · » « * «« • · · « · · · « · «v • ♦ ··· · « φ φφφ φ * ··«« • · φ* φ · ·φ ·*· · ♦· ·♦ φφ φφ oxidové fólie, chemickou konverzí se sice vyrobí menší velikost zrna tantalového prášku, nicméně většin tantalového prášku končí jako zoxidovaná, což vede k tomu, že není dostatek nezoxidované plochy, která je schopna stát se anodovou elektrodou, a toto způsobuje problém při použiti jako kondenzátor. Kromě toho vyrobením tenké oxidové fólie, se může zvýšit elektrostatická kapacita; nicméně, pokud se vyrobí tenká oxidová fólie za použiti tantalového prášku popsaného v JP 08-162372, potom má svodový proud tendenci se zvyšovat. Takže u tantalového prášku popsaného v JP 08-162372 existuje limita, pokud jde o zmenšování a současné zachování kapacity tantalového elektrického kondensátoru. Předložený vynález byl realizován s přihlédnutím k těmto situacím a jeho cílem bylo poskytnout tantalový prášek, který bude schopný poskytnout malý tantalový elektrický kondenzátor a současně zachovat kapacitu, stejně jako poskytnout způsob výroby takového tantalového prášku.

[0012] Obecně sekundární částice obsahující tantalový prášek mají výběžky a prohlubně s úzkými spojovacími oblastmi mezi primárními částicemi, přičemž tyto úzké oblasti (vtlačené oblasti) vedou k nedostatku nezoxidované plochy pro použití jako elektroda po chemické konverzi. Kromě toho se zjistilo, že ztenčení oxidové fólie zvyšuje svodový proud, protože tloušťka fólie má tendenci stávat se zvláště tenkou ve vtlačené oblasti. Na základě znalosti tohoto faktu se vynalezl následující tantalový prášek a způsoby jeho výroby, u kterých je zvažováno snížení těchto vtlačených oblastí.

[0013] Předložený vynález se týká tantalového prášku, kde se hodnota CV (pFV/g) pohybuje od 200 000 do 800 000 CV/g, ·· · *44» * « ·* • · · · · · ·«··· • ·*·· 4 4 4 ·»· * » ···· • * 4* · · 4« **· · ·· ·· ··44 nebo od 450 000 do 800 000 CV/g, měřeno následujícím způsobem měření:

Tantalové pelety se vytvoří (včetně tantalových drátů) lisováním tantalového prášku za použiti lisovací dutiny

4,5 g/cm³, potom se pelety slinují a chemicky převedou na vodný roztok kyseliny fosforečné mající koncentraci 0,1 % obj. při napětí 6 V a proudu 90 mA/g, a chemicky převedené pelety se použijí jako vzorky pro měřeni CV hodnoty ve vodném roztoku kyseliny sírové majícím koncentraci 30,5 % obj. při teplotě 25 °C za frekvence 120 Hz a napětí 1,5 V.

[0014] Předložený vynález se dále týká způsobu výroby tantalového prášku podle předloženého vynálezu. Tento způsob zahrnuje vytvoření jemných tantalových částic disperzním přidáním alespoň jednoho redukčního činidla a/nebo dusíku do heptafluoridu draselnotantaličného rozpuštěného v roztavené soli, a uhlazením (např. redukcí povrchové hrubosti a/nebo zvětšením tloušťky krku(krků) mezi částicemi) povrchu jemných tantalových částic jejich vystavením elektrickému ošetření a elektrolytickému nanášení.

[0015] Předložený vynález se rovněž týká způsobu výroby tantalového prášku podle předloženého vynálezu, který zahrnuje vytvoření jemných tantalových částic uvedením plynného redukčního činidla do kontaktu s plynnou tantalovou sloučeninou, a vyhlazení povrchu jemných tantalových částic jejich vystavením elektrickému ošetření a elektrolytickému nanášení.

·· · · * · 4 « 44 • · · 4 · 4 4 4 4 4· • 4444 4 · 4 «· · · 4444 • 4 44 4444

444 4 44 44 4444 [0016] Způsoby podle předloženého vynálezu mohou dále zahrnovat drceni a přeséváni jemného tantalového prášku potom, co se tepelně seskupil (neboli aglomeroval).

[0017] Tantalový prášek podle předloženého vynálezu je schopen poskytovat malý tantalový elektrický kondenzátor za současného zachováni kapacity. Způsoby výroby tantalového prášku podle předloženého vynálezu lze ziskat malý tantalový elektrický kondenzátor za současného zachováni kapacity.

STRUČNÝ POPIS OBRÁZKŮ [0018] Doprovodné výkresy, které jsou zde začleněné a tvoři součást této přihlášky, ilustruji některá provedeni podle předloženého vynálezu a společně s popisem si kladou za cil objasnit zásady předloženého vynálezu.

[0019] Obr. 1 je schematickým výkresem ilustrujícím zařízení pro výrobu tantalového prášku, které je použito u jedno provedení způsobů výroby tantalového prášku v rámci předloženého vynálezu.

[0020] Obr. 2 je schematickým výkresem ilustrujícím sekundární částice před elektrickým a galvanickým ošetřením.

[0021] Obr. 3 je schematickým výkresem ilustruj icim sekundární částice před elektrickým a galvanickým ošetřením.

[0022] Obr. 4 znázorňuje graf ukazující jeden příklad vzorů proudových změn pokud se proveden elektrické a galvanické ošetření.

Seznam vztahových značek:

Výrobní zařízení

Zásobník

Míchací prostředek

První přidávací prostředek

13a První zásobní potrubí

13b První rozstřikovač

Druhý přidávací prostředek

14a Druhé zásobní potrubí

14b Druhý rozstřikovač

Elektroda dodávka DC střídavého proudu

Udržovací zásobník

20a,20b Sekundární částice

Primární částice

Krk

PODROBNÝ POPIS VYNÁLEZU [0023] Hodnota kapacitance (CV) tantalového prášku podle předloženého vynálezu se může pohybovat od 200 000 CV/g do 800 000 CV/g, například od 450 000 do 800 000 CV/g. Tantalový prášek s hodnotou CV 450 000 pFV/g nebo větší ^u *»♦♦··♦*#*♦ • ··♦· · · ♦ ··« · e · *·· * ♦ * · · · · v ·♦· · ♦· *· ·« t4 umožňuje výrobu malého ale velkokapacitního tantalového elektrického kondenzátoru. Pokud jde o kapacitanci, tantalové prásky, pokud jsou zformovány do anody, potom mohu mít kapacitanci od 200 000 do 800 000 CV/g, od přibližně 500 000 do 800 000 CV/g, od přibližně 550 000 do 800 000 CV/g, od přibližně 600 000 do přibližně 800 000 CV/g, od přibližně 650 000 do přibližně 800 000 CV/g, od přibližně 700 000 do přibližně 800 000 CV/g, od přibližně 500 000 do přibližně 750 000 CV/g, nebo od přibližně 500 000 do 700 000 CV/g apod. Nicméně tantalový prášek s CV hodnotami přesahujícími 800 000 CV/g je obtížné vyrobit. Pokud jde o protékání, protékání může být 50 nA/CV nebo menší, jako například 30 nA/CV nebo menši, jako například 25 nA/CV nebo menší, 20 nA/CV nebo menší, 10 nA/CV nebo menší, jako například od 1,0 nA/CV do 30 nA/CV.

[0024] Pokud jde o způsob měřeni CV hodnot v rámci předloženého vynálezu, nejprve se vyrobí tantalové pelety. V peletách jsou přítomny tantalové dráty. Tantalový prášek je zformován do pelet za použití lisovací hustoty 4,5 g/cm³. Aby se dosáhlo této hustoty, je třeba definovat pouze hmotnost a tvar pelety tantalového prášku. Je výhodné zvolit spékání teplotu pelet libovolně tak, aby smršťovací poměr tantalového prášku zůstal v rozmezí 5 % až 10 %. Spékací teplota leží výhodně v rozmezí od 900 do 1000 °C. Kromě toho, čím větší je hodnota CV tantalového prášku, tím výhodnější je zvolit nižší teplotu. Potom se chemicky převedené látky produkují chemickou konverzí pelet ve vodném roztoku kyseliny fosforečné majícím koncentraci 0,1 % obj. při napětí 6V. Při chemické konverzi, aby se vytvořila rovnoměrná (nebo v podstatě rovnoměrná) oxidová fólie na povrchu tantalového prášku, je výhodné, pokud je to nutné, provést úpravu v rozmezí: 30 °C až 60 °C pro • φ φ · φ* φ φ φ φ φ φφ • ΦΦΦ φ φ φ φφφ φφ φφφ φ φ φ • * φ φ φ φ φφ ·« teplotu, 4V až 6V pro napětí, a 90 až 120 minut pro dobu ošetření. Potom se CV hodnoty chemicky převedených látek změří ve vodném roztoku kyseliny sírové majícím koncentraci

30,5 % obj. za následujících podmínek.: teplota 25 “C, frekvence 120 Hz a napětí 1,5V. Pokud jde o spékání, doba spékání může být 5 minut až 1 hodina nebo více, jako například od 10 minut do 30 minut, 10 minut až 20 minut, nebo 10 minut až 15 minut. Lze použít libovolnou dobu spékání. Pokud jde o teplotu spékání, lze použít libovolnou požadovanou teplotu spékání. Teploty spékání se mohou na příklad pohybovat od 800 °C do 1500 °C, od 900 °C do 1450 °C, od 900 °C do 1400 °C, od 900 ^DC do 1350 °C, od 900 °C do 1300 °C, od 900 ^ŮC do 1250 °C, od 900 °C do 1200 ^ĎC, od 900 °C do 1150 °C, a libovolné teploty spékání v těchto rozmezích. Pokud jde o hustotu lisování, lze použit i další hustoty lisování buď při zkušebním procesu nebo při použití tantalových prášků obecně. Hustoty lisování se mohou pohybovat od přibližně 3,0 do přibližně 6,0 g/cm³, například mohou dosahovat 5,0 g/cm³, nebo 5,5 g/cm³, nebo 4,0 g/cm³. Pokud jde o předložený vynález, je třeba chápat, že způsob testování použití pro stanovení kapacitance je prostě test pro stanovení kapacitance. Tantalové prášky podle předloženého vynálezu lze použít za celé řady různých elektrických podmínek, různých tvářecích napětí, různých pracovních napětí, různých tvářecích teplot apod. Pokud jde o tvářecí napětí, lze použít i další tvářecí napětí, například 5 voltů, 4 voltů, 3 volty apod., například 5 až 10 voltů, 5 až 16 voltů, nebo 5 až 20 voltů, lze použít jako tvářecí napětí.

[0025] Tantalový prášek podle předloženého vynálezu může mít formu sekundárních částic vytvořených agregací (nebo aglomerací) primárních částic, nebo může mít formu ·· * · · » » t t B ··♦ · · B · «· ·

B MM « · · ··· * ·B • ♦ · · BBBφ ··· « ·· M ··«· terciálních částic vytvořených další agregací (nebo aglomerací) sekundárních částic.

[0026] Je výhodné, aby průměrná velikost zrna (nebo průměrnou velikost částic) primárních částic tantalového prášku byla 10 nm až 30 nm, výhodněji 13 nm až 27 nm. Další rozmezí zahrnují 15 nm až 25 nm, 17 nm až 22 nm, nebo 18 nm až 20 nm. Pokud je průměrná velikost zrna primární částice tantalového prášku 10 nm nebo větší, potom může být po chemické konverzi zachováno dostatečné množství anody, a pokud je 30 nm nebo menší, potom lze zvýšit měrný povrch tantalového prásku. Velikosti zrna nebo velikost částic se může odvolávat na dávku, vsázku nebo množství prášku přítomného v jedné anodě nebo několika anodách.

[0027] Kromě toho pokud jde o distribuci zrna (neboli distribuci velikosti částic) primárních částic tantalového prášku, je výhodné mít distribuci, ve které 80 % nebo více částic spadá do rozmezí +/-5 nm průměrné velikosti zrna. V případě distribuce, ve které 80 % nebo více částic spadá do rozmezí +/-5 nm průměrné velikosti zrna, protože distribuce velikosti zrna je pravidelná nebo rovnoměrná, pokud jsou primární částice vzájemně agregovány, existuje tendence tvořit mezery, což umožňuje materiálům tvořícím katodu zcela impregnovat vnitřek tantalového prášku, pokud tvoří tantalový elektrický kondenzátor. Distribuce velikosti částic může být menši než 80 % pro částice spadající do rozmezí +/- 5 nm průměrné velikosti zrna. Distribuce velikosti částic může ležet v rozmezí 85 % až 99 % nebo více, nebo 90 % až 99 % nebo více, nebo 95 % až 99 % nebo více tantalového prášku pro částice ležící v rozmezí +/5 nm průměrné velikosti zrna. Pro účely předloženého vynálezu lze na částice, které spadají do rozmezí +/- 10 nm

• · ·v * · φ· φ ·Φ·· φ φφ φ« φ« nebo +/- 7 nm, aplikovat různá procentická rozmezí distribuce velikosti částic.

[0028] U jednoho nebo více provedení předloženého vynálezu, může mít tantalový prásek (buď primární, sekundární nebo terciální prášek) požadované tokové rychlosti. Například tokové rychlosti tantalových prášků podle předloženého vynálezu mohou mít hodnoty od přibližně 30 sekund do přibližně 3 minut, pokud test zahrnuje dobu, která je potřebná na to, aby 20 gramů tantalového prášku prošlo skrze otvor o průměru 0,1 palce. Tokové rychlosti se mohou například pohybovat od přibližně 45 sekund do přibližně 2,5 minut, od přibližně 60 sekund do přibližně 2 minut, od přibližně 60 sekund do přibližně 1,5 minuty.

[0029] U jednoho nebo více provedení předloženého vynálezu, mohou mít sekundární částice tantalového prášku požadované velikosti částic. Například sekundární částice podle předloženého vynálezu mohou mít D50, stanoveno pomocí přístroje Microtrac od 1 mikrometru do 150 mikrometrů, například od 10 mikrometrů do 125 mikrometrů, například od 50 mikrometrů do 100 mikrometrů, například od 75 mikrometrů do 120 mikrometrů apod. kromě toho u jednoho nebo více provedení těchto D50 rozmezí, se může D10 pohybovat od 0,7 mikrometrů do 20 mikrometrů, například od 1 mikrometru do 15 mikrometrů, od 5 mikrometrů do 10 mikrometrů apod. U jednoho nebo více provedení předloženého vynálezu, pro různá zde popsaná D50 rozmezí mohou mít částice rovněž D90 rozmezí od 5 mikrometrů do 200 mikrometrů, například od 10 mikrometrů do 175 mikrometrů, například od 15 mikrometrů do 150 mikrometrů, od přibližně 20 mikrometrů do přibližně 125 mikrometrů, od přibližně 25 mikrometrů do přibližně 100 mikrometrů, nebo od přibližně 50 mikrometrů do přibližně 75 mikrometrů apod. Nižší hodnoty D10 a nižší **« • r · 9« • 9 * * 99

9999 99 9«»« • ♦ ♦9 * ··· j a · a· *♦ hodnoty D90 budou zpravidla aplikovatelnější na nižší zde zmiňované rozměry D50, například velikosti od 1 mikrometru do 75 mikrometrů. Dále je třeba poznamenat, že vyšší finální hodnoty D10 a vyšší finální hodnoty D90 budou použitelnější pro horní rozmezí D50 rozmezí, například od 75 mikrometrů do 150 mikrometrů.

[0030] Dále bude popsáno jedno provedení způsobu výroby tantalového prášku. U jedno provedeni se použije zařízení pro výrobu tantalového prášku (dále zkráceně označované jako výrobní zařízení 10), které je znázorněno na obrázku 1. Výrobní zařízení 10 je vybaveno nádrží 11 vyrobenou z tantalu, míchacím prostředkem 12 zavedeným do nádrže 11, prvním přidávacím prostředkem 13 pro disperzní přidání redukčního činidla do nádrže 11, druhým přidávacím prostředkem 14 pro disperzní přidáni dusíku (případně) do nádrže 11, elektrodou 15 nainstalovanou v nádrži 11, zdrojem střídavého napětí 16 elektricky spojeného s nádrží a elektrodou 15, a vyrovnávací nádrží 17 vyrobenou z materiálu Inconel pro vyrovnávání nádrže 11. První přidávací prostředek 13 je tvořen prvním zásobním potrubím 13a a prvním rozstřikovačem 13b napojeným na první zásobní potrubí 13a a namontovaným horizontálně, a druhý přidávací prostředek 14 je tvořen druhým zásobním potrubím 14a a druhým rozstřikovačem 14b napojeným na druhé zásobní potrubí 14a a namontovaným horizontálně. První rozstřikovač 13b a druhý rozstřikovač 14b mohou mát formu trubek s kruhovým průřezem, opatřených množinou pórů v oblasti dna, které se zvětšují společně s rostoucí vzdáleností od místa spojení se zásobním potrubím 13a a 14a, čímž se zajistí rovnoměrná dodávka.

[0031] U způsobu výroby tantalového prášku se nejprve, ve snaze zabránit vmíšení příměsí, nádrž 11 případně nejprve propláchne vodou a potom co se případně podrobí čištění ultrazvukem se výhodně zcela vysuší. Potom se do nádrže 11 přidá ředěný roztok soli. Obsah nádrže 11 se ohřeje, čímž se dosáhne řízného roztavení soli, a za míchání obsahu nádrže 11 pomocí míchacího prostředku 12 se přidává heptafluorid draselnotantaličný (t^Taři), který se má rozpustit v roztavené soli. Potom se, u alespoň jednoho provedení do heptafluoridu draselnotantaličného rozpuštěného v roztavené soli rovnoměrně a disperzně, za kontinuálního mícháni, přidá pomocí prvního přidávacího prostředku 13 redukční činidlo(činidla), a současně se pomocí druhého přidávacího prostředku 14, disperzně přidá dusík. V důsledku toho se heptafluorid draselnotantaličný redukuje a vytvoří se jemné tantalové částice tvořené sekundárními částicemi, které jsou agregovanými (nebo aglomerovanými) primárními částicemi. Dále je třeba poznamenat, že v rámci předloženého vynálezu se disperzním přidáním rozumí současné přidání (nebo v podstatě současné) do mnoha míst nebo oblastí.

[0032] Pokud jde o naředěný roztok sóly tvořící roztavenou sůl lze jako příklady citovat chlorid draselný (KC1), chlorid sodný (NaCl), fluorid draselný (KF) nebo jejich eutektické soli. Lze použít jednotlivé soli nebo směsi. Pokud jde o redukční činidlo, jako příklady lze citovat alkalické kovy nebo kovy alkalických zemin, jako například sodík, hořčík, vápník atd., nebo jejich hydridy, tj. hydrid horečnatý a hydrid vápenatý, přičemž sodík je výhodný. Pokud se použije sodík jako redukční činidlo, potom vzájemně reagují fluor v heptafluoridu draselnotantaličném a sodík za vzniku fluoridu sodíku. Fluorid je rozpustný ve vodě a tedy snadněji odstranitelný v následném procesu.

• ··· [0033] Teploty 770 °C až 880 °C jsou výhodné vnitřní teploty nádrže 11. Pokud je vnitřní teplota nádrže 11 770 °C nebo vyšší, potom lze jednotlivé komponenty v nádrži 11 s jistotou rozpustit, a pokud je 880 °C nebo nižší, potom lze zabráním samospékání vytvořeného tantalového primárního prášku, čímž se zabrání vzniklým částicím v tom aby se staly hrubými. Lze použít i další teploty, například nižší než 770 °C nebo vyšší než 880 °C.

[0034] Potom lze na jemné tantalové částice v roztavené soli aplikovat elektrické a galvanické ošetření. Konkrétně se použije zdroj střídavého napětí 16, generuje se DC střídavý proud se střídavě obracejícím směrem proudu, a DC střídavý proud se aplikuje na jemné tantalové částice přes nádrž 11 a elektrodu 15. DC střídavý proud generuje indukční efekty; tak že i tehdy, pokud jemné tantalové částice nejsou v přímém kontaktu s nádrží 11 a elektrodou 15, lze proud aplikovat na jemné tantalové částice. V důsledku toho jemné tantalové částice působí jako katoda nebo anoda. Navíc, pokud se aplikuje DC střídavý proud, potom se anoda a katoda spínají střídavě. Zatímco jemné tantalové částice působí jako anoda, opouštějí elektrony tantal jemných tantalových částic, a probíhá jev (elektrolýza), při kterém je tantal kationizován a rozpouštěn v roztavené soli. Zatímco jemné tantalové částice působí jako katoda, probíhá jev (galvanizace), při které jsou kationy tantalu v roztavené soli jímány na elektronech v jemných tantalových částicích a přilnou na jemné tantalové částice. V důsledku střídavého vystavení elektrolýze a galvanizaci dochází u jemných tantalových částic k elektrickému leštění, které činí jejich povrch hladkým.

v -- · - -··** ···· ____ · · ««· · · · *** « · · ··♦ · ·<· « ·* ·· ·* ·· [0035] Pokud jde o elektrické a galvanické ošetřeni, které má učinit povrch jemných tantalových částic dostatečně hladkým, jak ukazuje obr. 4, je výhodné nastavit v případě potřeby: dobu elektrolýzy (r), hustotu galvanizačního proudu (a), proudovou hustotu, pokud se provádí elektrolýza (β), inverzní frekvenci (Θ) a dobu nečinnosti (ε) . Pokud jde o elektrolýzu, nastavením doby elektrolýzy a proudové hustoty v případě nutnosti, lze ionizovat tantalové ionty zejména ve vtlačené oblasti tantalových sekundárních částic s mnoha výběžky a prohlubněmi; zejména je výhodné, pokud se nízká proudová hustota aplikuje dlouhodobě. Pokud se vystaví elektrolýze dlouhodobě při nízké proudové hustotě, potom se tantalové ionty mohou držet v blízkosti částic. Kromě toho nastavením doby nečinnosti, pokud je to nutné, se může difúze iontů udržovaná v blízkosti tantalového povrchu podpořit v důsledku toho, že ionizované tantalové ionty způsobují vzrůst viskozity, a tak se mohou tantalové iony pohybovat do vtlačené oblasti. Kromě toho, pokud jde o galvanizaci, nastavení doby galvanizace a proudové hustoty, pokud je to nutné, pro to, aby mohl být tantal absorbován a vyhlazen ve vtlačené oblasti; konkrétně je výhodné, aby se krátkodobě působilo při vysoké proudové hustotě. Kromě toho, vzhledem k vibračním efektům generovaným proudovými inverzemi nebo povrchovým napětím mezi oblastí, kde je koncentrace tantalových iontů vysoká, a oblastí roztavené soli, lze podpořit vyhlazení povrchu. Pokud jde o schopnost podle předloženého vynálezu vyhladit povrch tantalového prášku (např. zvětšením tloušťky krku), pokud se výchozí aglomerovaný prášek porovná s tantalovým práškem po elektrickém a/nebo galvanickém ošetření, potom lze tloušťku krku zvětšit o 5 % nebo více, 10 % nebo více, 15 % nebo více, 20 % nebo více, 25 % nebo více, nebo 30 % nebo více, vztaženo k tloušťce krku.

[0036] Dále je třeba uvést, že 0,001 A/cm² až 0,1 A/cm² je výhodná proudová hustota jak pro elektrolýzu, tak pro galvanizaci. Další rozmezí proudové hustoty se mohou pohybovat od 0,01 A/cm² do 0,1 A/cm², nebo od 0,05 A/cm² do 0,1 A/cm². Pokud je proudová hustota příliš nízká, potom je nepravděpodobné, že budou reakce probíhat; na druhé straně, pokud je příliš vysoká, tj. pokud reakční rychlost přesáhne 1 nm/s, potom se řízení stává obtížným. Proudová hustota může být vyšší než 0,1 A/cm² nebo nižší než 0,001 A/cm².

[0037] Doba galvanizace (doba, kdy jsou jemné tantalové částice aktivní jako katoda) je výhodně 0,8 až lOnásobkem (např. 1 až 8násobkem, 2 až 7 násobkem, 3 až 5 násobkem) doby elektrolýzy (doba, kdy jemné tantalové částice působí jako anoda). Pokud je doba galvanizace 0,8násobkem doby elektrolýzy nebo delší, potom může být povrch jemných tantalových částic dostatečně vyhlazen, a pokud je kratší než lOnásobek, potom je možné zabránit částicím v tom, aby se staly hrubými v důsledku nadměrné galvanizace. V případě, že je velikost zrna primárních částic jemných tantalových částic veliká, lze částice zjemnit; proto je výhodné prodloužit dobu elektrolýzy.

[0038] Protože jsou tantalové částice jemné, provádí se elektrolýza a galvanizace extrémně krátkou dobu (během 0,226 nm/s při 0,1 A/cm²). Takže, pokud je inverzní frekvence příliš nízká, potom není inverzní efekt zcela demonstrován, a pokud je příliš vysoký, potom nelze dohnat přenosovou rychlost iontů. Kromě toho někdy může tvar vyplňovat zbytečné mezery v dendritovém stavu příměsemi. Inverzní frekvence může být zpravidla 0,5 nm/s, 0,3 nm/s, 0,2 nm/s, 0,1 nm/sec, 1 nm/s, pro libovolnou proudovou hustotu.

«««· · · [0039] Potom lze hladký povrch jemných tantalových částic tepelně agregovat (nebo aglomerovat) za vzniku terciálnich částic (např. průměrná velikost od 500 pm do 5000 pm a/nebo distribuce velikosti částic). Tepelná agregace se výhodně provádí za podmínek, kde smršťovací poměr dosahuje 5 % až 10 %. Při smršťovacím poměru 5 % nebo větším, lze uspokojivě provést tepelnou agregaci, a smršťovací poměr 10 % nebo nižší může zabránit nadměrné tepelné agregaci. Pro smršťování poměr,který leží v uvedeném rozmezí je teplota tepelné agregace výhodně 900 °C až 1200 °C, výhodněji přibližně 1050 °C. Pokud je teplota tepelné agregace 900 °C nebo vyšší, potom lze dosáhnout smršťovacího poměru 5 % nebo většího, a pokud je 1200 °C nebo menší, potom lze dosáhnout smršťovacího poměru 10 % nebo menšího. Tepelná agregace se může provádět při těchto teplotách po dostatečnou dobu, která způsobí agregaci, například 5 minut nebo více. Smršťování poměr může u jednoho nebo více provedení ležet mimo rozmezí 5 % až 10 %. Smršťování poměr se může například pohybovat od 1 % do 20 %, od 3 % do 20 %, od 3 % do 15 %, nebo může dosahovat dalších procentických hodnot ležících v těchto rozmezích.

[0040] Potom lze tepelně agregované terciální částice mlít a přesivat. Jako způsob mletí lze citovat například způsob použití válcového granulátoru obsahujícího různé válce. Různými válci jsou zde dva válce, mezi kterými existuje meziprcstor, a které se vzájemně protisměrně otáčejí, přičemž každý válec má různý počet otáček. Pokud jde o rovnováhu mezi obvodovými rychlostmi dvou různých válců, je výhodné pokud obvodová rychlost jednoho z válců je rychlejší než obvodová rychlost druhého válce o 20 % nebo více, protože to umožní dosáhnout 44 pm až 150 pm tantalového prášku při vyšší smršťovací rychlosti. Jeden válec může mít jinou rychlost otáčení než druhý válec (např. jinou hodnotu min¹), například o 20 % až 100% větší, o 20 % až 80 % větší, o 25 % až 75 % větší, nebo o 30 % až 70 % větší.

[0041] Pokud jde o způsob přesiváni, způsob přesívání rozemletého prášku navrstvením dvou sít s různou velikosti ok lze uvést jako příkladné provedení. Zde jedno ze dvou sít umožňuje prášku menšímu, než je horní mez daného rozmezí velikosti zrna, projít, ale neumožňuje prášku většímu, než je horní mez daného rozmezí velikosti zrna, projít skrze, zatímco druhé umožní prášku menšímu než je spodní mez daného rozmezí velikosti zrna projít, ale již neumožní projít prášku většímu než je spodní mez daného rozmezí velikosti zrna. První síto je umístěno nad druhým sítem na dně, pokud se použije. Navíc pokud jde o způsob přesívání, jako příklad lze uvést vibrační techniku nebo rotační techniku. Zde je vibrační technika způsobem posunu navrstvených sít směrem nahoru a dolu, a rotační technika je způsobem krouživého pohybu navrstvených sít horizontálně.

[0042] Jak již bylo popsáno, lze použit tantalový prášek (průměrná velikost zrna přibližně 44 pm až 150 pm nebo mající rozmezí velikosti zrna od 55 pm do 150 pm) tvořený terciálními částicemi získanými přesíváním, například lze použít tantalový prášek pro tantalový elektrický kondenzátor. Terciální částice se zpravidla aglomerují.

[0043] Pokud jde o čistotu tantalového prášku, tantalový prášek může mít libovolnou požadovanou čistotu, pokud jde o tantal. Například může mít tantalový kov čistotu 95 % Ta nebo vyšší, například 99 % Ta nebo vyšší, například 99,95 % Ta nebo vyšší, například 99, 99 % Ta nebo vyšší, nebo od

99,999 % Ta nebo vyšší čistoty. Tantalový prášek může obsahovat různé koncentrace příměsí, jak bude popsáno níže.

[0044] U alespoň jednoho provedení předloženého vynálezu mohou mít prášek a/nebo pelety, a/nebo spečená anoda následující charakteristiky, nicméně je třeba chápat, že prášek může mít i charakteristiky ležící mimo tato rozmezí: Úrovně čistoty:

Obsah kyslíku od přibližně 5000 ppm do přibližně 60 000 ppm, například od přibližně 8000 ppm do přibližně 50 000 ppm nebo od přibližně 10 000 ppm do přibližně 30 000 ppm, nebo od přibližně 12 000 ppm do přibližně 20 000 ppm kyslíku. Poměr kyslíku (v ppm) do BET (v m²/g) se může pohybovat od přibližně 2000 do přibližně 4000, například od přibližně 2200 do přibližně 3800, od přibližně 2400 do přibližně 3600, od přibližně 2600 do přibližně 3400, nebo od přibližně 2800 do přibližně 3200 apod.

Obsah uhlíku od přibližně 1 ppm do přibližně 100 ppm a výhodněji od přibližně 10 ppm do přibližně 50 ppm nebo od přibližně 20 ppm do přibližně 30 ppm uhlíku.

Obsah dusíku od přibližně 100 ppm do přibližně 20 000 ppm nebo vyšší a výhodněji od přibližně 1000 ppm do přibližně 5000 ppm nebo od přibližně 3000 ppm do přibližně 4000 ppm nebo od přibližně 3000 ppm do přibližně 3500 ppm dusík.

Obsah vodíku od přibližně 10 ppm do přibližně 1000 ppm, a výhodněji od přibližně 300 ppm do přibližně 750 ppm, nebo od přibližně 400 ppm do přibližně 600 ppm vodíku.

Obsah železa od přibližně 1 ppm do přibližně 50 ppm, a výhodněji od přibližně 5 ppm do přibližně 20 ppm železa.

4 4 4 · 4 4

« 44* · * * • 4 4 4 ·

4 ♦·

444

Obsah niklu od přibližně 1 ppm do přibližně 150 ppm, a výhodněji od přibližně 5 ppm do přibližně 100 ppm nebo od přibližně 25 ppm do přibližně 75 ppm niklu.

Obsah chrómu od přibližně 1 ppm do přibližně 100 ppm a výhodněji od přibližně 5 ppm do přibližně 50 ppm nebo od přibližně 5 ppm do přibližně 20 ppm chrómu.

Obsah sodíku od přibližně 0,1 ppm do přibližně 50 ppm a výhodněji od přibližně 0,5 ppm do přibližně 5 ppm sodíku.

Obsah draslíku od přibližně 0,1 ppm do přibližně 100 ppm a výhodněji od přibližně 5 ppm do přibližně 50 ppm, nebo od přibližně 30 ppm do přibližně 50 ppm draslíku.

Obsah hořčíku od přibližně 1 ppm do přibližně 50 ppm a výhodněji od přibližně 5 ppm do přibližně 25 ppm hořčíku.

Obsah fosforu (P) od přibližně 5 ppm do přibližně 500 ppm a výhodněji od přibližně 100 ppm do přibližně 300 ppm fosforu.

Obsah fluoridu (P) od přibližně 1 ppm do přibližně 500 ppm a výhodněji od přibližně 25 ppm do přibližně 300 ppm, nebo od přibližně 50 ppm do přibližně 300 ppm, nebo od přibližně 100 ppm do přibližně 300 ppm.

[0045] Prášek může mít velikost zrna stanovenou pomocí přístroje Fisher Sub-sieve (FS) přibližně 2,5 pm nebo menši, například od přibližně 0,10 pm do přibližně 2,0 pm, nebo od přibližně 0,20 pm do přibližně 0,8 pm. Prášek může mít sypnou hustotu od přibližně 2,0 g/cm³ nebo menší, nebo 1,80 g/cm³ nebo menší, 1,5 g/cm³ nebo menši, například od přibližně 0,80 g/cm³ do přibližně 1,30 g/cm³, nebo od přibližně 1,0 g/cm³ do přibližně 1,20 g/cm³.

»·»* » -· * « 4 * · » > « · * · • ιι«> · a · ·*· * « t ♦ ·· t » » · · « ♦ * *>» a »· »» ·· ·' [0046] Prášek (primární, sekundární nebo terciální) může mít následující distribuci velikosti částic (vztaženo k celkovým %), vztaženo k velikosti oka síta:

+60# od přibližně 0,0 do přibližně 1 % a výhodně od přibližně 0,0 do přibližně 0,5 % a výhodněji 0,0 nebo přibližně 0,0.

60/170 od přibližně 45 % do přibližně 70 % a výhodně od přibližně 55 % do přibližně 65 % nebo od přibližně 60 % do přibližně 65 %.

170/325 od přibližně 20 % do přibližně 50 % a výhodně od přibližně 25 % do přibližně 40 % nebo od přibližně 30 % do přibližně 35 %.

325/400 od přibližně 1,0 % do přibližně 10 % a výhodně od přibližně 2,5 % do přibližně 7,5 %, například od přibližně 4 % do přibližně 6 %.

-400 od přibližně 0,1 % do přibližně 2,0 % a výhodně od přibližně 0,5 % do přibližně 1,5 %.

[0047] Prášek, pokud se z něj vytvoří anoda spékáni při teplotě 1150 °C po dobu 10 minut a při použití tvářecí teploty 60 °C a lisovací hustoty 4,5 g/cm³ a tvářecího napětí 6 V, potom má kapacitanci přibližně 200 000 CV/g do přibližně 800 000 CV/g, například od přibližně 450 000 CV/g do přibližně 700 000 CV/g nebo od přibližně 500 000 CV/g do přibližně 700 000 CV/g. Rovněž svodový proud může být menší než 20 nA/pFV a může se pohybovat od přibližně 2,5 do přibližně 15 nA/pFV nebo od přibližně 3,0 do přibližně 10 nA/pFV. Tyto hodnoty nebo rozmezí pro kapacitanci a/nebo svodový proud lze rovněž dosáhnout při teplotě spékáni 1200 °C nebo 1250 °C, době spékáni 10 minut a/nebo tvářecím •*·Φ · · napětí od 5 voltů do 16 voltů. Rovněž jakákoliv jednotlivá hodnota v rozmezích uvedených pro kapacitanci a svodový proud může být použita pro účely toho vynálezu.

[0048] Ta prášek podle předloženého vynálezu může mít rovněž distribuci velikosti pórů, která může být jednovrcholová nebo vícevrcholová, jako například dvouvrcholová. Ta prášek podle předloženého vynálezu může mít průměr pórů takový, že středová intenzita piku leží kdekoliv od přibližně 0,1 pm průměru pórů do přibližně 0,2 pm, například od přibližně 0,1 pm do přibližně 0,18 pm. Průměr póru může mít rovněž výšku píku od přibližně 0,3 do přibližně 0,5 dV/d(logd), například přibližně 0,4 dVZd (logd). Pro účely předloženého vynálezu se mohou tato rozmezí pohybovat v 20 %, nebo v 10 %, nebo v 5 % nebo ve 2 % výše popsaných rozmezí a kompletně jsou znázorněna na obrázcích.

[0049] Ta prášky podle předloženého vynálezu mohou mít BET měrného povrchu od přibližně 4,0 m²/g do přibližně 20 m²/g, a výhodněji od přibližně 4 m²/g do přibližně 15 m²/g, například od přibližně 12 m²/g do přibližně 15 m²/g.

[0050] Předložený vynález se rovněž týká kondenzátorů obsahujících prášky podle předloženého vynálezu nebo vyrobených z těchto prášků podle předloženého vynálezu. Prášky mohou tedy tvořit například alespoň část anody kondenzátorů využívající konvenčni techniky. Kondenzátorem může být mokrý nebo suchý kondenzátor.

[0051] U výše popsaného výrobního způsobu je možné disperzním přidáním jednoho nebo více redukčních činidel dosáhnout rovnoměrné reakce heptafluoridu draselnotantaličného a redukčního činidla, a tedy vytvoření primárních částic s malou velikostí zrna, a vzájemným spojením primárních částic lze vytvořit sekundární částice.

Obecně, jak je znázorněno na obrázku 2 vykazuje sekundární částice 2Qa úzkou vzájemnou styčnou plochu vytvořenou mezi primárními částicemi 21 a 21, a jeví se jako struktura (struktura mající krk 22) mající výběžky a prohlubeň; nicméně u provedení, u kterého se aplikuje elektrické a galvanické ošetření, je možné získat sekundární částice 20b (viz obr. 3) s hladkým povrchem bez krku, a současně se zabrání tomu, aby se prášek stal hrubým. Domníváme se, že toto je způsobeno skutečností, že během elektrolýzy a galvanického ošetření se tantal vysráží na vtlačené oblasti (krku 22) sekundární částice 20a nicméně na vybíhajících oblastech bude elektrolýza pravděpodobněji pokračovat. Sekundární částice získaná elektrickým a galvanickým ošetřením bude mít tedy velký měrný povrch, protože zůstane zachována malá velikost zrna. Díky tomu, je při použití tantalového prášku využívajícího tyto sekundární částice možné získat kondenzátor s velkou elektrostatickou kapacitou. Kromě toho v důsledku toho, že tyto částice mají vyhlazený povrch a užší plochu lze vytvořit rovnoměrnou oxidovou fólii, čímž lze redukovat svodový proud (konkrétně nižší než 10 nA/pF). Kromě toho u předloženého vynálezu dochází k redukci heptafluoridu draselnotantaličného a stejné zařízení je vystaveno následnému elektrickému a galvanickému ošetření, takže je omezeno i vmíchávání případných nečistot. Kromě toho lze u výše popsaného provedeni pro vytvořeni terciálnich částic tepelnou agregaci jemných tantalových částic získat následným drcením a přesivání tantalový prášek s rovnoměrnou velikostí zrna. Pokud je velikost zrna tantalového prášku rovnoměrná, potom existuji tendence vytvoření prostorů mezi ♦

částicemi, čímž se zvětšuje měrný povrch a snadno se mohou zvyšovat CV hodnoty.

[0052] U provedení výše popsaného způsobu výroby tantalového prášku, se jako prostředek pro disperzní přidání redukčního činidla nebo dusík použije rozstřikovač; nicméně, je třeba zdůraznit, že předložený vynález se na toto provedení neomezuje, a jako přidávací prostředek lze například použít množinu trysek. Kromě toho u výše popsaného provedení, lze dusík přidávat druhým přidávacím prostředek, nebo jej lze zcela vynechat. Nicméně přidáváni dusíku může usnadnit výrobu menší velikosti zrna primárních částic.

[0053] Kromě toho u výše popsaného provedeni pro výrobu jemných tantalových částic, se sice redukční činidlo přidává disperzně do heptafluoridu draselnotantaličného rozpuštěného v roztavené soli, nicméně rovněž lze použit variantu, kdy se plynné tantalové sloučeniny (například chlorid tantalu, jodid tantalu, oxid tantaličný atd.) mohou uvést do kontaktu s plynným redukčním činidlem za vzniku jemných tantalových částic. Uvádění plynného redukčního činidla do kontaktu s plynnou tantalovou sloučeninou lze realizovat například tak, že se po dodání plynné tantalové sloučeniny a redukčního činidla do ohřáté nádrže, vše ochladí a dochází k agregaci částic, které se následně jímají. Jako plynné redukční činidlo lze například citovat vodík, plynný sodík, plynný hořčík atd. Pokud jde o teplotu, při které probíhá redukce, potom je výhodná teplota o 10 °C až 200 °C vyšší, než je teplota varu tantalových sloučenin. Pokud redukce probíhá při teplotě vyšší než je teplota varu tantalové sloučeniny o 10 °C nebo o více stupňů, potom lze reakci snadno řídit, a současně, pokud je teplota vyšší než teplota varu tantalové ···· · · sloučeniny o 200 °C nebo o méně stupňů, potom lze částicím bránit v tom, aby vytvořili prášek mající hrubou strukturu.

[0054] Navíc předložený vynález sice zahrnuje tepelnou agregaci, drcení a přesívání vyhlazených jemných tantalových částic, nicméně tyto procesy lze vypustit. V tomto případě by vyhlazené jemné tantalové částice představovaly tantalový prášek podle předloženého vynálezu.

[0055] Pokud jde o dusík, tento se může nacházet v libovolném skupenství, například ve formě plynu, kapaliny nebo pevné látky. Výhodně se dusík nachází v plynné formě. Tantalové prášky podle předloženého vynálezu mohou obsahovat libovolné množství dusíku jako dopant nebo jinak přítomného. Dusík může být přítomen v krystalické formě a/nebo ve formě pevného roztoku v libovolném poměru, přítomný dusík se může nacházet zcela v krystalické formě, nebo zcela ve formě pevného roztoku, nebo může představovat libovolnou jejich kombinaci. Množstvím dusíku přítomného v tantalovém prášku může být libovolné množství, například od přibližně 50 ppm do přibližně 250 000 ppm. Další možná množství zahrnují neomezujícím způsobem rozmezí od přibližně 100 ppm nebo více, od přibližně 200 ppm nebo více, od přibližně 500 ppm nebo více, od přibližně 1000 ppm nebo více, od přibližně 1000 do přibližně 4000 ppm, od přibližně 1000 ppm do přibližně 5000 ppm, od přibližně 1000 ppm do přibližně 7500 ppm, od přibližně 100 ppm do přibližně 5000 ppm, od přibližně 1000 ppm do přibližně 10 000 ppm, od přibližně 1000 ppm do přibližně 20 000 ppm apod. Všechna tato ppm rozmezí jsou uváděna pro dusík přítomný v prášku.

[0056] Podle jedno provedeni předloženého vynálezu se připravený tantalový prášek použije pro výrobu anody

Zb kondenzátoru (např. mokrou anodu nebo suchou anodu). Anoda kondenzátoru a kondenzátor (mokrý elektrický kondenzátor, pevný kondenzátor atd.) lze vyrobit libovolným způsobem a/nebo mohou mít jednu nebo více součástek/designů, například popsaných v patentech US 6 870 727; US 6 813 140;

US	6	699	757;	US 7	190 571; US 7 172	985;	US 6	804	109;
US	6	788	523;		US 6 527 937 B2;	US	6 462	934	B2;
US	6	420	043	Bl;	US 6 375 704 Bl;	US	6 338	816	Bl;
US	6	322	912	Bl; US	6 616 623; US 6 051	04 4 ;	US 5	580	367;
US	5	448	447;	US 5	412 533; US 5 306	4 62;	US 5	245	514;
US	5	217	526;	US 5	211 741; US 4 805 704; a	US 4	940	490,

které jsou zde začleněny formou odkazů. Prášek lze formovat do zeleného těla a spékat za vzniku spečeného kompaktního těla, přičemž spečené kompaktní tělo lze anodizovat za použití konvenčních technik. Předpokládá se, že anody kondenzátoru vyrobené z tantalového prášku vyrobeného podle předloženého vynálezu mají zlepšené charakteristiky, pokud jde o protékání elektrického proudu. Kondenzátory podle předloženého vynálezu lze použít pro celou řadu různých finálních aplikací, jako například pro elektroniku do automobilů; mobilních telefonů; počítačů, tj. pro monitory, základní desky apod.; pro spotřební elektroniku zahrnující TV a obrazovky; tiskárny/kopírky; zdroje napětí; modemy; notebooky; a diskové mechaniky.

[0057] Předložený vynález se stane jasnějším po prostudování následujících příkladů, které mají čistě ilustrativní charakter.

PŘÍKLADY

Příklad 1

• * · • · *	•	• · · · ·	t ·
9 ····	• ·	• ·«· · · ·	···
• ·	•	• · · ·	•
• · V ·	•	• ·· ··	··

[0058] U tohoto provedeni se použilo výrobní zařízení znázorněné na obrázku 1, kde je nádrží 11 SOlitrová nádrž, ve které jsou všechny plochy, které přicházejí do kontaktu s kapalinou a plynem vyrobeny z tantalu o vysoké čistotě. Do nádrže 11 se přidalo 35 kg chloridu draselného a ohřálo na 800 °C a při této teplotě se udržovalo za míchání pomocí míchacího prostředku 12 až do úplného rozpuštění. Potom po rozpuštění 37,5 g heptafluoridu draselnotantaličného v rozpuštěném chloridu draselném, za disperzního přidání 10,8 g roztaveného sodíku prvním přidávacím prostředkem 13, se dusík disperzně přidal druhým přidávacím prostředkem 14. Toto vedlo k získání jemných tantalových částic v důsledku redukce heptafluoridu draselnotantaličného. Po tepelné agregaci jemných tantalových částic při 1100 °C, a jejich rozemletí pomocí válcového granulátoru se získal tantalový prášek s velikostí zrn 44 pm až 150 pm. U všech surovin, které se použily v tomto příkladu výroby, se před použitím odstranila vlhkost.

Přiklad 2 [0059] Jemný tantalový prášek se získal po trojím zopakování stejné redukce heptafluoridu draselnotantaličného jako v příkladu 1. Potom se za udržování roztoku chloridu draselného nově do nádrže 11 přidalo 100 g heptafluoridu draselnotantaličného. Potom se pomocí zdroje střídavého napětí DC 16 generoval DC střídavý proud s inverzní frekvencí 100 Hz za proudové hustoty 0,02 A/cm², a přes nádrž 11 a elektrodu 15 se DC střídavý proud aplikoval na jemné tantalové částice po dobu 15 sekund, a jemné tantalové částice se podrobily elektrickému a galvanickému ošetření za účelem elektrického leštění. Současně byl vnitřek nádrže 11 míchán pomocí míchacího prostředku 12 tak, že se získané částice vysrážely. Doba pro galvanizaci * « · · · · · · · «··* « « · ··* · · · ··· • a * a · · ·

		··
(doba,	po	kterou	jemné	tantalové	částice	působí	jako
katoda)	se	nastaví	na	1,Snásobek	doby pro	elektrolýzu
(doba,	po	kterou	jemné	tantalové	částice	působí	jako

anoda). Jak již bylo popsáno, získaly se jemné tantalové částice s hladkým povrchem (tantalový prásek).

Přiklad 3 [0060] Stejně jako v příkladu 2, s tou výjimkou, že bylo množství heptafluoridu draselnotantaličného, který se nově přidal do nádrže 11 50 g, proudová hustota DC střídavého proudu byla 0,02 A/cm², a doba aplikace DC střídavého proudu byla 10 sekund, se získaly jemné tantalové částice s hladkým povrchem (tantalový prášek).

Příklad 4 [0061] Stejně jako v příkladu 2, s tou výjimkou, že se heptafluorid draselnotantaličný přidal pouze jednou po trojím zopakování redukce heptafluoridu draselnotantaličného, se získaly jemné tantalové částice s hladkým povrchem (tantalový prášek).

Příklad 5 [0062] Chlorid Tantalu, odpařovaný při 300 °C se se jemné tantalové částice mající primárního zrna redukoval vodíkem a získaly průměrnou velikost přibližně 30 nm.

Elektrické leštění se provádělo při částic stejnému kHz vystavením elektrickému a jemných tantalových galvanickému ošetření jako v příkladu 2, tantalové částice s hladkým povrchem (tantalový prášek).

a získaly se jemné ·· * ·»»» · · · • · * · · ♦ * · · · · • ··« « · * »«* · · » ··» « * « * · * * · *«· » ·« ·· ·< ··

Přiklad 6 [0063] Stejně jako v příkladu 5, s tou výjimkou, že se chlorid tantalu redukoval sodíkem, který se odpařoval při 900 °C namísto vodíkem, se získaly jemné tantalové částice s hladkým povrchem (tantalový prášek).

[0064] Pokud jde o tantalový prášek získaný v příkladech 1 až 6, CV hodnoty a svodový proud se měřily níže uvedeným způsobem. Výsledky jsou uvedeny v tabulce 1.

[0065] Způsob měření CV hodnoty: Pelety se vyrobily formováním tantalového prášku, při kterém byla hustota 4,5 g/cm³, potom se pelety chemicky převedly ve vodném roztoku kyseliny fosforečné mající koncentraci 0,1% obj. při napětí 6 V a proudu 90 mA/g. Chemicky převedené pelety se následně použily jako vzorky pro měření CV hodnoty ve vodném roztoku kyseliny sírové mající koncentraci

30.5 % obj. při teplotě 25 °C za frekvence 120 Hz a napětí

1.5 V.

[0066] Způsob měření svodového proudu: Pelety se vyrobily formováním tantalového prášku, při kterém byla hustota 4,5 g/cm³, potom se pelety chemicky převedly ve vodném roztoku kyseliny fosforečné mající koncentraci 0,1 % obj. při napětí 6 V a proudu 90 mA/g. Chemicky převedené pelety se následně použily jako vzorky pro měření svodového proudu ve vodném roztoku kyseliny fosforečné mající koncentraci 10 % obj. při teplotě 25 °C, kdy se použilo napětí 4,0 V po dobu tři minut.

[Tabulka 1]

Výrobní

Průměrná

CV hodnota

Svodový proud

*0 ·»·» · · ·. · ··*< « · · ·*» » · · ··♦ « « · · * ’ · r ·« ·« ♦· *· *

*

vzorek	velikost zrna primárních částic (nm)	(pFV/g)	(nA/pF)
1	25	455000	5,0
2	23	500800	4,0
3	17	609000	4,5
4	14	708000	10,0
5	13	790000	9,5
6	28	650300	9,0

[0067] V příkladu 1, kde se heptafluorid draselnotantaličný redukuje pouze v roztavené soli sodíkem, byla CV hodnota tantalového prášku přibližně 455 000 pFV/g. Nicméně v Příkladech 2 až 4, kde se aplikovalo elektrické a galvanické ošetření, ležela průměrná velikost zrna primárních částic v rozmezí 10 pm až 30 pm, CV hodnota tantalového prásku vzrostla na přibližně 500 000 až 700 000 pFV/g, a svodový proud zůstal pod 10 nA/pF.

[0068] V přikladu 5, kde se chlorid tantalu redukoval vodíkem a aplikovalo se elektrické a galvanické ošetření, ležela průměrná velikost zrna primárních částic v rozmezí 10 pm až 30 pm, CV hodnota tantalového prášku vzrostla na přibližně 800 000 pFV/g, a hodnota svodového proudu zůstala pod 10 nA/pF.

[0069] V příkladu 6, kde se chlorid tantalu redukoval sodíkem a aplikovalo se elektrické a galvanické ošetření, spadala průměrná velikost zrna primárních částic do rozmezí 10 pm až 30 pm, CV hodnota tantalového prášku vzrostla na přibližně 650 000 pFV/g, a hodnota svodového proudu zůstala pod 10 nA/pF.

JI ♦ ··· [0070] Přihlašovatelé specificky začleňují celé obsahy všech citovaných odkazů do tohoto popisu. Pokud jsou množství, koncentrace, nebo další hodnota nebo parametr uvedeny bu'd jako rozmezí, výhodné rozmezí, nebo seznam horních výhodných hodnot a spodních výhodných hodnoty, potom je toto třeba chápat tak, že explicitně zahrnuje veškerá rozmezí tvořená libovolným párem libovolné horní mezní hodnoty rozmezí nebo výhodné hodnoty a libovolné spodní mezní hodnoty rozmezí nebo výhodné hodnoty, bez ohledu na to, zda jsou tato rozmezí samostatně popsaná. Pokud je zde citováno rozmezí numerických hodnot, potom, není-li stanoveno jinak, do tohoto rozmezí spadají i oba jeho koncové body a veškerá celá čísla a frakce v tomto rozmezí. Je třeba poznamenat, že rozsah vynálezu se neomezuje pouze na citované specifické hodnoty, pokud definují rozmezí.

[0071]

Odborníkům v daném oboru, budou po prostudování předchozího popisu a při realizaci zde popsaného předloženého vynálezu zřejmá i další možná provedení předloženého vynálezu. Rovněž je třeba poznamenat, že zde popsané příklady mají pouze ilustrativní charakter a rozsah vynálezu je jednoznačně vymezen přiloženými patentovými nároky.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Tantalový prášek, vyznačený tím, že je tvářen do anody elektrického kondenzátoru, přičemž uvedená anoda má kapacitanci od 450 000 do 800 000 pFV/g, a měří se slisováním tantalového prášku do pelet s tantalovými dráty, při lisovací hustotě 4,5 g/cm³, spékáním uvedených pelet, anodizací uvedených spečených pelet ve vodném roztoku kyseliny fosforečné mající koncentraci 0,1 % obj. pod napětím 6 V a proudem 90 mA/g za vzniku anodizovaných pelet, přičemž kapacitance se testuje ve vodném roztoku kyseliny sírové mající koncentraci 30,5 % obj. při teplotě 25 °C za frekvence 120 Hz a napětí 1,5 V.
2. Způsob výroby tantalového prášku podle nároku 1, který zahrnuje: vytvoření jemných tantalových částic disperzním přidáním alespoň jednoho redukčního činidla do heptafluoridu draselnotantaličného rozpuštěného v roztavené soli, a redukcí povrchové hrubosti a/nebo zvětšením tloušťky krku jemných tantalových částic vystavením uvedených jemných tantalových částic elektrickému a galvanickému ošetřeni.
3. Způsob výroby tantalového prášku podle nároku 1, který zahrnuje: vytvoření jemných tantalových částic kontaktováním alespoň jednoho plynného redukčního činidla s alespoň jednou plynnou sloučeninou tantalu, a redukcí povrchové hrubosti a/nebo zvětšením tloušťky krku jemných tantalových částic vystavením uvedených jemných tantalových částic elektrickému a galvanickému ošetření.
4. Způsob podle nároku 2 nebo 3, který dále zahrnuje tepelnou agregaci nebo aglomeraci jemných tantalových částic po uvedeném elektrickém a galvanickém ošetření za vzniku aglomerovaných částic a následné mletí a přesíváni uvedených aglomerovaných částic.
5. Tantalový prášek podle nároku 1, který má průměrnou velikost primárních částic od 10 nm do 30 run.
6. Tantalový prášek podle nároku 1, kde má uvedený tantalový prášek distribuci velikostí částic, ve které 80 % nebo více tantalového prášku spadá do rozmezí +/- 5 nm průměrné velikosti částic.

Ί. Tantalový prášek podle nároku 1, kde má uvedený tantalový prášek rychlost tečení 30 sekund až 3 minuty.
8. Tantalový prášek podle nároku 1, kde má uvedený tantalový prášek D50 velikost sekundárních částic od

1 mikrometru do 150 mikrometrů.
9. Tantalový prášek podle nároku 8, který má D10 velikost sekundárních částic

20 mikrometrů a D90 velikost od 0,7 mikrometru do sekundárních Částic od

5 mikrometrů do 200 mikrometrů.
10. Tantalový prášek podle nároku 1, kterým má hodnotu BET měrného povrchu od 4 do 20 m²/g; průměrnou velikost zrna aglomerovaného terciálního tantalového prášku 44 mikrometrů do 150 mikrometrů; čistotu tantalového kovu 99 % Ta nebo vyšší; a velikost stanovenou pomocí přístroje Fisher Subsieve od 0,10 mikrometru do 2,5 mikrometrů.
11, Tantalový prášek podle nároku 10, který má distribuci velikostí pórů která je jednovrcholová.

• ···
12. Tantalový prášek podle nároku 10, který má průměr pórů se střední intenzitou píku od 0,1 mikrometru do 0,2 mikrometru a šířku píku od 0,3 do 0,5 dV/d (logd).

13. Tantalový prášek podle nároku 1, který má průměrnou velikost částic od 13 do 27 nm; distribuci velikostí částic, kde 90 % až 99 %

tantalového prášku spadá do rozmezí +/- 5 nm průměrné velikosti zrna;

rychlost tečení 30 sekund až 3 minuty;

D50 velikost sekundárních částic od 75 mikrometrů do 150 mikrometrů; a D10 velikost sekundárních částic od 5 mikrometrů do 10 mikrometrů; D90 velikost sekundárních částic od 20 mikrometrů do

125 mikrometrů;

BET od 4 do 20 m²/g;

průměrnou velikost aglomerovaných sekundárních částic od 500 mikrometrů do 5000 mikrometrů;

velikost stanovenou pomocí Fisher Sub-sieve od 0,10 mikrometru do 2,5 mikrometrů; a průměr pórů se střední intenzitou píku od 0,1 mikrometr do 0,2 mikrometru; a průměr pórů s šířkou píku od 0,3 do 0,5 dV/d (logd).
14. Tantalový prášek podle nároku 1, který má:

obsah kyslíku od přibližně 5000 ppm do přibližně 60 000 ppm;

poměr kyslíku (v ppm) ku BET (v m²/g) poměr od přibližně 2000 do přibližně 4000;

obsah uhlíku od přibližně 1 ppm do přibližně 100 ppm;

obsah dusíku od přibližně 100 ppm do přibližně 20 000 ppm;

··· obsah vodíku od přibližně 10 ppm do přibližně 1000 ppm;

obsah železa od přibližně 1 ppm do přibližně 50 ppm;

obsah niklu od přibližně 1 ppm do přibližně 150 ppm;

obsah chrómu od přibližně 1 ppm do přibližně 100 ppm;

obsah sodíku od přibližně 0,1 ppm do přibližně 50 ppm;

obsah draslíku od přibližně 0,1 ppm do přibližně 100 ppm;

obsah hořčíku od přibližně 1 ppm do přibližně 50 ppm;

obsah fosforu (P) od přibližně 5 ppm do přibližně 500 ppm; a obsah fluoridu (P) od přibližně 1 ppm do přibližně 500 ppm.
15. Tantalový prášek podle nároku 1, který má:

obsah kyslíku od přibližně 12 000 ppm do přibližně 20 000 ppm;

poměr kyslíku (v ppm) ku BET (v m²/g) od přibližně 2800 do přibližně 3200;

obsah uhlíku od přibližně 10 ppm do přibližně 50 ppm;

obsah dusíku ve formě pevneho roztoku od přibližně

1000 ppm do přibližně 5000 ppm;

obsah vodíku od přibližně ppm;

obsah železa od přibližně 5 obsah niklu od přibližně 25 obsah chrómu od přibližně 5

400 ppm do přibližně 600 ppm do přibližně 20 ppm;

ppm do přibližně 75 ppm;

ppm do přibližně 20 ppm;

obsah sodíku od přibližně 0,5 ppm do přibližně 5 ppm;

obsah draslíku od přibližně 30 ppm do přibližně 50 ppm;

obsah hořčíku od přibližně 5 ppm do přibližně 25 ppm;

obsah fosforu (P) od 100 ppm do přibližně 300 ppm; a obsah fluoridu (P) od přibližně 100 ppm do přibližně 300 ppm.
16. Tantalový prášek podle nároku 13, který má následující distribuci velikostí částic (vztaženo k celkovým %), založenou na US standardní velikosti oka:

+60# od přibližně 0,0 do přibližně 1 %;

60/170 od přibližně 45 % do přibližně 70 %;

170/325 od přibližně 20 % do přibližně 50 %;

325/400 od přibližně 1,0 % do přibližně 10 %; a

-400 od přibližně 0,1 do přibližně 2,0 %.
17. Tantalový prášek podle nároku 13, který má následující distribuci velikostí částic (vztaženo k celkovým %), založenou na US standardní velikosti oka:

+60# od přibližně 0,0 do přibližně 0,5 %;

60/170 od přibližně 55 % do přibližně 65 %;

170/325 od přibližně 25 % do přibližně 40 %;

325/400 od přibližně 2,5 % do přibližně 7,5 %; a -400 od přibližně 0,5 % do přibližně 1,5 %.
18. Tantalový prášek podle nároku 13, který má následující distribuci velikostí částic (vztaženo k celkovým %), založenou na US standardní velikosti oka:

+60# 0 nebo přibližně 0,0;

60/170 od přibližně 60 % do přibližně 65 %;

170/325 od přibližně 30 % do přibližně 35 %;

325/400 od přibližně 4 % do přibližně 6 %; a • ···

-400 od přibližně 0,5 % do přibližně 1,5 %.
19. Způsob podle nároku 2, který se realizuje v nádrži s vnitřní teplotou 770 ^cC až 880 °C.
20. Způsob podle nároku 2, kde se uvedené elektrické a galvanické ošetřeni provádí při proudové hustotě 0,001 A/cm² až 0,1 A/cm².
21. Způsob podle nároku 2, kde reakce mezi uvedeným redukčním činidlem a heptafluoridem draselnotantaličným probíhá reakční rychlostí, která nepřesahuje 1 nm/s.
22. Způsob podle nároku 2, kde se uvedené galvanické ošetření provádí 0,8 až lOkrát na jedno elektrické ošetření.
23. Způsob podle nároku 2, kde má uvedené elektrické a galvanické ošetření inverzní frekvenci v 0,226 nm/sec.
24. Tantalový prášek podle nároku 1, kde má uvedená anoda DC svod nižší než 10 nA/pF.
25. Anoda elektrického kondenzátoru obsahující tantalový prášek podle nároku 1 a mající uvedenou kapacitanci.
26. Elektrický kondenzátor podle nároku 25, kde má uvedená anoda DC svod menší než 10 nA/pF.
27. Anoda elektrického kondenzátoru podle nároku 25, kde je uvedená kapacitance 550 000 CV/g až 800 000 CV/g.