DE10297448B4

DE10297448B4 - Verfahren zur Herstellung von Tantal- und/oder Niobpulvern mit hoher Oberflächenkennzahl

Info

Publication number: DE10297448B4
Application number: DE10297448T
Authority: DE
Inventors: Jilin He; Luntao Pan; Ningfeng Yuan; Xiaoli Wen; Xingbang Li
Original assignee: Ningxia Orient Tantalum Industry Co Ltd
Current assignee: Ningxia Orient Tantalum Industry Co Ltd
Priority date: 2001-09-29
Filing date: 2002-09-29
Publication date: 2008-09-25
Anticipated expiration: 2022-09-30
Also published as: JP4756825B2; KR20050009274A; DE10297448T5; CZ300132B6; IL161076A0; KR100785153B1; CN1410209A; GB0407844D0; GB2396161A; US6786951B2; CN1169643C; AU2002335301A1; CZ2004547A3; WO2003068435A1; IL161076A; JP2005517091A; US20030110890A1; GB2396161B

Abstract

Offenbart wird ein Verfahren zur Herstellung von Tantal- und/oder Niobpulvern mit hoher Oberflächenkennzahl durch Reduktion der entsprechenden Tantal- und/oder Nioboxide, wobei die Reduktion durch Reaktion der Tantal- und/oder Nioboxide mit mindestens einem Halogenmetall, ausgewählt aus der Gruppe der aus Mg, Ca, Sr, Ba und Ce bestehenden Halogenide, und einem Alkalimetall bei erhöhter Temperatur zur Bildung der Tantal- und/oder Niob-Pulver durchgeführt wird. Das Verfahren der vorliegenden Erfindung zeichnet sich durch folgende Vorteile aus: eine einfache Arbeitsweise, hohe Oberflächenkennzahl, hohe Reinheit, gute Fließfähigkeit der erhaltenen Tantal- und/oder Niob-Pulver und deshalb besonders gute Eignung zur Herstellung von elektrolytischen Kondensatoren.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Tantal- und/oder Niobpulvern mit hoher Oberflächenkennzahl.
Ein wichtiger Faktor bei der Herstellung von elektrolytischen Kondensatoren ist der Einsatz von Tantal- und/oder Niobpulvern. Die Herstellung von festen elektrolytischen Tantal- oder Niobkondensatoren umfasst typisch: die Verdichtung des Tantal- oder Niobpulvers zur Formung eines Pellets mit eingebettetem Tantal- oder Niobdraht, Sintern des Pellets an einem porösen Körper, dann Formen eines ununterbrochenen Dünnfilms aus dielektrischem Oxid auf der Oberfläche des porösen Pellets durch Anodisieren, Überziehen des Oxidfilms mit Kathodenmaterial und der letztendlichen Umhüllungsoperation. Die elektrische Kapazität des Kondensators richtet sich nach der Oberflächenkennzahl der Tantal- und/oder Niobpulver. Je höher die Oberflächenkennzahl des verwendeten Pulvers, umso größer die elektrische Kapazität der erhaltenen Kondensatoren. Auch der Leckstrom des Kondensators ist ein wichtiger Parameter bei der Bewertung der Qualität des Kondensators. Da die Unreinheiten die dielektrischen Eigenschaften des Oxidfilms beeinträchtigen, können Kondensatoren mit geringem Leckstrom durch den Einsatz von Tantal- und/oder Niobpulvern mit hoher Reinheit erhalten werden.
Nach dem Stand der Technik gibt es zwei Verfahren zur Herstellung von Tantal- und/oder Niobpulvern. Ein Verfahren ist die Elektronenstrahlmethode, wobei der mit dem Elektronenstrahl geschmolzene Tantal- und/oder Niob-Barren hydriert und dann pulverisiert wird, und das erhaltene Pulver eine hohe Reinheit, aber eine niedrige Oberflächenkennzahl aufweist, woraus sich eine geringe elektrische Kapazität für die mit diesen Pulvern hergestellten Kondensatoren ergibt. Das andere Verfahren ist eine chemische Reduktionsmethode, bei der die das Tantal und/oder Niob enthaltende Masse mit einem Reduktionsmittel reduziert und das erhaltene Pulver mit Säuren und Wasser ausgelaugt wird.
Tantalpulver wird typisch durch Reduktion von Kaliumfluortantalat (K₂TaF₇) mit Natrium hergestellt, wie in U.S. Patent Nr. 3 012 877 veröffentlicht. Wie in der WO 91/18121 zusammenfassend erklärt, wurde zum Erhalt von Tantalpulver mit hoher Oberflächenkennzahl mit Hilfe der chemischen Reduktionsmethode eine bestimmte Menge Verdünnungsmittel, wie z. B. aus NaCl, KCl, KF und NaF ausgewählte Alkalimetallhalogenide, zu den zu reduzierenden Rohstoffen hinzugefügt. Wenn jedoch für das Pulver eine höhere Oberflächenkennzahl benötigt wird, müsste bei dieser Methode mehr Verdünnungsmittel benutzt werden, um das Tantalpulver herzustellen. Leider wird bei Einsatz von mehr Verdünnungsmittel das Tantalpulver durch mehr Unreinheiten verschmutzt, und auch die Ausbeute geht zurück. Darüber hinaus kann die Oberflächenkennzahl, wenn sie einen bestimmten Wert erreicht hat, auch bei Einsatz von mehr Verdünnungsmittel in der Reduktionsreaktion nicht weiter erhöht werden. Da im Ergebnis das durch Reduktion von K₂TaF₇ mit Natrium in der Industrie erhaltene Tantalpulver gewöhnlich eine Oberflächenkennzahl von zwischen 0,2 und 2,0 m²/g aufweist, ist es praktisch unmöglich, mit der chemischen Reduktionsmethode ein Tantalpulver mit höherer Oberflächenkennzahl herzustellen.
U.S. Patent Nr. 6 136 062 offenbarte ein Verfahren zur Herstellung von Niob- und/oder Tantalpulvern durch Reduktion entsprechender Niob- und/oder Tantaloxide mit Magnesiummetall, wobei die erste Reduktionsstufe bis zum Erhalt einer durchschnittlichen Zusammensetzung entsprechend (Nb, Ta) Ox (x = 0,5 1,5) durchgeführt wird, und vor der zweiten Reduktionsstufe das Reduktionsprodukt der ersten Stufe von überschüssigen Reduktionsmetallen befreit und durch Waschen mit Mineralsäuren alkalische Erdmetalloxide in der Reduktion geformt werden. Obwohl mit diesem Verfahren Niob- und/oder Tantalpulver mit hoher Oberflächenkennzahl hergestellt werden können, bestehen die Nachteile darin, dass die Menge des benutzten Reduktionsmittels und die Menge der benötigten Säure zu hoch sind. Überdies beinhaltet dieses Verfahren zwei Reduktionsstufen, und der Reduktionsgrad der ersten Stufe ist kritisch und muss sehr genau überwacht werden. Das Verfahren ist daher kompliziert und nicht sehr effizient.
Zur Lösung des oben beschriebenen Problems entwickelten die gegenwärtigen Erfinder ein wirtschaftliches Verfahren zur Herstellung von Tantal- und/oder Niobpulvern mit hoher Oberflächenkennzahl, wobei die Reduktion der Tantal- und/oder Nioboxide mit einem Alkalimetall und mindestens einem Halogenid, ausgewählt aus der Gruppe der aus Mg, Ca, Sr, Ba und Ce bestehenden Halogenide, durchgeführt wird.
Das Ziel der Erfindung besteht darin, ein wirtschaftliches Verfahren zur Herstellung von Tantal- und/oder Niobpulvern mit hoher Oberflächenkennzahl durch Reduktion entsprechender Tantal- und/oder Nioboxide herzustellen, wobei die Reduktion durch Reaktion der Tantal- und/oder Nioboxide mit mindestens einem Halogenmetall und einem Alkalimetall bei erhöhter Temperatur zur Bildung der Tantal- und/oder Niobpulver durchgeführt wird, wobei das Halogenmetall aus der Gruppe der aus Mg, Ca, Sr, Ba und Ce bestehenden Halogenide ausgewählt wird.
Gemäß einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform kommt bei der Reduktion ferner mindestens ein Alkalimetall-Halogenid als Verdünnungsmittel zum Einsatz, wobei das Alkalimetall-Halogenid aus Natriumchlorid, Kaliumchlorid, Lithiumchlorid, Kaliumfluorid, Natriumfluorid ausgewählt werden kann.
Gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform umfasst das Verfahren das Beschicken eines Reaktors mit mindestens einem Halogenmetall, das aus der Gruppe der aus Mg, Ca, Sr, Ba und Ce bestehenden Halogenide ausgewählt wurde, dem Alkalimetall, den Tantal- und/oder Nioboxiden und wahlweise mindestens einem Alkalimetall-Halogenid, das Aufheizen des Reaktors auf eine erhöhte Temperatur, so dass die Tantal- und/oder Nioboxide zu Tantal- und/oder Niobpulvern reduziert werden.
Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform umfasst das Verfahren das Beschicken eines Reaktors mit mindestens einem Halogenmetall, das aus der Gruppe der aus Mg, Ca, Sr, Ba und Ce bestehenden Halogenide ausgewählt wurde, und dem wahlweisen Alkalimetall-Halogenid, Aufheizen des Reaktors auf eine erhöhte Temperatur zur Bildung einer Metallschmelze, und dann Zugabe der erforderlichen Tantal- und/oder Nioboxid- und Alkalimetallmengen zur Metallschmelze, wobei die Temperatur des Reaktors überwacht wird, um die Tantal- und/oder Nioboxide zu Tantal- und/oder Niobpulvern zu reduzieren.
Gemäß des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Reduktion gewöhnlich bei einer Temperatur im Bereich von 400 bis 1200°C, vorzugsweise im Bereich von 600 bis 1000°C für ca. 20–300 Minuten durchgeführt, um die Reduktion zu Ende zu führen.
Erfindungsgemäß werden die Alkalimetalle als Reduktionsmittel verwendet, und diese werden vorzugsweise aus Natrium, Kalium und Lithium ausgewählt, besonders bevorzugt werden Natrium und/oder Kalium. Die verwendete Alkalimetallmenge ist 1,0 bis 1,3 Mal die zur Reduktion der Tantal- und/oder Nioboxide benötigte stoichiometrische Menge. Erfindungsgemäß wird das Halogenid, das aus den Halogeniden aus Mg, Ca, Sr, Ba und Ce ausgewählt wurde, sowohl als Verdünnungsmittel als auch als indirektes Reduktionsmittel verwendet, wobei Mg- und Ca-Halogenide bevorzugt werden. Die Mol-Menge der verwendeten Halogenmetalle beträgt 0,5 bis 8,0 Mal die Mol-Menge des verwendeten Alkalimetalls.
Die in der vorliegenden Erfindung zum Einsatz kommenden Tantal- und/oder Nioboxide können beliebige Tantal- und/oder Nioboxide oder deren Mischungen sein, die zu Tantal- und/oder Niobmetall, zum Beispiel Ta₂O_x (x ≤ 5), Nb₂O_x (x ≤ 5) reduziert werden können. Sie sind allgemein als Ta₂O₅ und Nb₂O₅ erhältlich.
Um Tantal- und/oder Niobpulver mit hoher Oberflächenkennzahl sowie aus ihnen gebildete gesinterte Anoden zu erhalten, kann ferner erfindungsgemäß ein N, P, S, B oder Si enthaltendes Dotiermaterial zu den oben genannten Rohstoffen hinzugefügt werden, die in der und/oder während der und/oder nach der Reduktionsreaktion zum Einsatz kommen.
Erfindungsgemäß wird die Reduktion gewöhnlich in einem aus einer hochschmelzenden Legierung gefertigten, geschlossenen Reaktor durchgeführt. Um zu gewährleisten, dass der Reaktionspartner in den geschmolzenen Salzen gleichmäßig verteilt wird, und um örtliche Überhitzung zu vermeiden, wird der Reaktor vorzugsweise mit einem Rührwerk ausgerüstet. Ferner wird der Reaktor vorzugsweise mit einem Heizgerät und einem Kühlgerät ausgerüstet, um die Temperatur im Reaktor zu überwachen. Der Reaktor sowie das Rührwerk, das Heizgerät und das Kühlgeräte können jeweils jedes beliebige Gerät sein, das dem Fachmann gut bekannt ist.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Reduktion in einer inerten Atmosphäre, z. B. einer Argon- und/oder einer Stickstoffatmosphäre durchgeführt. Die Inertgasatmosphäre wird so lange beibehalten, bis die Masse im Reaktionsgefäß auf Umgebungstemperatur abgekühlt ist.
Nach der Reduktion wird das Reduktionsprodukt gekühlt und aus dem Reaktor entfernt, zerkleinert und dann mit einer Mineralsäurelösung und entionisiertem Wasser gewaschen, um überschüssige Alkalimetalle, Alkalimetall-Halogenide die Halogenide und Oxide von Mg, Ca, Sr, Ba und Ce zu entfernen, um die Tantal- und/oder Niobpulver-Agglomerate zu erhalten. Eine geeignete Mineralsäurelösung zum Waschen des Produkts ist mindestens eine der folgenden: Salzsäure, Salpetersäure, Schwefelsäure, Fluorwasserstoffsäure oder Wasserstoffperoxid oder eine Mischung derselben.
Die wie oben beschrieben erhaltenen Tantal- und/oder Niobpulver werden nach herkömmlichen Methoden getrocknet. Die getrockneten Tantal- und/oder Niobpulver werden mit einem 40 bis 100-mesh-Sieb (Maschenweite 420 μm bis 149 μm) gesiebt, worauf die durch das Sieb passierten feinen Pulver einer chemischen Analyse und einem physikalischen Eigenschaftstest unterzogen werden.
Mesh ist eine Bezeichnung für die Anzahl der Öffnungen eines Siebes bezogen auf die Kantenlänge der Öffnung in Inch. Mesh ist daher ein in der technischen Chemie verwendetes Maß zur Beschreibung von Partikelgrößen. Eine Tabelle zur Umrechung der Mesh-Werte in mm-Werte ist beispielsweise in RÖMPP Chemie Lexikon, 9. Auflage, G. Thieme Verlag, S. 2699 (1989) zu finden.
Ohne an eine bestimmte Theorie gebunden zu sein, wird davon ausgegangen, dass die Reduktion der Tantal- und/oder Nioboxide in der vorliegenden Erfindung folgender Gleichung entsprechen: M_xO_y + 2yMa + yMeR₂ = xM + yMeO + 2yMaR wobei M Ta und/oder Nb ist; Ma Alkalimetall, vorzugsweise ausgewählt aus mindestens einem von Na, K und Li, ist; Me aus mindestens einem von Mg, Ca, Sr, Ba und Ce ausgewählt wird; R Halogenidionen sind. M_xO_y bedeuten die Oxide von Tantal und/oder Niob mit einer Wertigkeit von fünf oder unter fünf. Man kann also davon ausgehen, dass die Alkalimetalle als Reduktionsmittel und die Halogenide von Mg, Ca, Sr, Ba und Ce sowohl als indirektes Reduktionsmittel als auch als Verdünnungsmittel verwendet werden.
Die Tantal- und/oder Niobpulver setzen sich gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren aus porösen Agglomeraten zusammen, die viele Primärteilchen enthalten. Das Tantalpulver hat eine BET-Oberflächenkennzahl von 1–30 m²/g, das Niobpulver hat eine BET-Oberflächenkennzahl von 1–40 m²/g, und die Primärteilchengröße dieser Pulver liegt im Bereich von 10–250 nm, vorzugsweise 20–100 nm. Der Sauerstoffgehalt der erfindungsgemäß hergestellten Tantal- und/oder Niobpulver liegt im Bereich von 4000–80000 ppm, und der Alkalimetallgehalt liegt unter 20 ppm, vorzugsweise unter 5 ppm.
Die erfindungsgemäß hergestellten Tantal- und/oder Niobpulver können einem weiteren Raffinationsvorgang wie Dotieren, Wärmeagglomeration und Desoxidation unterzogen werden.
Die Technologien des Dotierens, der Wärmeagglomeration und Desoxidation sind in der Technik gut bekannt. Das Dotieren kann durch Behandlung der erfindungsgemäß hergestellten Tantal- und/oder Niobpulver mit einem Dotiermittel durchgeführt werden, welches N, P, S, B oder Si enthält. Die Desoxidation kann durch Erhitzen der erfindungsgemäß hergestellten Tantal- und/oder Niobpulver mit einem Reduziermittel wie Magnesium und Kalzium, und einem wahlweisen Verdünnungsmittel wie Alkalimetall-Halogenid durchgeführt werden. Die Wärmeagglomeration kann in einem Vakuumofen bei einer Temperatur von 700 bis 1400°C über einen Zeitraum von 10–120 Minuten durchgeführt werden. Die agglomerierten Tantal- und/oder Niobpulver haben gewöhnlich eine mittlere Teilchengröße (D50) von 40–300 μm, vorzugsweise 40–200 μm, und die agglomerierten Teilchen weisen eine gute Fließfähigkeit auf und sind zur Herstellung von Kondensatoren geeignet.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein SEM Foto (50000-fach vergrößert) von Tantalpulvern, das für Beispiel 2 der Beschreibung angefertigt wurde. Es ist ersichtlich, dass die Primärteilchengröße des Pulvers ca. 40–80 nm ist.
2 ist ein SEM Foto (50000-fach vergrößert) von Niobpulvern, das für Beispiel 5 der Erfindung angefertigt wurde. Es ist ersichtlich, dass die Primärteilchengröße des Pulvers ca. 40–80 nm ist.
Die vorliegende Erfindung soll nun anhand der folgenden Beispiele und Zeichnungen beschrieben werden. Es versteht sich, dass diese Beispiele dem Zweck dienen, die Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung herauszustellen, ohne den Geltungsbereich der Erfindung einzuschränken.
Die in der vorliegenden Spezifikation offenbarten Daten wurden wie folgt gemessen: Die „Scott" Schüttdichte (SBD) des Pulvers wurde nach dem Verfahren des chinesischen Nationalstandards GB 5060-85 geprüft, die „Fisher" Feinsiebgröße (FSSS) des Pulvers wurde nach dem Verfahren des chinesischen Nationalstandards GB 3249-82 geprüft, die BET-Oberflächenkennzahl des Pulvers wurde nach dem BET-Stickstoffabsorptionsverfahren mit dem Oberflächenkennzahl-Analysator ASAP2021 der Micromerities Corporation geprüft, und die mittlere Teilchengröße (D50) sowie die Verteilung der Teilchengröße der Pulver wurde mit dem Laser-Teilchengrößen-Analysator LS–230 der BECKMAN COULTER Corporation nach einer Ultraschall wellenvibration von 70 Sekunden geprüft. Und die SEM-Fotos wurden mit dem Feldelektronen-Rastermikroskop JSM-6301 aufgenommen.
In der Spezifikation wurden die Fließfähigkeit des Pulvers unter Bezugnahme auf das Verfahren nach ASTM-B-213-90 und die Verteilung der Teilchengröße der agglomerierten Teilchen unter Bezugnahme auf das Verfahren nach ASTM-B-214-86 geprüft.
Zur Prüfung der elektronischen Eigenschaften der erfindungsgemäß hergestellten Tantal- und/oder Niobpulver wurde zuerst, wie im Folgenden beschrieben, die Anode mit den Tantal- und/oder Niobpulvern geformt, dann wurden die elektronischen Eigenschaften der Anode gemessen:
Für das Tantalpulver wurde ein rechteckiges parallelrohrförmiges Pellet (L 2,62 mm ×B 2,22 mm) unter Einsatz von 40 mg Pulver auf eine Dichte von 4,5 bis 5,6 g/cm³ zusammengepresst und anschließend in einem Vakuumofen bei einer Temperatur von 1200°C über einen Zeitraum von 20 Minuten gesintert. Der gesinterte Körper wurde in einer H₃PO₄ Lösung (0,1 vol.%) bei 60°C unter Anlegung von 16 V DC Volt zur Bildung der Tantal-Anode anodisiert. Die elektrische Kapazität des erfindungsgemäß hergestellten Tantalpulvers liegt im Bereich von 50000–200000 μ FV/g, und der Leckstrom der Anode liegt unter 5 nA/μ FV.
Für das Niobpulver wurde ein zylinderförmiges Pellet (⧞ 3,0 mm) unter Einsatz von 100 mg Pulver auf eine Dichte von 2,5 bis 3,0 g/cm³ zusammengepresst, dann bei einer Temperatur von 1150°C über einen Zeitraum von 20 Minuten gesintert. Der gesinterte Körper wurde in einer H₃PO₄ Lösung (0,1 vol.%) bei 80°C unter Anlegung von 20 V DC Volt zur Bildung der Niob-Anode anodisiert. Die elektrische Kapazität des erfindungsgemäß hergestellten Niobpulvers liegt im Bereich von 60000–300000 μ FV/g, und der Leckstrom der Anode liegt unter 5 nA/μ FV.
BEISPIEL 1
Erster Schritt (Reduktion des Tantaloxids): 4 Kilo Ta₂O₅, 6 Kilo MgCl₂, 6 Kilo KCl und 3 Kilo NyCl wurden gleichmäßig vermischt, um eine Mischung herzustellen. Ein mit der Mischung beschickter Tiegel und ein weiteres Kilo Natrium wurden in ein geschlossenes Reaktionsgefäß gegeben. Dann wurde das geschlossene Reaktionsgefäß evakuiert, anschließend mit Argon gefüllt und dann mit elektrischen Widerstandsheizelementen auf 800°C erhitzt und für einen Zeitraum von 30 Minuten auf dieser Temperatur gehalten, dann wurde die Temperatur im Reaktionsgefäß weiter auf 900°C erhöht und 30 Minuten lang gehalten.
Zweiter Schritt (Rückgewinnung des Tantalpulvers): Nach Abkühlung der mit dem ersten Schritt erhaltenen Reaktionsprodukte auf Umgebungstemperatur wurde das hergestellte Tantalpulver aus dem Tiegel entfernt, zerkleinert, mit entionisiertem Wasser gewaschen, um die löslichen Salze und Alkalimetalle zu entfernen, in einer Salzsäurelösung ausgelaugt, dann mit entionisiertem Wasser gewaschen, bis das Wasser den neutralen pH-Wert erreicht hatte. Das zurückgewonnene Tantalpulver wurde getrocknet, mit einem 100-mesh-Sieb (149 μm Maschenweite) gesiebt, was 2953 Gramm Tantalpulver (Rohpulver) ergab, die Tantal-Ausbeute betrug 90,15%. Die Scott-Schüttdichte, die Teilchengröße (FSSS), die. BET-Oberflächenkennzahl und die mittlere Teilchengröße des Pulvers wurden geprüft und wie folgt aufgelistet:

Scott-Schüttdichte 1,4 g/cm³

Teilchengröße (FSSS) 0,3 μm

BET-Oberflächenkennzahl 7,2 m²/g

Mittlere Teilchengröße 2,1 μm
Das Tantalpulver wurde einer chemischen Analyse unterzogen, wobei die Gehalte von O, C, Fe, Ni, Cr wie folgt waren:

O 19000 ppm

C 120 ppm

Fe 15 ppm

Ni 5 ppm

Cr 5 ppm
Dritter Schritt (Agglomeration des Tantalpulvers): Das im zweiten Schritt erhaltene Rohpulver wurde mit Phosphor dotiert, in einem Vakuumofen unter einem Druck von weniger als 5,0 × 10^–1 Pa in herkömmlicher Weise wärmebehandelt, dann wurde das gekühlte Pulver aus dem Ofen entfernt, zerkleinert und mit einem 40-mesh-Sieb (420 μm Maschenweite) gesiebt.
Daraus ergab sich das agglomerierte Tantalpulver.
Vierter Schritt (Deoxidation des Tantalpulvers): Zum im dritten Schritt erhaltenen Tantalpulver wurde Magnesium zugegeben, das Ganze wurde auf 850°C erhitzt und für einen Zeitraum von 1 Stunde auf dieser Temperatur gehalten, dann erfolgte Kühlung bis auf Umgebungstemperatur, Entnahme, Auslaugung in einer Salzsäurelösung, Waschen mit entionisiertem Wasser, bis das Wasser den neutralen pH-Wert erreicht hatte, weitere Trocknung und Sieben durch ein 40-mesh-Sieb (420 μm Maschenweite).
Die physikalischen Eigenschaften des oben erhaltenen Tantalpulvers sind wie folgt:

Scott-Schüttdichte 2,2 g/cm³

Teilchengröße (FSSS) 1,95 μm

BET-Oberflächenkennzahl 2,8 m²/g

Mittlere Teilchengröße 140 μm

Die Mesh-Analyse des Pulvers ist in Tabelle 1 aufgelistet: Tabelle 1: Mesh-Analyse des Tantalpulvers

Teilchengröße [Mesh]	40 ... 80	80 ... 200	200 ... 325	325 ... 400	> 400
Teilchengröße [μm] (gem. Umrechnung nach RÖMPP)	420 ... 180	180 ... 74	74 ... 44	44 ... 37	< 37
%	1,2	64,1	18,5	10,0	6,2

Fließfähigkeit des Tantalpulvers: 7 Sekunden/50 g
Das Tantalpulver wurde einer chemischen Analyse unterzogen, wobei die Gehalte an O, C, N, Fe, Ni, Cr, Si, K, Na, Ca, Mg wie folgt war:

O 5400 ppm

C 100 ppm

N 1200 ppm

Fe 17 ppm

Ni 5 ppm

Cr 5 ppm

K 3 ppm

Na 3 ppm

Ca 5 ppm

Mg 20 ppm
Die elektrischen Eigenschaften der aus dem Pulver gefertigten Anode wie elektrische Kapazität, Leckstrom sind in Tabelle 6 aufgelistet.
BEISPIEL 2
Erster Schritt (Reduktion des Tantaloxids): 10 Kilo Ta₂O₅, 15 Kilo CaCl₂, 22 Kilo KCl, 10 Kilo NaCl wurden in eine mit einem Rührwerk ausgerüstete Retorte gegeben. Die geschlossene Reaktionsretorte und ihr Inhalt wurden evakuiert, anschließend mit Argon gefüllt und dann mit elektrischen Widerstandsheizelementen auf 850°C zur Bildung einer Metallschmelze erhitzt. In die Metallschmelze wurden 5250 Gramm Natrium mit einer Geschwindigkeit von ca. 640 Gramm Na/Minute bei Kühlung der Retorte injiziert, um die Temperatur in der Retorte auf ca. 850°C zu halten. Dann wurde die Temperatur in der Retorte weiter auf 900°C angehoben und 60 Minuten lang gehalten, so dass das Tantaloxid vollkommen zu Tantalpulver reduziert wurde.
Zweiter Schritt (Rückgewinnung des Tantalpulvers): Nach Abkühlung der mit dem ersten Schritt erhaltenen Reaktionsprodukte auf Umgebungstemperatur wurde das hergestellte Tantalmetallpulver aus der Retorte entfernt, zerkleinert, mit entionisiertem Wasser gewaschen, in einer Salzsäurelösung ausgelaugt, dann mit entionisiertem Wasser gewaschen, bis das Wasser den neutralen pH-Wert erreicht hatte. Das Tantalpulver wurde getrocknet, mit einem 80-mesh-Sieb (Maschenweite 180 μm) gesiebt. Dies ergab 7470 Gramm Tantalpulver (Rohpulver), die Tantal-Ausbeute betrug 91,2%. Die Scott-Schüttdichte, die Teilchengröße (FSSS), die BET-Oberflächenkennzahl und die mittlere Teilchengröße des Pulvers wurden geprüft und wie folgt aufgelistet:

Scott-Schüttdichte 0,56 g/cm³

Teilchengröße (FSSS) 0,14 μm

BET-Oberflächenkennzahl 9,72 m²/g

Mittlere Teilchengröße 6,7 μm
Das Tantalpulver wurde einer chemischen Analyse unterzogen, wobei die Gehalte von O, C, Fe, Ni, Cr wie folgt waren:

O 37000 ppm

C 110 ppm

Fe 25 ppm

Ni 55 ppm

Cr 5 ppm
Dritter Schritt (Agglomeration des Tantalpulvers): Das im zweiten Schritt erhaltene Rohpulver wurde mit Phosphor dotiert, in einem Vakuumofen unter einem Druck von weniger als 5,0 × 10^–1 Pa in herkömmlicher Weise wärmebehandelt, dann wurde das gekühlte Pulver aus dem Ofen entfernt, zerkleinert und mit einem 40-mesh-Sieb (Maschenweite 420 μm) gesiebt.
Daraus ergab sich das agglomerierte Tantalpulver.
Vierter Schritt (Deoxidation des Tantalpulvers): Zum im dritten Schritt erhaltenen Tantalpulver wurde Magnesium zugegeben, das Ganze wurde auf 800°C erhitzt und für einen Zeitraum von 1 Stunde auf dieser Temperatur gehalten, dann erfolgte Kühlung bis auf Umgebungstemperatur, Auslaugung in einer Salzsäurelösung, Waschen mit entionisiertem Wasser, bis das Wasser den neutralen pH-Wert erreicht hatte, weitere Trocknung und Sieben durch ein 40-mesh-Sieb (Maschenweite 420 μm).
Die physikalischen Eigenschaften des oben erhaltenen Tantalpulvers sind wie folgt:

Scott-Schüttdichte 1,7 g/cm³

Teilchengröße (FSSS) 0,5 μm

BET-Oberflächenkennzahl 3,8 m²/g

Mittlere Teilchengröße 100 μm

Die Mesh-Analyse des Pulvers ist in Tabelle 2 aufgelistet: Tabelle 2: Mesh-Analyse des Tantalpulvers

Teilchengröße [Mesh]	40 ... 80	80 ... 200	200 ... 325	325 ... 400	> 400
Teilchengröße [μm] (gem. Umrechnung nach RÖMPP)	420 ... 180	180 ... 74	74 ... 44	44 ... 37	< 37
%	2,2	61,1	20,5	10,5	6,1

Fließfähigkeit des Tantalpulvers: 12 Sekunden/50 g
Das Tantalpulver wurde einer chemischen Analyse unterzogen, wobei die Gehalte an O, C, N, Fe, Ni, Cr, Si, K, Na, Ca, Mg wie folgt waren:

O 10500 ppm

C 100 ppm

N 1200 ppm

Fe 24 ppm

Ni 60 ppm

Cr 5 ppm

K 3 ppm

Na 3 ppm

Ca 30 ppm

Mg 12 ppm
Die elektrischen Eigenschaften der aus dem Pulver gefertigten Anode wie elektrische Kapazität, Leckstrom sind in Tabelle 6 aufgelistet.
BEISPIEL 3
Erster Schritt (Reduktion des Tantaloxids): 10 Kilo Ta₂O₅, 15 Kilo CaCl₂, 22 Kilo KCl, 10 Kilo NaCl wurden in eine mit einem Rührwerk ausgerüstete Retorte gegeben. Die geschlossene Reaktionsretorte und ihr Inhalt wurden evakuiert, anschließend mit Argon gefüllt und dann mit elektrischen Widerstandsheizelementen auf 1050°C zur Bildung einer Metallschmelze erhitzt. Die Schmelze wurde gerührt, um das Ta₂O₅ gleichmäßig in ihr zu verteilen. In die Metallschmelze wurden 5510 Gramm Natrium mit einer Geschwindigkeit von ca. 1020 Gramm Na/Minute bei Kühlung der Retorte injiziert, um eine Temperatur von ca. 1050°C in der Retorte aufrechtzuerhalten. Die Temperatur in der Retorte wurde 20 Minuten lang auf 1050°C gehalten, so dass das Tantaloxid vollkommen zu Tantalpulver reduziert wurde.
Zweiter Schritt (Rückgewinnung des Tantalpulvers): Nach Abkühlung der mit dem ersten Schritt erhaltenen Reaktionsprodukte auf Umgebungstemperatur wurde das hergestellte Tantalmetallpulver aus der Retorte entfernt, zerkleinert, mit entionisiertem Wasser gewaschen, in einer Salzsäurelösung ausgelaugt, dann mit entionisiertem Wasser gewaschen, bis das Wasser den neutralen pH-Wert erreicht hatte. Das Tantalpulver wurde getrocknet und mit einem 80-mesh-Sieb (Maschenweite 180 μm) gesiebt. Dies ergab 7510 Gramm Tantalpulver (Rohpulver), die Tantal-Ausbeute betrug 91,8%. Die Scott-Schüttdichte, die Teilchengröße (FSSS), die BET-Oberflächenkennzahl und die mittlere Teilchengröße des Pulvers wurden geprüft und wie folgt aufgelistet:

Scott-Schüttdichte 0,63 g/cm³

Teilchengröße (FSSS) 0,28 μm

BET-Oberflächenkennzahl 7,68 m²/g

Mittlere Teilchengröße 8,6 μm
Das Tantalpulver wurde einer chemischen Analyse unterzogen, wobei die Gehalte an O, C, Fe, Ni, Cr wie folgt waren:

O 21000 ppm

C 80 ppm

Fe 25 ppm

Ni 65 ppm

Cr 10 ppm
Dritter Schritt (Agglomeration des Tantalpulvers): Das im zweiten Schritt erhaltene Rohpulver wurde mit Phosphor dotiert, in einem Vakuumofen unter einem Druck von weniger als 5,0 × 10^–1 Pa in herkömmlicher Weise wärmebehandelt, dann wurde das gekühlte Pulver aus dem Ofen entfernt, zerkleinert und mit einem 40-mesh-Sieb (Maschenweite 420 μm) gesiebt. Daraus ergab sich das agglomerierte Tantalpulver.
Vierter Schritt (Deoxidation des Tantalpulvers): Zum im dritten Schritt erhaltenen Tantalpulver wurde Magnesium zugegeben, das Ganze wurde auf 860°C erhitzt und für einen Zeitraum von 1 Stunde auf dieser Temperatur gehalten, dann erfolgte Kühlung bis auf Umgebungstemperatur, Auslaugung in einer Salpetersäurelösung, Waschen mit entionisiertem Wasser, bis das Wasser den neutralen pH-Wert erreicht hatte, weitere Trocknung bei 80°C und Sieben durch ein 40-mesh-Sieb (Maschenweite 420 μm).
Die physikalischen Eigenschaften des oben erhaltenen Tantalpulvers sind wie folgt:

Scott-Schüttdichte 1,75 g/cm³

Teilchengröße (FSSS) 2,5 μm

BET-Oberflächenkennzahl 2,1 m²/g

Mittlere Teilchengröße 120 μm

Die Mesh-Analyse des Pulvers ist in Tabelle 3 aufgelistet: Tabelle 3: Mesh-Analyse des Pulvers

Teilchengröße [Mesh]	40 ... 80	80 ... 200	200 ... 325	325 ... 400	> 400
Teilchengröße [μm] (gem. Umrechnung nach RÖMPP)	420 ... 180	180 ... 74	74 ... 44	44 ... 37	< 37
%	2,0	49,1	19,2	18,6	11,1

Fließfähigkeit des Tantalpulvers: 9 Sekunden/50 g
Das Tantalpulver wurde einer chemischen Analyse unterzogen, wobei die Gehalte an O, C, N, Fe, Ni, Cr, Si, K, Na, Ca, Mg wie folgt waren:

O 6600 ppm

C 80 ppm

N 1000 ppm

Fe 20 ppm

Ni 60 ppm

Cr 5 ppm

K 5 ppm

Na 3 ppm

Ca 20 ppm

Mg 10 ppm
Die elektrischen Eigenschaften der aus dem Pulver gefertigten Anode wie elektrische Kapazität, Leckstrom sind in Tabelle 6 aufgelistet.
BEISPIEL 4
Erster Schritt (Reduktion des Nioboxids): 30 Kilo CaCl₂, 1 Kilo KCl, 15 Kilo NaCl wurden in eine mit einem Rührwerk ausgerüstete Retorte gegeben. Die geschlossene Reaktionsretorte und ihr Inhalt wurden evakuiert, anschließend mit Argon gefüllt und dann mit elektrischen Widerstandsheizelementen auf 500°C erhitzt, 9650 Gramm flüssiges Natriummetall wurden in die Retorte injiziert, nachdem das CaCl₂, KCl, NaCl zu einer Schmelze geschmolzen wurden, die Schmelze wurde gerührt. In die Metallschmelze wurden 10 Kilo Nioboxid (Nb₂O₅) mit einer Geschwindigkeit von ca. 850 Gramm/Minute unter Kühlung der Retorte gegeben, um eine Temperatur von ca. 480°C in der Retorte aufrechtzuerhalten. Dann wurde die Temperatur auf 750°C angehoben und dort für einen Zeitraum von 60 Minuten gehalten, so dass das Nioboxid vollkommen zu Niobpulver reduziert wurde.
Zweiter Schritt (Rückgewinnung des Niobpulvers): Nach Abkühlung der mit dem ersten Schritt erhaltenen Reaktionsprodukte auf Umgebungstemperatur wurde das hergestellte Niobmetallpulver aus der Retorte entfernt, zerkleinert, mit entionisiertem Wasser gewaschen, in einer Salzsäurelösung ausgelaugt, dann mit entionisiertem Wasser gewaschen, bis das Wasser den neutralen pH-Wert erreicht hatte. Das Niobpulver wurde weiter getrocknet und mit einem 80-mesh-Sieb (Maschenweite 180 μm) gesiebt. Dies ergab 6300 Gramm Niobpulver (Rohpulver), die Niob-Ausbeute betrug 90,2%. Die Scott- Schüttdichte, die Teilchengröße (FSSS), die BET-Oberflächenkennzahl und die mittlere Teilchengröße des Pulvers wurden geprüft und wie folgt aufgelistet:

Scott-Schüttdichte 0,54 g/cm³

Teilchengröße (FSSS) 0,13 μm

BET-Oberflächenkennzahl 26,72 m²/g

Mittlere Teilchengröße 5,7 μm
Das Tantalpulver wurde einer chemischen Analyse unterzogen, wobei die Gehalte an O, C, Fe, Ni, Cr wie folgt waren:

O 67000 ppm

C 90 ppm

Fe 25 ppm

Ni 60 ppm

Cr 5 ppm
BEISPIEL 5
Erster Schritt (Reduktion des Nioboxids): 4 Kilo Nb₂O₅, 10 Kilo CaCl₂, 10 Kilo KCl, 8 Kilo NaCl wurden in eine mit einem Rührwerk ausgerüstete Retorte gegeben. Die geschlossene Reaktionsretorte und ihr Inhalt wurden evakuiert, anschließend mit Argon gefüllt und dann mit elektrischen Widerstandsheizelementen auf 780°C erhitzt. Nachdem das CaCl₂, KCl, NaCl geschmolzen wurden, um eine Metallschmelze zu erhalten, wurde die Schmelze gerührt, um das Nb₂O₅ gleichmäßig in ihr zu verteilen. In die Metallschmelze wurden 3,5 Kilo Natrium mit einer Geschwindigkeit von ca. 520 Gramm/Minute bei Kühlung der Retorte injiziert, um die Temperatur in der Retorte auf ca. 780°C zu halten. Dann wurde die Temperatur in der Retorte auf 860°C angehoben und dort 30 Minuten lang gehalten, so dass das Nioboxid vollkommen zu Niobpulver reduziert wurde.
Zweiter Schritt (Rückgewinnung des Niobpulvers): Nach Abkühlung der mit dem ersten Schritt erhaltenen Reaktionsprodukte auf Umgebungstemperatur wurde das hergestellte Niobmetallpulver aus der Retorte entfernt, zerkleinert, mit entionisiertem Wasser gewaschen, in einer Salzsäurelösung ausgelaugt, dann mit entionisiertem Wasser gewaschen, bis das Wasser den neutralen pH-Wert erreicht hatte. Das Niobpulver wurde weiter getrocknet und mit einem 80-mesh-Sieb (Maschenweite 180 μm) gesiebt. Dies ergab 2718 Gramm Niobpulver (Rohpulver). Die Scott-Schüttdichte, die Teilchengröße (FSSS), die BET-Oberflächenkennzahl und die mittlere Teilchengröße des Pulvers wurden geprüft und wie folgt aufgelistet:

Scott-Schüttdichte 0,46 g/cm³

Teilchengröße (FSSS) 0,45 μm

BET-Oberflächenkennzahl 24,5 m²/g

Mittlere Teilchengröße 5,8 μm
Das Niobpulver wurde einer chemischen Analyse unterzogen, wobei die Gehalte von O, C, Fe, Ni, Cr wie folgt waren:

O 6,5%

C 90 ppm

Fe 50 ppm

Ni < 50 ppm

Cr < 50 ppm
Dritter Schritt (Deoxidation des Niobpulvers): 2000 Gramm des im zweiten Schritt erhaltenen Rohpulvers wurden mit Phosphor dotiert, dann wurde Magnesium zugegeben, dann 3 Kilo KCl beigemischt, das Ganze wurde auf 840°C erhitzt und für einen Zeitraum von 1 Stunde auf dieser Temperatur in einer Argon und Stickstoffgase enthaltenden, inerten Atmosphäre gehalten. Nach Kühlung des Pulvers auf Umgebungstemperatur wurde es entnommen und in einer Salzsäurelösung ausgelaugt, mit entionisiertem Wasser gewaschen, bis das Wasser den neutralen pH-Wert erreicht hatte, dann erfolgte weitere Trocknung und Sieben durch ein 40-mesh-Sieb (Maschenweite 420 μm). Dies ergab das deoxidierte Niobpulver. Die physikalischen Eigenschaften sind wie folgt:

Scott-Schüttdichte 1,1 g/cm³

Teilchengröße (FSSS) 2,5 μm

BET-Oberflächenkennzahl 5,6 m²/g

Mittlere Teilchengröße 100 μm

Die Mesh-Analyse des Pulvers ist in Tabelle 4 aufgelistet: Tabelle 4: Mesh-Analyse des Pulvers

Teilchengröße [Mesh]	40 ... 80	80 ... 200	200 ... 325	325 ... 400	> 400
Teilchengröße [μm] (gem. Umrechnung nach RÖMPP)	420 ... 180	180 ... 74	74 ... 44	44 ... 37	< 37
%	5,2	51,4	18,9	10,6	13,9

Fließfähigkeit des Niobpulvers: 17 Sekunden/50 g
Das Tantalpulver wurde einer chemischen Analyse unterzogen, wobei die Gehalte an O, C, N, Fe, Ni, Cr, Si, K, Na, Ca, Mg wie folgt waren:

O 11000 ppm

C 130 ppm

N 7300 ppm

Fe 60 ppm

Ni < 50 ppm

Cr < 50 ppm

K 15 ppm

Na 18 ppm

Ca 80 ppm

Mg 14 ppm
Die elektrischen Eigenschaften der aus dem Pulver gefertigten Anode wie elektrische Kapazität, Leckstrom sind in Tabelle 7 aufgelistet.
BEISPIEL 6
Erster Schritt (Reduktion des Nioboxids): 3 Kilo Nb₂O₅, 12 Kilo CaCl₂ wurden in eine mit einem Rührwerk ausgerüstete Retorte gegeben. Die geschlossene Reaktionsretorte und ihr Inhalt wurden evakuiert, anschließend mit Argon gefüllt und dann mit elektrischen Widerstandsheizelementen auf 860°C erhitzt. Nachdem das CaCl₂ geschmolzen wurde, wurde die Schmelze gerührt, um das Nb₂O₅ gleichmäßig in ihr zu verteilen. In die Metallschmelze wurden 2,9 Kilo Natrium mit einer Geschwindigkeit von ca. 680 Gramm/Minute bei Kühlung der Retorte injiziert, um die Temperatur in der Retorte auf ca. 860°C zu halten. Die Retorte wurde 30 Minuten lang auf 860°C gehalten, so dass das Nioboxid vollkommen zu Niobpulver reduziert wurde.
Zweiter Schritt (Rückgewinnung des Niobpulvers): Nach Abkühlung der mit dem ersten Schritt erhaltenen Reaktionsprodukte auf Umgebungstemperatur wurde das hergestellte Niobmetallpulver aus der Retorte entfernt, zerkleinert, mit entionisiertem Wasser gewaschen, in einer Salzsäurelösung ausgelaugt, dann mit entionisiertem Wasser gewaschen, bis das Wasser den neutralen pH-Wert erreicht hatte. Das Niobpulver wurde weiter getrocknet und mit einem 80-mesh-Sieb (Maschenweite 180 μm) gesiebt. Dies ergab 1901 Gramm Niobpulver (Rohpulver). Die Scott-Schüttdichte, die Teilchengröße (FSSS), die BET-Oberflächenkennzahl und die mittlere Teilchengröße des Pulvers wurden geprüft und wie folgt aufgelistet:

Scott-Schüttdichte 0,48 g/cm³

Teilchengröße (FSSS) 0,49 μm

BET-Oberflächenkennzahl 21,5 m²/g

Mittlere Teilchengröße 6,8 μm
Das Niobpulver wurde einer chemischen Analyse unterzogen, wobei die Gehalte von O, C, Fe, Ni, Cr wie folgt waren:

O 9,0%

C 100 ppm

Fe 50 ppm

Ni < 50 ppm

Cr < 50 ppm
Dritter Schritt (Deoxidation des Niobpulvers): 2000 Gramm des im zweiten Schritt erhaltenen Rohpulvers wurden mit Phosphor dotiert, dann wurde Magnesium zugegeben, dann 2 Kilo KCl beigemischt, das Ganze wurde auf 840°C erhitzt und diese Temperatur für einen Zeitraum von 1 Stunde in einer Argon und Stickstoffgase enthaltenden Atmosphäre aufrechterhalten. Nach Kühlung des Niobpulvers auf Umgebungstemperatur wurde es aus der Retorte entnommen und mit einer Salzsäurelösung ausgelaugt, mit entionisiertem Wasser gewaschen, bis das Wasser den neutralen pH-Wert erreicht hatte, dann erfolgte weitere Trocknung und Sieben durch ein 40-mesh-Sieb (Maschenweite 420 μm). Dies ergab das deoxidierte Niobpulver. Die physikalischen Eigenschaften sind wie folgt:

Scott-Schüttdichte 1,2 g/cm³

Teilchengröße (FSSS) 2,6 μm

BET-Oberflächenkennzahl 4,9 m²/g

Mittlere Teilchengröße 120 μm

Die Mesh-Analyse des Pulvers ist in Tabelle 5 aufgelistet: Tabelle 5: Mesh-Analyse des Pulvers von Probe 6

Teilchengröße [Mesh]	40 ... 80	80 ... 200	200 ... 325	325 ... 400	> 400
Teilchengröße [μm] (gem. Umrechnung nach RÖMPP)	420 ... 180	180 ... 74	74 ... 44	44 ... 37	< 37
%	5,5	51,0	20,1	10,4	13,0

Fließfähigkeit des Niobpulvers: 16 Sekunden/50 g
Das Tantalpulver wurde einer chemischen Analyse unterzogen, wobei die Gehalte an O, C, N, Fe, Ni, Cr, Si, K, Na, Ca, Mg wie folgt waren:

O 10000 ppm

C 130 ppm

N 900 ppm

Fe 60 ppm

Ni < 50 ppm

Cr < 50 ppm

K 11 ppm

Na 10 ppm

Ca 80 ppm

Mg 25 ppm

Die elektrischen Eigenschaften der aus dem Pulver gefertigten Anode wie elektrische Kapazität, Leckstrom sind in Tabelle 7 aufgelistet. Tabelle 6: Elektrische Eigenschaften des Ta-Pulvers (gesintert bei 1200°C/20 Min.; 0,1 Vol.% H₃PO₄, 60°C)

Probe	DCL nA/CV	CV μ FV/g	tg δ %	Grüne Dichte g/cc	Gesinterte Dichte g/cc
Beispiel 1	0,95	112580	67,4	5,60	5,95
Beispiel 2	1,51	155800	72,6	4,75	5,16
Beispiel 3	0,45	102300	50,2	5,60	5,80

Tabelle 7: Elektrische Eigenschaften des Nb-Pulvers (gesintert bei 1150°C/20 Min.; 0,5 Vol.% H₃PO₄, 60°C)

	DCL nA/CV	CV μ FV/g	tg δ %	Grüne Dichte g/cc	Gesinterte Dichte g/cc
Beispiel 1	1,30	135000	70,3	2,50	2,61
Beispiel 2	1,41	126500	85,1	2,50	2,7

Wie oben beschrieben, liegen die Vorteile der vorliegenden Erfindung darin, dass die eine Kombination von hoher Oberflächenkennzahl und hoher Reinheit aufweisenden Tantal- und/oder Niobpulver mit hoher Ausbeute erzielt werden können, dass die agglomerierten Pulver eine gute Fließfähigkeit aufweisen und die mit diesen Pulvern gefertigten Anoden sich durch hohe elektrische Kapazität und niedrigen DC-Leckstrom auszeichnen.
Andere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ergeben sich für den Fachmann aus der Betrachtung der Spezifikation und aus der Realisierung der hier offenbarten Erfindung. Es ist beabsichtigt, dass die Spezifikation und die Beispiele als Beispiele betrachtet werden, wobei der echte Geltungsbereich und der Gedanke der vorliegenden Erfindung in den folgenden Ansprüchen aufgezeigt werden.

Claims

Verfahren zur Herstellung von Tantal- und/oder Niobpulvern mit hoher Oberflächenkennzahl durch Reduktion der entsprechenden Tantal- und/oder Nioboxide, wobei die Reduktion durch Reaktion des Tantal- und/oder Nioboxids mit mindestens einem Halogenmetall und einem Alkalimetall bei erhöhter Temperatur zur Bildung der Tantal- und/oder Niobpulver durchgeführt wird, wobei das mindestens eine Halogenmetall aus der Gruppe bestehend aus Halogeniden aus Mg, Ca, Sr, Ba und Ce ausgewählt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei mindestens ein Alkalimetall-Halogenid in der Reduktionsreaktion ferner als Verdünnungsmittel verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Verfahren das Beschicken eines Reaktors mit mindestens einem Halogenmetall, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Halogeniden aus Mg, Ca, Sr, Ba und Ce, dem Alkalimetall, den Tantal- und/oder Nioboxiden und wahlweise mindestens einem weiteren Alkalimetall-Halogenid und das Aufheizen des Reaktors auf eine genügend hohe Temperatur umfasst, damit die Tantal- und/oder Nioboxide zu Tantal- und/oder Niobpulvern reduziert werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Verfahren das Beschicken eines Reaktors mit mindestens einem Halogenmetall, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Halogeniden aus Mg, Ca, Sr, Ba und Ce, dem Alkalimetall, den Tantal- und/oder Nioboxiden und wahlweise mindestens einem weiteren Alkalimetall-Halogenid, Aufheizen des . Reaktors auf eine erhöhte Temperatur zur Formung einer Metallschmelze und dann Zugabe der benötigten Tantal- und/oder Nioboxid- und Alkalimetallmengen zur Metallschmelze bei Überwachung der Temperatur des Reaktors umfasst, damit die Tantal- und/oder Nioboxide zu Tantal- und/oder Niobpulvern reduziert werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die erhöhte Reduktionstemperatur im Bereich zwischen 400 und 1200°C liegt.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei die erhöhte Reduktionstemperatur im Bereich zwischen 600 und 1000°C liegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Alkalimetall Natrium oder Kalium ist, und die Menge des verwendeten Alkalimetalls 1,0 bis 1,3 Mal die stoichiometrische Menge zur Reduktion der Tantal- und/oder Nioboxide ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Mol-Menge des verwendeten Halogenmetalls, welches aus der Gruppe bestehend aus Halogeniden aus Mg, Ca, Sr, Ba und Ce ausgewählt wird, 0,5 bis 8,0 Mal die Mol-Menge des verwendeten Alkalimetalls ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Tantal- und/oder Nioboxide aus Oxiden aus Tantal mit einer Wertigkeit von fünf oder weniger, Oxiden aus Niob mit einer Wertigkeit von fünf oder weniger oder aus deren Mischungen ausgewählt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, weiterhin umfassend die Zugabe eines N, P, S, B oder Si enthaltenden Dotiermittels zu den obigen Rohstoffen, die in der und/oder während der und/oder nach der Reduktionsreaktion zum Einsatz kommen.