JP2008504436A - 改善された物理的性質および電気的性質を有するバルブメタルの製造 - Google Patents
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Abstract
Description
当業界では、改善された表面積、改善された嵩密度、改善された流動性および改善された平均粒径を有する金属粉末の製造法を開発する必要があることが長い間感じられていた。
本発明は、(1)(a)バルブメタル粒子を含有する第1のバルブメタル粉末成分および(b)還元成分を、熱帯域を有する反応器中に供給し、(2)第1のバルブメタル粉末成分および還元成分を、同時に(i)第1のバルブメタル粉末成分の粒子を凝集させ、(ii)酸素含量をバルブメタル粉末成分の粒子中で減少させ、それによって酸素が減少されたバルブメタル粒子を含有する第2のバルブメタル粉末成分を形成させるのに十分な非静的条件に晒し、この場合前記の還元成分は、マグネシウム還元成分、カルシウム還元成分、アルミニウム還元成分、リチウム還元成分、バリウム還元成分、ストロンチウム還元成分およびその組合せの群から選択されることを含む方法に関する。
本発明は、バルブメタル粉末成分および還元成分を非静的条件に晒すことを使用することにより、静的条件下で形成された粉末と比較して改善された性質を有する粉末を得ることができることが意外にも見い出されたことに基づく。
Claims (31)
- (1)(a)バルブメタル粒子を含有する第1のバルブメタル粉末成分および(b)還元成分を熱帯域を有する反応器中に供給し;
(2)第1のバルブメタル粉末成分および還元成分を、同時に(i)第1のバルブメタル粉末成分の粒子を凝集させ、(ii)酸素含量をバルブメタル粉末成分の粒子中で減少させ、それによって酸素が減少されたバルブメタル粒子を含有する第2のバルブメタル粉末成分を形成させるのに十分な非静的条件に晒し、この場合前記の還元成分は、マグネシウム還元成分、カルシウム還元成分、アルミニウム還元成分、リチウム還元成分、バリウム還元成分、ストロンチウム還元成分およびその組合せの群から選択されることを特徴とする方法。 - 第2のバルブメタル粉末成分は、次の条件:
第1のバルブメタル粉末成分が静的条件に晒される場合に関連して表面積内での電圧降下と比較して、
(i)第1のバルブメタル粉末成分の粒子の表面積と少なくともほぼ同じであるかまたはこの表面よりも広い表面積、
(ii)第1のバルブメタル粉末成分の粒子の嵩密度を上廻る嵩密度、
(iii)第1のバルブメタル粉末粒子を上廻る流動性、
(iv)第1のバルブメタル粉末成分の粒子の平均粒径を上廻る平均粒径、の1つ以上に適合する、酸素が減少されたバルブメタル粒子を含有する、請求項1記載の方法。 - 第1のバルブメタル粉末成分は、約1質量%を上廻るかまたは約1.5質量%を上廻る酸素含量を有する粒子を含有し、第2のバルブメタル粉末成分は、次の条件:
(i)第1のバルブメタル粉末成分の粒子の表面積を下廻る表面積、
(ii)第1のバルブメタル粉末成分の粒子の嵩密度を上廻る嵩密度、
(iii)第1のバルブメタル粉末粒子を上廻る流動性および
(iv)第1のバルブメタル粉末成分の平均粒径を上廻る平均粒径、の1つ以上に適合している、酸素が減少されたバルブメタル粒子を含有する、請求項1記載の方法。 - 非静的条件は、混練、滴下、回転およびこれらの組合せの群から選択される、請求項1記載の方法。
- 還元成分および第1のバルブメタル粉末成分は、2つの別々の供給装置を用いて反応器中に供給される、請求項1記載の方法。
- 第1のバルブメタル粉末成分および還元成分は、この還元成分および第1のバルブメタル粉末成分が反応器中に供給される前に、第1のバルブメタル粉末成分および還元成分を配合することによって形成される、配合された粉末成分の形で反応器中に供給される、請求項1記載の方法。
- 第1のバルブメタル粉末成分は、ハフニウム、ニオビウム、チタニウム、タンタル、ジルコニウム、モリブデン、タングステン、ハフニウム合金、ニオビウム合金、チタン合金、タンタル合金、ジルコニウム合金、モリブデン合金、タングステン合金およびその組合せの群から選択される、請求項1記載の方法。
- 還元成分は、固体のマグネシウム成分、液体のマグネシウム、ガス状のマグネシウムおよびその組合せの群から選択される、請求項1記載の方法。
- 第2のバルブメタル粉末成分の酸素が減少されたバルブメタル粒子は、少なくとも約0.5グラム/秒または約0.2g/秒〜約2.5g/秒である流動性を有する、請求項1記載の方法。
- 第2のバルブメタル粉末成分の酸素が減少されたバルブメタル粒子は、第1のバルブメタル粉末成分の粒子の流動性よりも約20%〜約100%以上の範囲の流動性を有する粒子から成る、請求項1記載の方法。
- 第2のバルブメタル粉末成分の酸素が減少されたバルブメタル粒子は、第1のバルブメタル粉末成分のバルブメタル粒子の嵩密度よりも約10%〜約100%以上の範囲の嵩密度を有する、請求項1記載の方法。
- 酸素が減少されたバルブメタル粒子は、第1のバルブメタル粉末成分の表面積の約50%よりも広い表面積を有する、請求項1記載の方法。
- 酸素が減少されたバルブメタル粒子は、第1のバルブメタル粉末成分の粒子の表面積よりも約10〜約150%以上の範囲の表面積を有する、請求項1記載の方法。
- 反応器は、第1のバルブメタル粉末成分を混転させるかまたは混合するための少なくとも1つの邪魔板を有する管である、請求項1記載の方法。
- 第1のバルブメタル粉末成分は、約1〜約100kg/時間の範囲内の供給速度で反応器中に供給され、管は、約10cm〜約200cmの範囲内の直径を有する、請求項1記載の方法。
- 還元成分は、マグネシウム還元成分であり、このマグネシウム還元成分は、第1のバルブメタル粉末成分の酸素含量に基づいて化学量論的量の0〜約10%の範囲内のマグネシウム還元成分の過剰量で反応器中に導入され、
この場合、(i)供給速度は、約0.01〜約10kg/時間の範囲内にあり、(ii)管の直径は、約10cm〜約200cmの範囲内にあり、反応器は、約90cm〜約3500cmの範囲内の長さを有する熱帯域を有する、請求項1記載の方法。 - 第1のバルブメタル粉末成分および第2のバルブメタル粉末成分は、約670℃〜約1500℃の範囲内の温度で非静的条件に晒される、請求項1記載の方法。
- 反応器は、約0.25rpm〜約10rpmの範囲内の速度で回転する管である、請求項1記載の方法。
- 反応器は、管の水平方向の軸線に対して約0.1〜約10°の範囲内の角度で存在する、請求項17記載の方法。
- 反応器は、熱帯域を備えた管を有し、第1のバルブメタル粉末成分および還元成分は、管の水平方向の軸線に対して約0.1〜約10°の範囲内の角度で約15分間〜約10時間の範囲内の滞留時間で反応器の熱帯域中に維持され、反応器は、約0.25rpm〜約10rpmの範囲内の速度で回転する、請求項1記載の方法。
- 酸素が減少されたバルブメタル粒子は、第1のバルブメタル粉末成分の酸素含量よりも約30%〜約80%少ない範囲の酸素含量を有する、請求項1記載の方法。
- 酸素が減少されたバルブメタル粒子は、均一な粒子分布を有する、請求項1記載の方法。
- さらに、本方法は、第2のバルブメタル粉末成分を容器中に捕集し、第2のバルブメタル粉末成分を周囲温度に冷却し、それによって第2のバルブメタル粉末成分を不動態化に晒すかまたは冷却された第2のバルブメタル粉末成分を次第に空気に暴露し、第2のバルブメタル粉末成分を取出し、この第2のバルブメタル粉末成分を鉱酸溶液中に浸出させることを含む、請求項1記載の方法。
- 第2のバルブメタル粉末成分は、約40〜約200μF・V/gの範囲内のキャパシタンスを有する酸素が減少されたバルブメタル粒子を含有する、請求項1記載の方法。
- 第2のバルブメタル粉末成分は、酸素約0.25〜約0.34ppm/cm2の範囲内の酸素:表面積比を有する酸素が減少されたバルブメタル粒子を含有する、請求項1記載の方法。
- 本方法は、アルゴン、ヘリウムおよびネオンの群から選択される不活性ガス中で実施され、この不活性ガスの流れは、第1のバルブメタル粉末成分が反応器中に供給される方向と同じ方向にある、請求項1記載の方法。
- 不活性ガスは、管の直径1平方インチ当たり約0.05〜約5標準立方フート/時間の範囲内の流速を有し、反応器内の不活性ガス圧は、水カラム約1〜約10インチの範囲内にある、請求項26記載の方法。
- 請求項1の記載により形成された粉末。
- (1)(a)約1質量%を上廻る酸素含量を有するバルブメタル粒子を含有する第1のバルブメタル粉末成分および(b)還元成分を、熱帯域を含む管および該管の水平方向の軸線に対して約0.1゜〜約10゜の範囲の角度を有する反応器中に供給し、
(2)第1のバルブメタル粉末成分および還元成分を少なくとも約670℃の温度で、同時に(i)第1のバルブメタル粉末成分の粒子を凝集させ、(ii)酸素含量を第1のバルブメタル粉末成分の粒子中で減少させ、それによって(i)第1のバルブメタル粉末成分の粒子の表面積とほぼ同じかまたは該表面積を上廻る表面積、(ii)第1のバルブメタル粉末成分の粒子の嵩密度を上廻る嵩密度および(iii)第1のバルブメタル粉末成分の粒子を上廻る流動性を有する、酸素が減少されたバルブメタル粒子を含有する第2のバルブメタル粉末成分を形成させるのに十分な連続的な条件下で回転、混転および落下させることを含み;この場合還元成分は、マグネシウム還元成分、カルシウム還元成分、アルミニウム還元成分、リチウム還元成分、バリウム還元成分、ストロンチウム還元成分およびその組合せの群から選択されることを特徴とする方法。 - 請求項29記載の方法により形成された粉末。
- 焼結された第2のバルブメタル粉末成分のバルブメタル粉末を含むキャパシタにおいて、この粉末が
(a)(1)約1質量%を上廻る酸素含量を有するバルブメタル粒子を含有する第1のバルブメタル粉末成分および(2)還元成分を、熱帯域を含む管および該管の水平方向の軸線に対して約0.1゜〜約10゜の範囲の角度を有する反応器中に供給し、
(b)第1のバルブメタル粉末成分および還元成分を少なくとも約670℃の温度で、同時に(i)第1のバルブメタル粉末成分のバルブメタル粒子を凝集させ、(ii)酸素含量を第1のバルブメタル粉末成分の粒子中で減少させ、それによって酸素が減少されたバルブメタル粒子を含有する第2のバルブメタル粉末成分を形成させるのに十分な連続的な条件下で回転、混転および落下させることを含み、
この場合、酸素が減少されたバルブメタル粒子は、(i)第1のバルブメタル粉末成分の粒子の表面積とほぼ同じかまたは該表面積を上廻る表面積、(ii)第1のバルブメタル粉末成分の粒子の嵩密度を上廻る嵩密度および(iii)第1のバルブメタル粉末成分の粒子を上廻る流動性を有し;および
この場合還元成分は、マグネシウム還元成分、カルシウム還元成分、アルミニウム還元成分、リチウム還元成分、バリウム還元成分、ストロンチウム還元成分およびその組合せの群から選択される方法によって形成されたものであることを特徴とする、焼結された第2のバルブメタル粉末成分のバルブメタル粉末を含むキャパシタ。
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