JPS595642B2 - タンタル粉末の製造方法 - Google Patents
タンタル粉末の製造方法Info
- Publication number
- JPS595642B2 JPS595642B2 JP54019704A JP1970479A JPS595642B2 JP S595642 B2 JPS595642 B2 JP S595642B2 JP 54019704 A JP54019704 A JP 54019704A JP 1970479 A JP1970479 A JP 1970479A JP S595642 B2 JPS595642 B2 JP S595642B2
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- Japan
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- tantalum powder
- tantalum
- powder
- diluent
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- Powder Metallurgy (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明はタンタル粉末の製造方法に関し、より詳細に
はケイ素、カルシウム又はリン元素含有タンタル粉末の
製造方法に関する。
はケイ素、カルシウム又はリン元素含有タンタル粉末の
製造方法に関する。
焼結型電解コンデンサーの電極の製造にタンタル粉末が
使用される。
使用される。
その電極はタンタル粉末を圧縮成形した成形体を焼結し
た焼結体の面部に誘電体皮膜を形成することによって作
られる。
た焼結体の面部に誘電体皮膜を形成することによって作
られる。
この電解コンデンサーは、比静電容量(Cv)、漏洩電
流(LC)、電力損失(tanδ)及び破壊電圧(SV
’)なと具有する特性が使用されるタンタル粉末の特性
に左右されることから、古くから種々の粉末特性を有す
るタンタル粉又はその製造方法が報告されている。
流(LC)、電力損失(tanδ)及び破壊電圧(SV
’)なと具有する特性が使用されるタンタル粉末の特性
に左右されることから、古くから種々の粉末特性を有す
るタンタル粉又はその製造方法が報告されている。
タンタル粉末の実用上の基本的な製造法は既に知られて
いるように、フッ化タンタル酸カリウム(K2TaF7
、融点約765°C)をナトリウム還元によって作られ
ている。
いるように、フッ化タンタル酸カリウム(K2TaF7
、融点約765°C)をナトリウム還元によって作られ
ている。
近時、タンタル粉末による焼結型電解コンデンサーは、
用途の断方向への進展に伴ない、コンデンサーの小型化
及びタンタル原料の価格的制約により、タンタル粉末の
高容量化が強く望まれている実情にある。
用途の断方向への進展に伴ない、コンデンサーの小型化
及びタンタル原料の価格的制約により、タンタル粉末の
高容量化が強く望まれている実情にある。
従来方法によって得られたタンタル粉末では、実用温度
より低い条件で焼結すると、比静電容量は上るが、反面
、漏洩電流及び破壊電圧などの信頼性がどうしても悪(
なるほかに、焼結体(アノード)の強度が充分でないた
めに、崩れ易くなるなどの問題点がある。
より低い条件で焼結すると、比静電容量は上るが、反面
、漏洩電流及び破壊電圧などの信頼性がどうしても悪(
なるほかに、焼結体(アノード)の強度が充分でないた
めに、崩れ易くなるなどの問題点がある。
そこで、近時、タンタル粉末の特性をより高度に改善し
て、コンデンサーの特性の向上を図ることに種々の努力
が向けられるようになって来た。
て、コンデンサーの特性の向上を図ることに種々の努力
が向けられるようになって来た。
その改善策の一方法として、タンタル粉末製造時に、K
2TaF7に粉末微細化剤(例えば、NH,F、KHF
2、CaI2、KBF4、NaBF4、NH4BF、
など)を添加することが提案されているが、これは蒸
発しやすい物質による反応時の温度上昇抑止の効果をね
らっている。
2TaF7に粉末微細化剤(例えば、NH,F、KHF
2、CaI2、KBF4、NaBF4、NH4BF、
など)を添加することが提案されているが、これは蒸
発しやすい物質による反応時の温度上昇抑止の効果をね
らっている。
従って温度的に低くなりどうしても反応の完全性がそこ
なわれて不純物が残存しやす(、低温焼結(<1700
℃)では漏洩電流、破壊電圧が悪化するために、粉末の
微細化を充分に生かした高容量粉として使用することが
できない。
なわれて不純物が残存しやす(、低温焼結(<1700
℃)では漏洩電流、破壊電圧が悪化するために、粉末の
微細化を充分に生かした高容量粉として使用することが
できない。
この発明は上記焼結型電解コンデンサーに要求されるタ
ンタル粉末の特殊条件に鑑み新規なタンタル粉末の製造
方法を提供しようとするものである。
ンタル粉末の特殊条件に鑑み新規なタンタル粉末の製造
方法を提供しようとするものである。
この発明の目的は比静電容量の高容量化を図ることにあ
り、具体的には焼結体内部に、表面に開口した有効空孔
を残存せしめ且つ空孔内表面積を大にすることのできる
新規なタンタル粉末の製造方法を提供することにある。
り、具体的には焼結体内部に、表面に開口した有効空孔
を残存せしめ且つ空孔内表面積を大にすることのできる
新規なタンタル粉末の製造方法を提供することにある。
この発明のもう一つの目的をま焼結体強度を実用温度に
おいても大きく、比静電容量が高(得られ、且つその他
の電気特性の良好なタンタル粉末の製造方法を提供する
ことにある。
おいても大きく、比静電容量が高(得られ、且つその他
の電気特性の良好なタンタル粉末の製造方法を提供する
ことにある。
上記の目的とし、利益とする点は明細書中の説明によっ
て理解されるであろう。
て理解されるであろう。
この発明は、K2 T aF 7を希釈剤の存在下にナ
トリウム還元によってタンタル粉末を製造する際、K2
TaF7又は希釈剤若しくはこれらの混合物にSi、S
i 化合物、カルシウム塩(沃化カルシウムは除()又
はリン酸塩からなる群から選ばれる1種または2種以上
を均一に混合液融させてNa還元することによってタン
タル粉末を製造することを特徴とし、得られたタンタル
粉末は上記この発明の諸口的を充足する。
トリウム還元によってタンタル粉末を製造する際、K2
TaF7又は希釈剤若しくはこれらの混合物にSi、S
i 化合物、カルシウム塩(沃化カルシウムは除()又
はリン酸塩からなる群から選ばれる1種または2種以上
を均一に混合液融させてNa還元することによってタン
タル粉末を製造することを特徴とし、得られたタンタル
粉末は上記この発明の諸口的を充足する。
この発明の目的とする効果を発現させる理由は詳らかで
ないが、本発明者らは次のように推測している。
ないが、本発明者らは次のように推測している。
即ち、Si、Si 化合物、カルシウム塩、リン酸塩
又はそれらの混合物は希釈剤を含むに2TaF7溶融塩
中でTaがNa還元される際の核となり、Taの核生成
が容易になるために微細粒が生成されるものであると思
考している。
又はそれらの混合物は希釈剤を含むに2TaF7溶融塩
中でTaがNa還元される際の核となり、Taの核生成
が容易になるために微細粒が生成されるものであると思
考している。
そして、後述する実施例に見られるように、単に細かい
粉末では実用温度の焼結によって焼結体に有効空孔の残
存が小さく、比静電容量も逆に低下してしまうが、本発
明によって得られたタンタル粉末からなる焼結体は収縮
が小さく、有効空孔が残存していることを示している。
粉末では実用温度の焼結によって焼結体に有効空孔の残
存が小さく、比静電容量も逆に低下してしまうが、本発
明によって得られたタンタル粉末からなる焼結体は収縮
が小さく、有効空孔が残存していることを示している。
この理由については明らかでないが、Si、Si 化
合物、カルシウム塩、リン酸塩がタンタル粒子中及び表
面に存在することによって、その粒子の焼結が進みに(
くなるものと考えられる。
合物、カルシウム塩、リン酸塩がタンタル粒子中及び表
面に存在することによって、その粒子の焼結が進みに(
くなるものと考えられる。
また、漏洩電流、破壊電圧等の信頼性が損なわれない理
由については、前記Si等添加剤とTaの親和性がよく
、Taの酸化皮膜の生成に際して、皮膜の欠陥が出来に
くいこと、及びTaの生成時にすでに前記Si等添加剤
が存在するために、タンタル粒内へ前記Si等の添加剤
が均一に入り易いためと考えられる。
由については、前記Si等添加剤とTaの親和性がよく
、Taの酸化皮膜の生成に際して、皮膜の欠陥が出来に
くいこと、及びTaの生成時にすでに前記Si等添加剤
が存在するために、タンタル粒内へ前記Si等の添加剤
が均一に入り易いためと考えられる。
この発明に従って得られたタンタル粉末は、比静電容量
特性が著しく改善されるものであり、かつコンデンサー
の信頼性を損うことがない等、従来技術では得られない
特性を有するタンタル粉末が得られる。
特性が著しく改善されるものであり、かつコンデンサー
の信頼性を損うことがない等、従来技術では得られない
特性を有するタンタル粉末が得られる。
このように本発明は、希釈剤を含むに2TaF7とSi
、Si 化合物、カルシウム塩、リン酸塩又はこれらの
混合物を均一に混合した溶融浴をNa還元することによ
ってタンタル粉末が生成される際に、タンタル粒内又は
表面にSi等の添加物がそのまま、または他の形で均一
に分布することにより、比静電容量が改良されたタンタ
ル粉を得ることに特徴がある。
、Si 化合物、カルシウム塩、リン酸塩又はこれらの
混合物を均一に混合した溶融浴をNa還元することによ
ってタンタル粉末が生成される際に、タンタル粒内又は
表面にSi等の添加物がそのまま、または他の形で均一
に分布することにより、比静電容量が改良されたタンタ
ル粉を得ることに特徴がある。
従って、すでに得られたタンタル粉末に、前記St等の
添加剤を添加したのでは、焼結前のタンタル粒子中へ前
記Si等の添加剤を均一に分散することが出来ないので
、本発明方法によって得られたタンタル粉末の有する特
性を発現させることができない点に注目すべきである。
添加剤を添加したのでは、焼結前のタンタル粒子中へ前
記Si等の添加剤を均一に分散することが出来ないので
、本発明方法によって得られたタンタル粉末の有する特
性を発現させることができない点に注目すべきである。
この発明の実施に当り、K2TaF7へ希釈剤としてN
aC1のようなアルカリハライドを混合し、これら混合
溶融塩をNa還元する方法が採用される。
aC1のようなアルカリハライドを混合し、これら混合
溶融塩をNa還元する方法が採用される。
このアルカリハライドを併用することによる作用及び利
益は次に述べるとおりである。
益は次に述べるとおりである。
K2 T a F 7はNa還元に際し、その融点以上
の温度に保って行なわれるが、生成されるフッ化ナトリ
ウムは990℃程度の高い融点を持っており、K2Ta
F7の溶融物に外皮として生成するためにNa還元を阻
害する。
の温度に保って行なわれるが、生成されるフッ化ナトリ
ウムは990℃程度の高い融点を持っており、K2Ta
F7の溶融物に外皮として生成するためにNa還元を阻
害する。
この場合、アルカリン・ライド等の希釈剤を含む混合溶
融塩は溶融温度を下げてフッ化ナトリウムの表皮化を防
止し、Na還元を円滑に進行すると共に、タンタル粒子
内へのSi等添加剤の分散を容易にする。
融塩は溶融温度を下げてフッ化ナトリウムの表皮化を防
止し、Na還元を円滑に進行すると共に、タンタル粒子
内へのSi等添加剤の分散を容易にする。
更にアルカリハライド等希釈剤の存在によりTaイオン
濃度が小さくなり、生成する粒子は細くなり易い。
濃度が小さくなり、生成する粒子は細くなり易い。
この発明と関連する技術として、特開昭52−1450
3号公報に、リン含有物質を元素状リン約5〜約400
ppmに相当する量で含有するタンタル粉、または米国
特許第3825802号明細書にN、Si、B、Pをタ
ンタル粉の熱処理前に加えることの技術的思想が記載さ
れているが、本発明のようにタンタル粒内に均一にsi
、pを分散することができないので、本発明で得られる
りンタル粉末の有する特性を充分に満足することができ
ない。
3号公報に、リン含有物質を元素状リン約5〜約400
ppmに相当する量で含有するタンタル粉、または米国
特許第3825802号明細書にN、Si、B、Pをタ
ンタル粉の熱処理前に加えることの技術的思想が記載さ
れているが、本発明のようにタンタル粒内に均一にsi
、pを分散することができないので、本発明で得られる
りンタル粉末の有する特性を充分に満足することができ
ない。
次に、本発明の実施例を示し、効果を明確にする。
実施例 1
K2TaF750kgにNaC125kg及びSiO2
粉末を251.100グ、1501.5001を夫夫均
一に混合し、溶融して8oo℃でNa還元を行なった。
粉末を251.100グ、1501.5001を夫夫均
一に混合し、溶融して8oo℃でNa還元を行なった。
得られた各タンタル粉末を洗浄し、乾燥した。
なお、K2TaF7 とNaC1を上記の組成と同様に
してSiO2を無添加でNa還元を行なってタンタル粉
末を作った。
してSiO2を無添加でNa還元を行なってタンタル粉
末を作った。
以下、無添加のものを対照と呼ぶ。
上記各試料タンタル粉末を熱処理(1200℃×60分
)して凝集し、−60# (0,2mm下)まで解砕し
た。
)して凝集し、−60# (0,2mm下)まで解砕し
た。
これらサンプルは以下の実施例から得られたサンプルに
ついても同様に電気特性を測定し、その結果を総括して
後述する表−9に示した。
ついても同様に電気特性を測定し、その結果を総括して
後述する表−9に示した。
本実施例の配合割合と生成タンタル粉末の比表面積SS
A及びSiの含有量を一括して表−1に示した。
A及びSiの含有量を一括して表−1に示した。
実施例 2
実施例1と同様にして、表−2に示すように、K2Ta
F750kgへNaC125kg及びに2SiF625
0グ、5001を均一に混合し、溶融して800℃でN
a還元を行ない、例1に準じて試料タンタル粉末を作っ
た。
F750kgへNaC125kg及びに2SiF625
0グ、5001を均一に混合し、溶融して800℃でN
a還元を行ない、例1に準じて試料タンタル粉末を作っ
た。
実施例 3
に2TaF750kgへNaC125kg及びCa3
(PO4)2250?を均一に混合し、溶融して800
℃でNa還元を行ない、例1に準じて試料タンタル粉末
を作った。
(PO4)2250?を均一に混合し、溶融して800
℃でNa還元を行ない、例1に準じて試料タンタル粉末
を作った。
表−3にその内容を示した。
実施例 4
に2TaF 750kgにNaC125kg及びCaS
O4粉末を5P、IOS’、15P、75グ、15o1
の夫々を均一に混合し、実施例1に準じてタンタル粉末
を作った。
O4粉末を5P、IOS’、15P、75グ、15o1
の夫々を均一に混合し、実施例1に準じてタンタル粉末
を作った。
表−4にその内容を示した。
実施例 5
希釈剤として使用するNa11の製造工程で晶出後のN
a Cl結晶にCaF2を添加して混合、乾燥し、2
5kyのNaC1当り夫々31.61.30グ、601
含有させた。
a Cl結晶にCaF2を添加して混合、乾燥し、2
5kyのNaC1当り夫々31.61.30グ、601
含有させた。
これらを夫々50kgのに2TaF7 と混合、溶融し
実施例1に準じてタンタル粉末を得た。
実施例1に準じてタンタル粉末を得た。
その内容を表−5に示した。
実施例 6
K2TaF750kg、NaCl25kg及びに2H
PO4粉末を51.101.50グ、10ozを夫々均
一に混合し以降、実施例1に準じてタンタル粉末を作っ
た。
K2TaF750kg、NaCl25kg及びに2H
PO4粉末を51.101.50グ、10ozを夫々均
一に混合し以降、実施例1に準じてタンタル粉末を作っ
た。
その内容を表−6に示した。
実施例 7
に2TaF7製造工程の晶出結晶にリン酸アンモンを貧
彷[]してP成分を添力目した。
彷[]してP成分を添力目した。
50kgのに2TaF7当り夫々10グ、20′y、1
00f、1200 P添加したものにNaC125kg
を混合し、実施例1に準じてタンタル粉末を得た。
00f、1200 P添加したものにNaC125kg
を混合し、実施例1に準じてタンタル粉末を得た。
その内容を表−7に示した。
上記各実施例で得られたタンタル粉末を真空中で120
0℃の温度で60分間熱処理し一60#(0,2mm下
)迄解砕した後の物理的特性を一括して表−8に掲げた
。
0℃の温度で60分間熱処理し一60#(0,2mm下
)迄解砕した後の物理的特性を一括して表−8に掲げた
。
表−8が示す様に、生成タンタル粉末を同一条件で熱処
理した場合、本発明で特定された添加剤を添加しない粉
末(A、OA)は熱処理による収縮が太き(、SSAの
低下率が大きいことがわかる。
理した場合、本発明で特定された添加剤を添加しない粉
末(A、OA)は熱処理による収縮が太き(、SSAの
低下率が大きいことがわかる。
次に各実施例で得られたタンタル粉末を下記の条件のも
とで電気特性を測定し、その結果を括めで表−9に示し
た。
とで電気特性を測定し、その結果を括めで表−9に示し
た。
測定条件
ペレット:1.QX5mmφ
成型密度:6.0グ/d
焼結条件:1700℃×30分
化成条件:0.01%H3PO490土2℃ 30mA
/P 1oov 120分 測定条件:10%H3PO425±2℃ pt 一点電
極 C,tanδ:DCBias 1.5V 120Hz
LCニア0V 3分 sv:o、oi%H3PO490±2℃ 30m A
/ ? 上表かられかる様に、本発明で特定した添加剤を添加し
ないA、OA粉末に比して、添加剤を加えた粉末は全て
C■の向上がみられ、添加量の増加に応じて効果が増大
している。
/P 1oov 120分 測定条件:10%H3PO425±2℃ pt 一点電
極 C,tanδ:DCBias 1.5V 120Hz
LCニア0V 3分 sv:o、oi%H3PO490±2℃ 30m A
/ ? 上表かられかる様に、本発明で特定した添加剤を添加し
ないA、OA粉末に比して、添加剤を加えた粉末は全て
C■の向上がみられ、添加量の増加に応じて効果が増大
している。
Si化合物等についてはSiとして40ppm台でも効
果がみとめられるが、好ましくは60ppm以上である
。
果がみとめられるが、好ましくは60ppm以上である
。
Ca塩及びリン酸塩については夫々Ca及びPとして2
0ppm台でも効果がみとめられるが、好ましくは50
ppm以上である。
0ppm台でも効果がみとめられるが、好ましくは50
ppm以上である。
この発明の実施態様としては、還元時にシリコン、シリ
コン化合物、カルシウム塩又はリン酸塩の1種又は2種
以上が存在して居れば良(、従つて、その添加時期、添
加方法によって本発明の効果が左右されるものではない
。
コン化合物、カルシウム塩又はリン酸塩の1種又は2種
以上が存在して居れば良(、従つて、その添加時期、添
加方法によって本発明の効果が左右されるものではない
。
この発明の効果は、タンタル粒子の細さを焼結後に生か
すと言うのが重要な特徴であり、その効果は粒子が細い
方が犬である。
すと言うのが重要な特徴であり、その効果は粒子が細い
方が犬である。
理論的には酸化皮膜の厚さからくる規制があるが、最近
のCv10000μFV/?以上のタンタル粉末には、
特に大きな効果がある。
のCv10000μFV/?以上のタンタル粉末には、
特に大きな効果がある。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 フッ化タンタル酸カリウムを希釈剤の存在下にナト
リウム還元によってタンタル粉末を製造する方法におい
て、フッ化タンタル酸カリウム又は希釈剤若しくはこれ
らの混合物にケイ素、ケイ素化合物、カルシウム塩(沃
化カルシウムを除く)又はリン酸塩からなる群から選ば
れる1種または2種以上の混合物を均一に混合溶融して
還元することを特徴とするタンタル粉末の製造方法。 2 フッ化タンタル酸カリウムに希釈剤としてアルカリ
ハライドを用いる特許請求の範囲第1項記載のタンタル
粉末の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54019704A JPS595642B2 (ja) | 1979-02-23 | 1979-02-23 | タンタル粉末の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54019704A JPS595642B2 (ja) | 1979-02-23 | 1979-02-23 | タンタル粉末の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55113807A JPS55113807A (en) | 1980-09-02 |
| JPS595642B2 true JPS595642B2 (ja) | 1984-02-06 |
Family
ID=12006655
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP54019704A Expired JPS595642B2 (ja) | 1979-02-23 | 1979-02-23 | タンタル粉末の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS595642B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4356028A (en) * | 1981-08-24 | 1982-10-26 | Fansteel Inc. | In situ phosphorus addition to tantalum |
| JPS60149706A (ja) * | 1984-01-18 | 1985-08-07 | Showa Kiyabotsuto Suupaa Metal Kk | タンタル粉末の製造方法 |
| BR8703766A (pt) * | 1987-07-20 | 1989-01-31 | Mamore Mineracao E Metalurgica | Processo para a abertura de minerios |
| JPH0270028A (ja) * | 1988-09-02 | 1990-03-08 | Nippon Mining Co Ltd | Ta又はNbの製造方法 |
| US5442978A (en) * | 1994-05-19 | 1995-08-22 | H. C. Starck, Inc. | Tantalum production via a reduction of K2TAF7, with diluent salt, with reducing agent provided in a fast series of slug additions |
| CN103601242A (zh) * | 2013-11-18 | 2014-02-26 | 宁夏东方钽业股份有限公司 | 一种含磷钽粉的制备方法 |
| CN104209512B (zh) * | 2014-09-05 | 2018-01-16 | 宁夏东方钽业股份有限公司 | 一种中压钽粉及其制备方法 |
| CN105583406B (zh) * | 2016-03-29 | 2018-12-11 | 宁夏东方钽业股份有限公司 | 一种低氧含量金属粉末的制备方法 |
| US11534830B2 (en) * | 2017-12-28 | 2022-12-27 | Ningxia Orient Tantalum Industry Co., Ltd | Tantalum powder and preparation method therefor |
-
1979
- 1979-02-23 JP JP54019704A patent/JPS595642B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55113807A (en) | 1980-09-02 |
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