RU2253919C2 - Порошок для конденсатора - Google Patents
Порошок для конденсатора Download PDFInfo
- Publication number
- RU2253919C2 RU2253919C2 RU2002115641/09A RU2002115641A RU2253919C2 RU 2253919 C2 RU2253919 C2 RU 2253919C2 RU 2002115641/09 A RU2002115641/09 A RU 2002115641/09A RU 2002115641 A RU2002115641 A RU 2002115641A RU 2253919 C2 RU2253919 C2 RU 2253919C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- niobium
- tantalum
- powder
- capacitors
- capacitor
- Prior art date
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 title claims abstract description 29
- 239000000843 powder Substances 0.000 title claims abstract description 22
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 42
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 25
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims description 25
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 8
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 5
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 abstract description 25
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 11
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 9
- URLJKFSTXLNXLG-UHFFFAOYSA-N niobium(5+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Nb+5].[Nb+5] URLJKFSTXLNXLG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 7
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 7
- 150000003482 tantalum compounds Chemical class 0.000 description 7
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 7
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 6
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 5
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 5
- ZKATWMILCYLAPD-UHFFFAOYSA-N niobium pentoxide Inorganic materials O=[Nb](=O)O[Nb](=O)=O ZKATWMILCYLAPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);tantalum(5+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ta+5].[Ta+5] BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 4
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 4
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000004703 alkoxides Chemical class 0.000 description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 229910000484 niobium oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- PBCFLUZVCVVTBY-UHFFFAOYSA-N tantalum pentoxide Inorganic materials O=[Ta](=O)O[Ta](=O)=O PBCFLUZVCVVTBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003570 air Substances 0.000 description 2
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N manganese dioxide Chemical compound O=[Mn]=O NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- -1 on the one hand Chemical compound 0.000 description 2
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 2
- OSYUGTCJVMTNTO-UHFFFAOYSA-D oxalate;tantalum(5+) Chemical compound [Ta+5].[Ta+5].[O-]C(=O)C([O-])=O.[O-]C(=O)C([O-])=O.[O-]C(=O)C([O-])=O.[O-]C(=O)C([O-])=O.[O-]C(=O)C([O-])=O OSYUGTCJVMTNTO-UHFFFAOYSA-D 0.000 description 2
- 229910001936 tantalum oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- NGCRLFIYVFOUMZ-UHFFFAOYSA-N 2,3-dichloroquinoxaline-6-carbonyl chloride Chemical compound N1=C(Cl)C(Cl)=NC2=CC(C(=O)Cl)=CC=C21 NGCRLFIYVFOUMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonium chloride Substances [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YTPZWYPLOCEZIX-UHFFFAOYSA-N [Nb]#[Nb] Chemical compound [Nb]#[Nb] YTPZWYPLOCEZIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- QGAVSDVURUSLQK-UHFFFAOYSA-N ammonium heptamolybdate Chemical compound N.N.N.N.N.N.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.[Mo].[Mo].[Mo].[Mo].[Mo].[Mo].[Mo] QGAVSDVURUSLQK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000012300 argon atmosphere Substances 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 1
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 1
- XAYGUHUYDMLJJV-UHFFFAOYSA-Z decaazanium;dioxido(dioxo)tungsten;hydron;trioxotungsten Chemical compound [H+].[H+].[NH4+].[NH4+].[NH4+].[NH4+].[NH4+].[NH4+].[NH4+].[NH4+].[NH4+].[NH4+].O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.[O-][W]([O-])(=O)=O.[O-][W]([O-])(=O)=O.[O-][W]([O-])(=O)=O.[O-][W]([O-])(=O)=O.[O-][W]([O-])(=O)=O.[O-][W]([O-])(=O)=O XAYGUHUYDMLJJV-UHFFFAOYSA-Z 0.000 description 1
- 238000010908 decantation Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 238000001493 electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 1
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 150000002821 niobium Chemical class 0.000 description 1
- 150000003891 oxalate salts Chemical class 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- LJTHRDIGXSIYMM-UHFFFAOYSA-N propan-1-olate tantalum(5+) Chemical compound [Ta+5].CCC[O-].CCC[O-].CCC[O-].CCC[O-].CCC[O-] LJTHRDIGXSIYMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 1
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- WTKKCYNZRWIVKL-UHFFFAOYSA-N tantalum Chemical compound [Ta+5] WTKKCYNZRWIVKL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
- H01G9/004—Details
- H01G9/04—Electrodes or formation of dielectric layers thereon
- H01G9/042—Electrodes or formation of dielectric layers thereon characterised by the material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
- H01G9/004—Details
- H01G9/04—Electrodes or formation of dielectric layers thereon
- H01G9/048—Electrodes or formation of dielectric layers thereon characterised by their structure
- H01G9/052—Sintered electrodes
- H01G9/0525—Powder therefor
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
- Y10T428/12181—Composite powder [e.g., coated, etc.]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области электротехники, в частности к порошку для конденсатора, состоящего в основном из ниобия с поверхностным покрытием, которое содержит, как минимум, один элемент из группы Al, Si, Ti, Zr, Y и Та, и к аноду конденсатора, состоящего из спекшего порошка с изолирующим слоем, полученным путем анодного окисления, где слой содержит, как минимум, один из элементов из группы Al, Si, Ti, Zr, Y и Та. Техническим результатом изобретения является повышение удельной емкости конденсатора. 2 н.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.
Description
Данное изобретение относится к порошку для изготовления электролитических конденсаторов, в частности к порошку для изготовления анодов электролитических конденсаторов.
В литературе особенно описаны земельнокислые металлы ниобий и тантал в качестве исходных материалов для изготовления такого рода конденсаторов. Изготовление конденсаторов осуществляют при спекании мелкодисперсных порошков для получения структуры с большой поверхностью, окислении поверхности спекшихся тел для получения непроводящего изолирующего слоя и нанесения противоэлектрода в виде слоя двуокиси марганца или проводящего полимера. Порошки земельнокислых металлов особенно подходят для этого в связи с тем, что их пятиокиси обладают высокими относительными диэлектрическими постоянными.
Для производства конденсаторов до сих пор имели техническое значение только танталовые порошки. Это связано, с одной стороны, с возможностью воспроизводимого получения мелкодисперсного танталового порошка, а с другой стороны, с тем, что изолирующий окисный слой из пятиокиси тантала обладает особенно выраженной стабильностью. Возможно, это связано с тем, что тантал в отличие от ниобия не образует стабильных недоокисей.
В ходе развития микроэлектронной техники недостатки тантала однако также приобретают все большее значение. С одной стороны, тантал имеет очень высокую плотность, равную 16,6 г/см3. Этим ограничивается тенденция по уменьшению веса, особенно у переносных электронных приборов, таких как мобильные телефоны и так далее. Учитывая то, что плотность ниобия в два раза меньше, чем у тантала, можно при условии одинаковой геометрии и одинаковых свойств окисного слоя получить примерно в два раза большую удельную электрическую емкость в пересчете на вес по сравнению с танталовыми порошками. Определяющие емкость конденсатора свойства материала изолирующей пятиокиси у ниобия, с одной стороны, и у тантала, с другой стороны, оказывают частично противоположно направленные влияния.
Так емкость конденсатора тем выше, чем выше относительная диэлектрическая постоянная изолирующего слоя. Она тем ниже, чем толще изолирующий слой, необходимый для заданного рабочего напряжения. Так, большая диэлектрическая постоянная пятиокиси ниобия, равная 41, по сравнению с таковой пятиокиси тантала, равной 26, компенсируется большей потребной толщиной пятиокиси ниобия по сравнению с танталом. При заданном напряжении анода рост толщины слоя пятиокиси тантала составляет около 2 нм/В, а у слоя пятиокиси ниобия около 3,7 нм/В. Емкости, пересчитанные на поверхности конденсаторов, в соответствии с этим сравнимы.
От применения ниобиевых конденсаторов до сих пор воздерживались в связи с низкими удельными емкостями, с малой удельной поверхностью и низким качеством.
Задача данного изобретения состоит в том, чтобы устранить недостатки известных ниобиевых конденсаторов. В особенности, задача данного изобретения состоит в том, чтобы изолирующий слой пятиокиси ниобия у ниобиевых конденсаторов так улучшить, чтобы можно было получить более высокие удельные емкости.
Было обнаружено, что порошок ниобия, поверхность которого покрыта, как минимум, одним из элементов Al, Si, Ti, Zr, Mo, W, Y и Та, превосходно подходит для производства ниобиевых конденсаторов. В особенности, было обнаружено, что удельная емкость в пересчете на поверхность анода конденсатора у такого рода конденсаторов, изготовленных из ниобиевых порошков с покрытием, выше, чем в случае чисто ниобиевых анодов, и что получают ниобиевые аноды с малым током утечки. Кроме того, получены первые указания на то, что у них сравнимая с танталовыми анодами стабильность в течение длительного времени.
В соответствии с этим предметом данного изобретения являются ниобиевые порошки с поверхностным покрытием, как минимум, одним из элементов Al, Si, Ti, Zr, Мо, W, Y и Та.
Предметом изобретения также являются состоящие из ниобия аноды для конденсаторов, получаемые при спекании, причем поверхность анода содержит, как минимум, один из элементов Al, Si, Ti, Zr, Мо, W, Y и Та.
Предметом изобретения далее являются состоящие из ниобия аноды для конденсаторов, получаемые при спекании, у которых предусмотрен изолирующий слой из окиси ниобия, причем изолирующий слой содержит, как минимум, один из элементов Al, Si, Zr, Ti, Мо, W, Y и Та.
Предметом изобретения являются также электролитические конденсаторы, которые состоят из ниобиевого анода, изолирующего слоя из окиси ниобия, полупроводящего катода и электролита, причем изолирующий слой из окиси ниобия содержит, как минимум, один элемент, модифицирующий поверхность.
Предпочтительные содержания элемента, модифицирующего поверхность в изолирующем слое, составляют менее 25 атомных % в пересчете на общее содержание металла в изолирующем слое, особенно предпочтительны содержания до 20 атомных процентов. Еще более предпочтительны содержания элемента, модифицирующего поверхность, от 2 до 15 атомных % в окисном изолирующем слое.
По отношению к ниобиевому порошку количество металла для покрытия поверхности предпочтительно меньше чем 18 атомных %, более предпочтительно меньше 15 атомных %, особо предпочтительно от 1,5 до 12 атомных %.
Предпочтительными элементами для модифицирования поверхности являются Ti, Zr и Та, особенно предпочтителен Та.
Принято считать, что элемент, модифицирующий поверхность ниобиевого порошка, и при дальнейшей переработке в конденсатор остается по существу на поверхности, так как температуры, применяемые во время дальнейшей переработки, обычно ниже 1250°С, если учесть, что температура плавления ниобия 2500°С, а диффузия в твердых телах относительно мала.
На основе данного изобретения и в соответствии с ним создается возможность изготовления ниобиевых конденсаторов, которые превосходят имеющиеся в настоящее время танталовые конденсаторы с большой емкостью. Такого рода танталовые конденсаторы имеют удельные емкости в 100000 мкФВ/г при анодных напряжениях 40 В. Один из ниобиевых конденсаторов, согласно изобретению, с соответствующей геометрией обнаружил удельную емкость 300000 мкФВ/г. Особенно удается производить химически модифицированные ниобиевые конденсаторы, которые дают в пересчете на поверхность конденсатора удельную емкость более 60000 мкФВ/м2, предпочтительно более 70000 мкФВ/м2.
Предметом изобретения также является способ получения порошка для конденсатора, соответствующего изобретению. Способ заключается в том, что ниобиевый порошок пропитывают раствором соединения, включающего элемент, модифицирующий поверхность, причем это соединение должно обладать способностью к гидролизу или разложению, затем порошок отделяют от раствора, адсорбировавшееся на порошке соединение гидролизуют или разлагают, а в заключение гидролизат восстанавливают до металла.
В качестве ниобиевых порошков пригодны порошки, получаемые при нагревании слитков ниобия, полученных при плавлении электронным лучом, в атмосфере водорода, при перемалывании материала, ставшего хрупким в результате поглощения водорода, и удалении водорода при нагревании в вакууме. Пригодны и ниобиевые хлопья согласно WO 98/19811.
Далее пригодны высокопористые ниобиевые порошки, которые могут быть получены в соответствии с неопубликованными предложениями заявителя, согласно DE 19831280, DE 19847012 и РСТ 99/09772 при восстановлении пятиокиси ниобия в жидком или газообразном магнии, при необходимости, после предшествующего восстановления до недоокиси с помощью водорода.
Далее в качестве ниобиевых порошков пригодны ниобиевые порошки, которые содержат один или несколько из элементов Al, Ti, Mo, W, Hf, Zr или Та в качестве легирующих составных частей, то есть равномерно распределенных в количестве до 5 вес. %.
Нанесение элемента, модифицирующего поверхность, описано ниже на примере тантала.
В качестве способных к разложению, соответственно, гидролизующихся соединений тантала особенно пригодны такие, которые легко растворимы в воде или в органических растворителях. В качестве водорастворимого соединения тантала особенно подходит оксалат тантала. Кроме того, пригодны растворимые в спиртах танталалкоксиды с от 1 до 8 атомами углерода, такие как танталметоксид, танталэтоксид, танталпропоксид, танталбутоксид и так далее, включая танталоктоаты, а также металло-органические соединения тантала, согласно US-A 5914417.
Для получения тонких слоев тантала на ниобиевом порошке используют предпочтительно разбавленные растворы органических соединений тантала, даже если они сами по себе жидкие. В качестве растворителя подходит вода, если соединение тантала устойчиво в воде. Алкоксиды растворяют предпочтительно в абсолютном спирте или в других органических растворителях с такой низкой кислотностью, что без доступа воды не происходит гидролиза, таких как толуол или бензол. Предпочтительно для растворения алкоксидов используют любой соответствующий спирт.
Концентрация соединения тантала в любом растворителе составляет предпочтительно от 1 до 20 вес.%, более предпочтительно от 1 до 10 вес.%, особо предпочтительно от 1 до 5 вес.%.
Суспензию ниобиевого порошка готовят в растворе органического соединения тантала и для гарантии хорошего покрытия оставляют на некоторое время. Обычно оно составляет от 10 минут до 1 часа. Для того чтобы гарантировать хорошее проникновение в пористый ниобиевый порошок, соответственно, в агломераты ниобиевого порошка, целесообразно помещение ниобиевого порошка в вакуумируемый объем под вакуумом, этот объем при необходимости промыть парами растворителя и в заключение впустить жидкость для обработки в вакуумированный сосуд.
Отделение обработанного порошка ниобия от раствора осуществляют фильтрованием, центрифугированием или декантированием.
В случае применения танталалкоксидов их осторожно на воздухе, в котором есть влажность, соответственно в увлажненном воздухе, гидролизуют предпочтительно при небольшом нагревании от 50 до 100°С. При необходимости в конце обработки можно впустить водяной пар для полного завершения гидролиза. При использовании оксалата тантала гидролиз проводят в водном щелочном растворе, например в аммиачном растворе или в растворе гидроокиси натрия. Особенно хорошо гидролиз проходит в газовом потоке, содержащем аммиак.
Для создания равномерно приставшего слоя окиси тантала гидролиз должен происходить медленно в течение нескольких часов.
Погружение и гидролиз многократно повторяют. Предпочтительно, чтобы погружение ниобиевого порошка осуществлялось в менее концентрированный раствор, но зато многократно.
После одного, при необходимости, включенного в промежутке шага сушки ниобиевый порошок, обработанный таким образом, восстанавливают металлом-гетером при достаточно высоком давлении при температуре от 850 до 1000°С. В качестве металла гетера подходят магний, кальций, стронций, барий, алюминий и/или лантан. Существенно то, что окислы, образующиеся при восстановлении, легко вымываются минеральными кислотами. Особенно предпочтительным восстановителем является магний.
Ниобиевые порошки, восстановленные таким образом, промытые минеральной кислотой и в заключение промытые деминерализованной водой до освобождения от кислоты и высушенные, спрессовывают в подходящих матрицах до прессованной плотности от 2,5 до 3,5 г/см3 в таблетки и в заключение спекают известным образом при температуре от 1100 до 1250°С. Аноды, подвергнутые спеканию, контактно соединяют с танталовой и/или ниобиевой проволокой, предпочтительно с ниобиевой проволокой, если только эта контактная проволока уже не была вставлена в матрицу при прессовании.
После этого происходит формование по известному способу в 0,1 %-ной фосфорной кислоте до желательного напряжения формования.
Кроме оксалатов и алкоксидов используют для получения вольфрамовых покрытий водные растворы паравольфрамата аммония, для получения молибденовых покрытий водные растворы гептамолибдата аммония, которые термически разлагаются, подходят и предпочтительны.
Для получения титановых покрытий подходит водный раствор TiOSO4, который с помощью водного основания, например аммония, гидролизуют, или чистого TiCl4, который в заключение гидролизуют водяным паром.
Примеры 1-7
Используют высокочистый порошок ниобия, который получен из недоокиси ниобия NbO2 при восстановлении в парах магния, согласно De-A 19831280. Порошок имеет удельную поверхность, согласно BET, равную 3,02 м2/г. Погружают различные количества пробы в этанольный раствор, содержащий количество танталэтоксида, приведенное в таблице 1. Пробу для сравнения обрабатывают в чистом этанольном растворе. Через 30 минут пробы отделяют фильтрованием от соответствующих растворов и оставляют стоять 15 минут при атмосфере окружающего воздуха.
В заключение пробы сушат 45 мин при 95°С, промывают деминерализованной водой, нагретой до 80°С, и снова сушат.
После этого пробы восстанавливают в атмосфере аргона парами магния при от 850 до 950°С (перепад температур в печи).
На чертеже показан снимок, сделанный при отражательной электронной микроскопии (ОЭМ) с разным увеличением пробы 1, согласно таблице 1.
Результаты анализа для Та, С, Н и О, а также величина удельной поверхности проб приведены в таблице 1.
Пробы обычным способом спрессовывают с ниобиевой проволокой до прессованной плотности 3,14 г/см3 в анодные таблетки и в течение 20 минут спекают при температуре 1150°С. Аноды, подвергнутые спеканию, формуют в 0,1%-ном растворе фосфорной кислоты вплоть до формующего напряжения 40 В.
Свойства конденсатора определяют в 30%-ной серной кислоте в качестве католита при смещающем напряжении 1,5 В.
Результаты приведены в таблице 1.
Claims (2)
1. Порошок для конденсатора, состоящий в основном из ниобия с поверхностным покрытием, отличающийся тем, что поверхностное покрытие содержит, как минимум, один элемент из группы Al, Si, Ti, Zr, Y и/или Та.
2. Анод конденсатора, состоящий из спекшегося ниобиевого порошка с изолирующим слоем, полученным путем анодного окисления, отличающийся тем, что слой содержит, как минимум, один из элементов Al, Si, Ti, Zr, Y и/или Та.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19953946.4 | 1999-11-09 | ||
| DE19953946A DE19953946A1 (de) | 1999-11-09 | 1999-11-09 | Kondensatorpulver |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2002115641A RU2002115641A (ru) | 2004-05-27 |
| RU2253919C2 true RU2253919C2 (ru) | 2005-06-10 |
Family
ID=7928474
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002115641/09A RU2253919C2 (ru) | 1999-11-09 | 2000-10-27 | Порошок для конденсатора |
Country Status (14)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6821314B1 (ru) |
| EP (1) | EP1230655B1 (ru) |
| JP (1) | JP4999135B2 (ru) |
| KR (1) | KR100715408B1 (ru) |
| CN (1) | CN1211819C (ru) |
| AU (1) | AU770489B2 (ru) |
| BR (1) | BRPI0015400B1 (ru) |
| CZ (1) | CZ301939B6 (ru) |
| DE (2) | DE19953946A1 (ru) |
| IL (2) | IL149038A0 (ru) |
| PT (1) | PT1230655E (ru) |
| RU (1) | RU2253919C2 (ru) |
| SV (1) | SV2002000213A (ru) |
| WO (1) | WO2001035428A1 (ru) |
Families Citing this family (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6322912B1 (en) | 1998-09-16 | 2001-11-27 | Cabot Corporation | Electrolytic capacitor anode of valve metal oxide |
| US6416730B1 (en) | 1998-09-16 | 2002-07-09 | Cabot Corporation | Methods to partially reduce a niobium metal oxide oxygen reduced niobium oxides |
| BR0113215A (pt) † | 2000-08-10 | 2005-02-01 | Showa Denko Kk | Pó de nióbio, corpo sinterizado e capacitor usando o corpo |
| DE10044451C1 (de) * | 2000-09-08 | 2002-04-04 | Epcos Ag | Elektrode und Kondensator mit der Elektrode |
| JP2003213301A (ja) * | 2002-01-21 | 2003-07-30 | Kawatetsu Mining Co Ltd | ニオブ粉末及び固体電解コンデンサ |
| JP2004143477A (ja) * | 2002-10-22 | 2004-05-20 | Cabot Supermetal Kk | ニオブ粉末およびその製造方法、並びにそれを用いた固体電解コンデンサ |
| US7655214B2 (en) | 2003-02-26 | 2010-02-02 | Cabot Corporation | Phase formation of oxygen reduced valve metal oxides and granulation methods |
| US7445679B2 (en) | 2003-05-16 | 2008-11-04 | Cabot Corporation | Controlled oxygen addition for metal material |
| EP2455340A1 (en) | 2003-05-19 | 2012-05-23 | Cabot Corporation | Valve metal sub-oxide powders and capacitors and sintered anode bodies made therefrom |
| EP1683167B1 (en) | 2003-11-10 | 2012-04-18 | Showa Denko K.K. | Niobium powder for capacitor, niobium sintered body and capacitor |
| US20080011124A1 (en) * | 2004-09-08 | 2008-01-17 | H.C. Starck Gmbh & Co. Kg | Deoxidation of Valve Metal Powders |
| WO2007020464A1 (en) * | 2005-08-19 | 2007-02-22 | Avx Limited | Solid state capacitors and method of manufacturing them |
| GB0517952D0 (en) * | 2005-09-02 | 2005-10-12 | Avx Ltd | Method of forming anode bodies for solid state capacitors |
| DE102005043829A1 (de) * | 2005-09-13 | 2007-04-05 | H.C. Starck Gmbh | Verfahren zur Herstellung von Elektrolytkondensatoren mit hoher Nennspannung |
| GB0622463D0 (en) * | 2006-11-10 | 2006-12-20 | Avx Ltd | Powder modification in the manufacture of solid state capacitor anodes |
| US7760487B2 (en) * | 2007-10-22 | 2010-07-20 | Avx Corporation | Doped ceramic powder for use in forming capacitor anodes |
| US7852615B2 (en) * | 2008-01-22 | 2010-12-14 | Avx Corporation | Electrolytic capacitor anode treated with an organometallic compound |
| US7768773B2 (en) * | 2008-01-22 | 2010-08-03 | Avx Corporation | Sintered anode pellet etched with an organic acid for use in an electrolytic capacitor |
| US7760488B2 (en) * | 2008-01-22 | 2010-07-20 | Avx Corporation | Sintered anode pellet treated with a surfactant for use in an electrolytic capacitor |
| US8203827B2 (en) * | 2009-02-20 | 2012-06-19 | Avx Corporation | Anode for a solid electrolytic capacitor containing a non-metallic surface treatment |
| JP5132840B2 (ja) * | 2010-12-24 | 2013-01-30 | 昭和電工株式会社 | タングステン粉、コンデンサの陽極体及び電解コンデンサ |
| TW201446361A (zh) * | 2012-12-27 | 2014-12-16 | Showa Denko Kk | 鈮電容器陽極用化學合成體及其製造方法 |
Family Cites Families (27)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3684929A (en) * | 1969-07-31 | 1972-08-15 | Mallinckrodt Chemical Works | Electrolytic capacitor anode comprising oxide filmed hollow bodies |
| US3849124A (en) * | 1969-12-05 | 1974-11-19 | Norton Co | Capacitor powder |
| JPS5539899B2 (ru) * | 1971-08-09 | 1980-10-14 | ||
| US3976435A (en) * | 1971-09-12 | 1976-08-24 | P. R. Mallory & Co. Inc. | Porous electrodes and electrolytic capacitors made therefrom |
| US3867129A (en) * | 1974-02-05 | 1975-02-18 | Metallurgie Hoboken | Anodically oxidizable metal powder |
| US3986869A (en) * | 1974-03-01 | 1976-10-19 | Showa Denko Kabushiki Kaisha | Process for making electrolytic capacitor anodes forming a continuum of anodes and cutting the continuum into individual bodies |
| US4338354A (en) * | 1980-04-28 | 1982-07-06 | International Standard Electric Corporation | Coating powdered material |
| DE3130392C2 (de) * | 1981-07-31 | 1985-10-17 | Hermann C. Starck Berlin, 1000 Berlin | Verfahren zur Herstellung reiner agglomerierter Ventilmetallpulver für Elektrolytkondensatoren, deren Verwendung und Verfahren zur Herstellung von Sinteranoden |
| GB2106938A (en) * | 1981-09-29 | 1983-04-20 | Standard Telephones Cables Ltd | Tantalum coated alumina articles |
| US5034857A (en) | 1989-10-06 | 1991-07-23 | Composite Materials Technology, Inc. | Porous electrolytic anode |
| US4973526A (en) * | 1990-02-15 | 1990-11-27 | Dow Corning Corporation | Method of forming ceramic coatings and resulting articles |
| JPH05243101A (ja) * | 1992-02-26 | 1993-09-21 | Nec Corp | 固体電解コンデンサ及びその製造方法 |
| DE4225920A1 (de) * | 1992-08-05 | 1994-02-10 | Roederstein Kondensatoren | Kondensator, insbesondere Elektrolytkondensator |
| US5914417A (en) * | 1995-01-03 | 1999-06-22 | H.C. Starck Gmbh & Co. Kg | Nb, Ta and Ti salt solutions and processes for the production and use thereof |
| US5993513A (en) * | 1996-04-05 | 1999-11-30 | Cabot Corporation | Method for controlling the oxygen content in valve metal materials |
| US6165623A (en) | 1996-11-07 | 2000-12-26 | Cabot Corporation | Niobium powders and niobium electrolytic capacitors |
| JP3254163B2 (ja) * | 1997-02-28 | 2002-02-04 | 昭和電工株式会社 | コンデンサ |
| US6051326A (en) * | 1997-04-26 | 2000-04-18 | Cabot Corporation | Valve metal compositions and method |
| US6282419B1 (en) | 1997-08-20 | 2001-08-28 | Ericsson Inc | Apparatus and method for mobile terminal rescans during roaming |
| JP3233084B2 (ja) * | 1997-11-06 | 2001-11-26 | 日本電気株式会社 | 固体電解コンデンサの陽極体の製造方法 |
| JPH11214242A (ja) * | 1998-01-26 | 1999-08-06 | Murata Mfg Co Ltd | 導電性ペーストおよびそれを用いた積層セラミック電子部品 |
| BRPI9917635B1 (pt) * | 1998-05-06 | 2017-06-06 | Starck H C Gmbh Co Kg | pó de nióbio na forma de partículas aglomeradas primárias e método para a obtenção de um anodo de capacitor |
| DE19831280A1 (de) | 1998-07-13 | 2000-01-20 | Starck H C Gmbh Co Kg | Verfahren zur Herstellung von Erdsäuremetallpulvern, insbesondere Niobpulvern |
| DE19847012A1 (de) | 1998-10-13 | 2000-04-20 | Starck H C Gmbh Co Kg | Niobpulver und Verfahren zu dessen Herstellung |
| JP2000243665A (ja) * | 1999-02-17 | 2000-09-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 固体電解コンデンサおよびその製造方法 |
| JP4527332B2 (ja) * | 1999-07-15 | 2010-08-18 | 昭和電工株式会社 | ニオブ粉、その焼結体およびそれを使用したコンデンサ |
| JP4683512B2 (ja) * | 2000-11-30 | 2011-05-18 | 昭和電工株式会社 | コンデンサ用粉体、それを用いた焼結体及びそれを用いたコンデンサ |
-
1999
- 1999-11-09 DE DE19953946A patent/DE19953946A1/de not_active Withdrawn
-
2000
- 2000-10-27 JP JP2001537079A patent/JP4999135B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 2000-10-27 AU AU13891/01A patent/AU770489B2/en not_active Ceased
- 2000-10-27 KR KR1020027005959A patent/KR100715408B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2000-10-27 PT PT00975948T patent/PT1230655E/pt unknown
- 2000-10-27 EP EP00975948A patent/EP1230655B1/de not_active Expired - Lifetime
- 2000-10-27 RU RU2002115641/09A patent/RU2253919C2/ru active
- 2000-10-27 CN CNB008153027A patent/CN1211819C/zh not_active Expired - Lifetime
- 2000-10-27 IL IL14903800A patent/IL149038A0/xx active IP Right Grant
- 2000-10-27 CZ CZ20021584A patent/CZ301939B6/cs not_active IP Right Cessation
- 2000-10-27 WO PCT/EP2000/010622 patent/WO2001035428A1/de active IP Right Grant
- 2000-10-27 DE DE50010419T patent/DE50010419D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2000-10-27 BR BRPI0015400A patent/BRPI0015400B1/pt not_active IP Right Cessation
- 2000-10-27 US US10/129,536 patent/US6821314B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-11-09 SV SV2000000213A patent/SV2002000213A/es active IP Right Grant
-
2002
- 2002-04-09 IL IL149038A patent/IL149038A/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| BRPI0015400B1 (pt) | 2016-04-19 |
| SV2002000213A (es) | 2002-02-05 |
| PT1230655E (pt) | 2005-09-30 |
| DE50010419D1 (de) | 2005-06-30 |
| IL149038A (en) | 2007-07-04 |
| CN1387667A (zh) | 2002-12-25 |
| CZ301939B6 (cs) | 2010-08-04 |
| BR0015400A (pt) | 2002-06-25 |
| JP4999135B2 (ja) | 2012-08-15 |
| JP2003514378A (ja) | 2003-04-15 |
| IL149038A0 (en) | 2002-11-10 |
| AU1389101A (en) | 2001-06-06 |
| CZ20021584A3 (cs) | 2002-07-17 |
| EP1230655B1 (de) | 2005-05-25 |
| KR100715408B1 (ko) | 2007-05-08 |
| KR20020065513A (ko) | 2002-08-13 |
| EP1230655A1 (de) | 2002-08-14 |
| CN1211819C (zh) | 2005-07-20 |
| AU770489B2 (en) | 2004-02-26 |
| WO2001035428A1 (de) | 2001-05-17 |
| US6821314B1 (en) | 2004-11-23 |
| DE19953946A1 (de) | 2001-05-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2253919C2 (ru) | Порошок для конденсатора | |
| RU2230031C2 (ru) | Способ частичного восстановления оксида металла и оксид металла с пониженным содержанием кислорода | |
| JP4676546B2 (ja) | コンデンサの陽極用焼結体 | |
| KR100636563B1 (ko) | 니오브 콘덴서 및 그 제조방법 | |
| EP1344750A1 (en) | Method of forming titanium oxide film and titanium electrolytic capacitor | |
| RU2615415C2 (ru) | Способ получения электролитических конденсаторов из порошков вентильных металлов | |
| JP5851667B1 (ja) | コンデンサ陽極体、固体電解コンデンサ素子、固体電解コンデンサおよびコンデンサ陽極体の製造方法 | |
| KR20020079800A (ko) | 커패시터용 니오브 분말, 그 소결체 및 소결체를 이용한커패시터 | |
| JP3195871B2 (ja) | 固体電解コンデンサの製造方法 | |
| MXPA02004597A (en) | Capacitor powder | |
| JP2004018966A (ja) | チタン酸化被膜の形成方法およびチタン電解コンデンサ | |
| JP6908503B2 (ja) | 電解コンデンサ | |
| JPH07220982A (ja) | 固体電解コンデンサの製造方法 | |
| JP2002180291A (ja) | チタン酸化被膜の形成方法およびチタン電解コンデンサ | |
| JP2001307963A (ja) | コンデンサ用ニオブ粉、それを用いた焼結体及びそれを用いたコンデンサ | |
| JPH0722080B2 (ja) | 固体電解コンデンサの製造法 | |
| JPS6257090B2 (ru) | ||
| JP2002249865A (ja) | チタン酸化被膜の形成方法およびチタン電解コンデンサ | |
| JP2002180293A (ja) | チタン酸化被膜の形成方法およびチタン電解コンデンサ | |
| JPH0766083A (ja) | 固体電解コンデンサおよびその製造方法 | |
| JP2002180292A (ja) | チタン酸化被膜の形成方法およびチタン電解コンデンサ | |
| JPS59193017A (ja) | 電解コンデンサの製造方法 | |
| JPH05311275A (ja) | コンデンサ用多孔状金属間化合物 | |
| JP2007284312A (ja) | 複合酸化物膜の製造方法、その製造方法で得られる複合体、該複合体を含む誘電材料、圧電材料、コンデンサ、圧電素子並びに電子機器 | |
| JPH11224832A (ja) | 固体電解コンデンサ用多孔質陽極体の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20180919 |
|
| PD4A | Correction of name of patent owner |