RU2308113C2 - Проволока конденсаторного сорта с более высокими прочностью на разрыв и твердостью - Google Patents
Проволока конденсаторного сорта с более высокими прочностью на разрыв и твердостью Download PDFInfo
- Publication number
- RU2308113C2 RU2308113C2 RU2004125881/09A RU2004125881A RU2308113C2 RU 2308113 C2 RU2308113 C2 RU 2308113C2 RU 2004125881/09 A RU2004125881/09 A RU 2004125881/09A RU 2004125881 A RU2004125881 A RU 2004125881A RU 2308113 C2 RU2308113 C2 RU 2308113C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wire
- niobium
- powder
- annealing
- silicon
- Prior art date
Links
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 50
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims abstract description 41
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 37
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 25
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 21
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 20
- GFUGMBIZUXZOAF-UHFFFAOYSA-N niobium zirconium Chemical compound [Zr].[Nb] GFUGMBIZUXZOAF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 claims abstract description 10
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 229910001093 Zr alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims description 22
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 21
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 20
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 12
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 8
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 8
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 7
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 7
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- BFRGSJVXBIWTCF-UHFFFAOYSA-N niobium monoxide Chemical compound [Nb]=O BFRGSJVXBIWTCF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 7
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 6
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 6
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 5
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000010622 cold drawing Methods 0.000 claims description 4
- 239000011863 silicon-based powder Substances 0.000 claims description 4
- 230000000930 thermomechanical effect Effects 0.000 claims description 4
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 2
- 238000002788 crimping Methods 0.000 claims 8
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 claims 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 abstract description 11
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 abstract description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 238000005266 casting Methods 0.000 abstract 2
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 20
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 9
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 7
- LIZIAPBBPRPPLV-UHFFFAOYSA-N niobium silicon Chemical compound [Si].[Nb] LIZIAPBBPRPPLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 3
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- PJJKUBXIDCAIME-UHFFFAOYSA-N CC1=C=CC=C1 Chemical compound CC1=C=CC=C1 PJJKUBXIDCAIME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000006350 Ipomoea batatas var. batatas Nutrition 0.000 description 1
- 241000072953 Kumara Species 0.000 description 1
- 229910001257 Nb alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000006356 dehydrogenation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 238000010309 melting process Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/20—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces by extruding
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
- C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
- C22C1/045—Alloys based on refractory metals
-
- 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
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F2998/00—Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F2998/00—Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy
- B22F2998/10—Processes characterised by the sequence of their steps
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области электротехники, в частности к проволоке конденсаторного сорта, полученной порошковой металлургией, содержащаей, по меньшей мере, ниобий и кремний, в которой ниобий является металлом, присутствующим в ниобиевой проволоке в наибольшем весовом процентном количестве. Проволока с контролируемой прочностью на разрыв при диаметре финишной обработки превосходит по прочности проволоку конденсаторного сорта, полученную литейной металлургией, что является техническим результатом изобретения. Также проволока, полученная порошковой металлургией, превосходит по твердости проволоку конденсаторного сорта, полученную литейной металлургией, и имеет утечку заряда, удовлетворяющую требованиям, обычно предъявляемым к проводниковым проволокам конденсаторного сорта из тантала, ниобия или ниобий-циркониевого сплава при температуре спекания приблизительно 1150°С и выше. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 9 ил., 4 табл.
Description
Предшествующий уровень техники
Изобретение в основном относится к конденсаторным проводниковым проволокам, в частности к проводниковым проволокам из ниобия, пригодным для использования с анодными прессовками из тантала или ниобия. Изобретение включает порошковую металлургию ниобия, производящую проводниковую проволоку из ниобия с добавкой кремния, обладающую более высокой прочностью и твердостью без существенного изменения номинальной величины утечки заряда проволоки.
Известно применение проводниковой проволоки из ниобия и его сплавов, изготовленных из расплавленных исходных материалов, в качестве конденсаторной проводниковой проволоки. Проволока из чистого ниобия, полученного в процессе плавки, имеет низкую утечку заряда при температуре спекания 1150°С и выше. Однако она имеет ограниченные прочность на разрыв и твердость, что создает трудности при ее использовании; это приводит к низкой производительности при соединении проволоки с конденсаторными анодными прессовками и/или в ходе спекания прессовки или пиролиза твердых электролитов с проводниковыми проволоками. Ниобиевые сплавы, такие как ниобий-циркониевые, имеют оптимальную прочность на разрыв и допустимую утечку заряда при температуре выше 1150°С, чем проволока из чистого ниобия, полученная в процессе плавки. Однако при температуре выше 1050°С из ниобий-циркониевой проволоки диффундирует цирконий и загрязняет анод, что делает ее неприемлемой в качестве конденсаторной проводниковой проволоки.
Объектом настоящего изобретения является улучшение химических, механических, металлургических и функциональных показателей проводниковой проволоки конденсаторного сорта.
Другим объектом настоящего изобретения является уменьшение проблем спекания и соединения.
Еще одним объектом настоящего изобретения является улучшение характеристик ниобиевой проволоки для преодоления вышеописанных недостатков без существенного влияния на электрические свойства проволоки и комбинации проволока-анод.
Сущность изобретения
Изобретение относится к способу изготовления проводниковой проволоки конденсаторного сорта из ниобия с добавкой кремния, включающему: (а) формирование порошка ниобия с низким содержанием кислорода гидрированием слитка ниобия или ниобиевой заготовки и измельчение или дробление слитка или заготовки с получением порошка с размерами частиц, определенных по методу среднего диаметра частиц по Фишеру, в пределах менее чем приблизительно 150 микрон; (б) дегидрирование порошка и при необходимости восстановление порошка с получением порошка ниобия с низким содержанием кислорода; (в) смешивание порошка ниобия с низким содержанием кислорода с добавкой - порошком кремния и уплотнение порошка изостатической холодной штамповкой в заготовку; (г) термомеханическую обработку заготовки в стержень; и (д) преобразование стержня комбинацией стадий прокатки и холодного волочения с формованием кремнийсодержащей проволоки. Изобретение также относится к методу проведения такого способа.
Настоящее изобретение включает проволоку из ниобия, полученного порошковой металлургией (П/М), содержащую добавку кремния в количестве менее чем приблизительно 600 чнм. В основном, количество кремния находится в пределах от приблизительно 150 до приблизительно 600 чнм. Предпочтительно, количество кремния находится в пределах от приблизительно 150 до 300 чнм. Изобретение придает регулируемую более высокую механическую прочность на разрыв проволоке из ниобия с диаметром финишной обработки, что превосходит проволоку конденсаторного сорта, сформованную из ниобия и ниобий-циркониевых сплавов, полученных непосредственно из металлургических слитков (литейная металлургия Л/М). Также предпочтительно, П/М исходный материал ниобия имеет содержание кислорода ниже 400 чнм, даже когда кремний добавлен в форме окиси. Кроме того, ниобий и ниобий-кремниевая проволока, полученные П/М, имеют твердость, превосходящую твердость проволок конденсаторного сорта из ниобия и ниобий-циркониевых сплавов, полученных Л/М, и утечку заряда в пределах рабочих технических характеристик при температуре спекания приблизительно 1150°С и выше или приблизительно 1250°С и выше. П/М исходный материал, спеченный при температуре ниже приблизительно 1150°С или 1250°С и выше и/или соединенный с анодной прессовкой, агломерированной при температуре ниже приблизительно 1150°С или ниже 1250°С, будет иметь более высокую утечку. Но при температуре приблизительно 1150°С или 1250°С и выше различия становятся минимальными.
Совершенно очевидно, что и предшествующее общее описание, и последующее детальное описание приведены в качестве примера и для объяснения принципов настоящего изобретения.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - диаграмма зависимости прочности на разрыв от диаметра проволоки из ниобия и его сплава, согласно настоящему изобретению полученных порошковой металлургией, в сравнении с проволокой из ниобия и его сплава, полученных литейной металлургией;
Фиг.2 - диаграмма зависимости электрической утечки постоянного тока от температуры спекания проволоки из ниобия и его сплава, согласно настоящему изобретению полученных порошковой металлургией, в сравнении с проволокой из ниобия и его сплава, полученных литейной металлургией;
Фиг.3A-3F - вид сбоку и спереди примеров конденсаторных проводниковых проволок, соединенных к анодным прессовкам; и
Фиг.4 - диаграмма зависимости электрической утечки постоянного тока от температуры спекания проволоки из ниобия и его сплава, согласно настоящему изобретению полученных порошковой металлургией, в сравнении с проволокой из ниобия и его сплава, полученных литейной металлургией.
Подробное описание предпочтительных вариантов изобретения
Одним из предпочтительных вариантов изобретения является проводниковая проволока из ниобия с добавкой кремния, изготовленная следующим образом. Порошки ниобия формируют гидрированием слитка или заготовки ниобия и измельчением или дроблением слитка или заготовки с получением порошка с размерами частиц в пределах менее чем 150 микрон (средний диаметр частиц по Фишеру), дегидрированием и восстановлением. Процесс гидрирования-измельчения, описанный в US 3295951 Финчама и др., и восстановления (в комбинации с дегидрирующим восстановлением), описанный в US 6261337 Кумара, включены здесь в качестве ссылок полностью, оба указанных патента имеют общее с этим описанием назначение, и г-н Кумар является соавтором настоящего изобретения. Порошок ниобия предпочтительно имеет уровень кислорода ниже 400 чнм, еще более предпочтительно ниже 200 чнм. Добавку - порошок кремния смешивают с порошком ниобия с низким содержанием кислорода, уплотняют изостатической холодной штамповкой (до 60 тыс.фунтов/дюйм2) вначале в брусок для экструзии или уплотнения заготовки предпочтительно с формованием заготовки диаметром приблизительно 1,3 дюйма. Заготовку термомеханической обработкой преобразуют в стержень. Стержень затем прокатывают (или штампуют в горячем виде) и подвергают холодному волочению, обычно с технологическим режимом обжатия и промежуточного отжига, как указано ниже:
отжиг при 2500°F в течение 1,5 часа;
прокатка до 0,440 дюйма по диаметру;
отжиг при 2500°F в течение 1,5 часа;
обжатие до 0,103 дюйма по диаметру;
волочение до 0,0346 дюйма по диаметру проволоки;
вытягивание до финишного диаметра.
В общем, стержень может быть прокатан (или штампован в горячем виде) и подвергнут холодному волочению, как правило, с технологическим режимом обжатия и промежуточного отжига, как указано ниже:
отжиг при температуре в пределах от приблизительно 2100°F до приблизительно 2700°F в течение от приблизительно 0,5 часа до приблизительно 2,0 часов;
прокатка до диаметра в пределах от приблизительно 1 дюйма до приблизительно 0,25 дюйма;
отжиг при температуре в пределах от приблизительно 2100 до приблизительно 2700°F в течение от приблизительно 0,5 часа до приблизительно 2,0 часов;
обжатие до диаметра в пределах от приблизительно 1 дюйма до приблизительно 0,075 дюйма;
волочение до финишного диаметра.
Диаметр проволоки, изготовленной в соответствии с изобретением, может находиться в пределах от приблизительно от 0,005 дюйма до приблизительно 0,1 дюйма. Проволока, согласно настоящему изобретению, может содержать другие дополнительные компоненты, такие как другие металлы, или компоненты, обычно добавляемые к металлическому ниобию, такие как тантал, цирконий, титан или их смеси. Типы и количества этих дополнительных компонентов могут быть теми же самыми, что и те, которые используются со стандартным ниобием и хорошо известны из уровня техники. Ниже в Таблице 1 перечислены химические составы испытываемых образцов, использованных в экспериментах 1-5, проволоки из ниобия с добавкой кремния, полученной порошковой металлургией, обжатой до диаметра 0,5 дюйма и 0,103 дюйма, которые используются со стандартным ниобием и хорошо известны из уровня техники. Ниже в Таблице 1 перечислены химические составы испытываемых образцов, использованных в экспериментах 1-5, проволоки из ниобия с добавкой кремния, полученной порошковой металлургией, обжатой до диаметра 0,5 дюйма и 0,103 дюйма.
Таблица 1 | ||||||||||||||||
РРМ | с | O | N | Mg | Al | Sl | Tl | Cr | Fe | Ni | Cu | Zr | Мо | Та | W | |
Эксперимент 1 | 1/2" | 88 | 646 | 47 | 114 | 20 | 25 | 20 | 108 | 655 | 157 | 10 | 10 | 20 | 1388 | 200 |
Эксперимент 2 | 1/2" | 90 | 301 | 42 | 106 | 20 | 158 | 20 | 99 | 574 | 133 | 16 | 10 | 20 | 8374 | 200 |
Эксперимент 3 | 1/2" | 54 | 322 | 60 | 120 | 0,5 | 13 | 6,1 | 45 | 225 | 44 | 4 | 5 | 1 | 3000 | 5 |
Эксперимент 4 | 1/2" | 142 | 358 | 60 | 120 | 1,1 | 161 | 5,3 | 50 | 255 | 53 | 3,5 | 5 | 1 | 10000 | 7,1 |
Эксперимент 5 | 1/2" | 58 | 329 | 72 | 95 | 2,7 | 306 | 5,5 | 45 | 230 | 53 | 7 | 5 | 1 | 20000 | 7,5 |
Эксперимент 1 | .103" | 63 | 173 | 31 | 110 | 2 | 23 | 2 | 140 | 500 | 130 | 4 | 5 | 11 | 1000 | 55 |
Эксперимент 2 | .103" | 71 | 180 | 28 | 105 | 3 | 163 | 2 | 150 | 675 | 150 | 6,4 | 5 | 11 | 10000 | 85 |
Эксперимент 3 | .103" | 57 | 262 | 49 | 85 | 5,2 | 12 | 7,5 | 65 | 100 | 55 | 1,9 | 5 | 1 | 5000 | 6,8 |
Эксперимент 4 | .103" | 79 | 291 | 52 | 100 | 4,1 | 162 | 6,1 | 63 | 130 | 65 | 2,2 | 5 | 1 | 10000 | 5,7 |
Эксперимент 5 | .103" | 61 | 282 | 59 | 80 | 2,8 | 294 | 4,9 | 63 | 70 | 55 | 1,9 | 5 | 1 | 10000 | 6,5 |
Проволоку изготавливают из кремниевых стандартных смесей, представленных в экспериментах 1-5 Таблицы 1, и берут образцы, изготовленные в соответствии с различными по продолжительности этапами, и испытывают на прочность на разрыв и твердость (твердость по шкале В Роквелла (ТВР)). В тех же самых условиях испытывают ниобий-циркониевую проволоку (прототип), полученную литейной металлургией.
Таблица 2 | ||||||||||||
Прототип | Nb п/м | Nb п/м | Nb п/м | Nb п/м | Nbn/м | |||||||
NbZr слиток | Эксп.1 (25 млн-1) | Эксп.2 (150 млн-1) | Эксп.3 (10 млн1) | Эксп.4 (150 млн-1) | Эксп.5 (300 млн-1) | |||||||
Размер | Твердость | Прочность | Твердость | Прочность | Твердость | Прочность | Твердость | Прочность | Твердость | Прочность | Твердость | Прочность |
дюйм | ТВР | тыс.фунт/кв.дюйм | ТВР | тыс.фунт/кв.дюйм | ТВР | тыс.фунт/кв.дюйм | ТВР | тыс.фунт/кв.дюйм | ТВР | тыс.фунт/кв.дюйм | ТВР | тыс.фунт/кв.дюйм |
0,6 | 83,7 | 73 | 74,3 | 75,7 | 76,5 | 80,2 | ||||||
0,42 | 82,4 | 74,9 | 73,2 | 36,7 | 39,7 | 43,1 | ||||||
0,266 | 89,8 | 74,4 | 71 | 743 | 76,9 | 79,1 | ||||||
0,166 | 89,1 | 74,5 | 76,6 | 79,9 | 81 | 81,1 | ||||||
0,107 | 87,7 | 72 | 81 | 82 | 82,5 | 84,7 | ||||||
0,103 | 79,2 | 85,6 | 86,1 | 84,4 | 86,4 | 87,5 | ||||||
0,0933 | 68,5 | 41 | 80,8 | 53 | 76,9 | 55,6 | ||||||
0,0845 | 72,3 | 47 | 78,7 | 57,1 | 79,5 | 5832 | ||||||
0,0765 | 71,6 | 47,2 | 81,4 | 59,72 | 82,7 | 62,5 | ||||||
0,693 | 72,7 | 52,8 | 83,4 | 62,12 | 82,4 | 64,86 | ||||||
0,0627 | 75,4 | 55 | 82,4 | 68,3 | 83,7 | 69,9 | ||||||
0,0568 | 75,4 | 55,9 | 85 | 72,31 | 84,3 | 75,1 | ||||||
0,0514 | 76,9 | 62,5 | 83,7 | 75,6 | 85,4 | 77,7 | 89 | 119,88 | 91,5 | 122,28 | 98 | 125,94 |
0,0465 | 77,2 | 64,4 | 84 | 76,1 | 86,3 | 78,7 | 87 | 124,65 | 90,5 | 130,17 | 96,8 | 132,48 |
0,0422 | 783 | 66,7 | 85,4 | 81,28 | 84,7 | 82,7 | 92,5 | 126,05 | 91,7 | 133,49 | 97,4 | 132,83 |
0,0382 | 79 | 65,5 | 86,5 | 83,5 | 85,8 | 84,2 | 883 | 131,23 | 93,2 | 138,43 | 97,6 | 137,2 |
0,0344 | 85 | 7031 | 88,5 | 89 | 85,6 | 87,7 | 90 | 130,57 | 92,5 | 143,76 | 97,5 | 139,88 |
0,02878 | 83,7 | 71,22 | 86,5 | 93,8 | 87,1 | 94,6 | 93 | 133,74 | 94,2 | 142,57 | 99,6 | 14134 |
0,02634 | 84,7 | 72,21 | 88,5 | 95,2 | 88,5 | 96,3 | 96,7 | 150,2 | 99,7 | 154,8 | 99,7 | 174,64 |
0,02431 | 85 | 72,93 | 89 | 101 | 89,5 | 99,7 | 96,4 | 168,63 | 98 | 180,61 | 98,1 | 182,2 |
0,0223 | 873 | 74,63 | 89 | 993 | 89,9 | 1033 | 99,3 | 178,14 | 99,4 | 180,66 | 1003 | 182,4 |
0,02062 | 87,6 | 75,88 | 90,5 | 103,4 | 91,4 | 106,8 | 98,8 | 188,97 | 100,2 | 206,86 | 99,7 | 192,47 |
0,01995 | 87,8 | 83,56 | 90,7 | 112,32 | 90,7 | 114,98 | 99,7 | 164,45 | 100,2 | 172,85 | 102 | 158,6 |
0,0173 | 85 | 8230 | 90,1 | 116,8 | 90,5 | 117,66 | 100,5 | 168,54 | 101,5 | 179,12 | 101,6 | 166,84 |
0,01537 | 86,8 | 7336 | 91 | 119,56 | 91,2 | 121 | 99,7 | 172,73 | 103,6 | 182,28 | 102,2 | 172,94 |
0,01334 | 87,8 | 7336 | 90,6 | 126,95 | 91 | 128,43 | 100 | 176,76 | 104,6 | 187,1 | 102,2 | 179,5 |
Как может быть замечено из результатов, приведенных в Таблице 2 и на фиг.1, ниобий-кремниевая проволока имеет намного более высокие прочность на разрыв и твердость, чем ниобий-циркониевая проволока, при диаметре приблизительно 0,050 дюйма и меньше.
Также проведены испытания на утечку заряда (40 вольт при 90%) проволоки (комбинаций проволока-анод в условиях испытаний конденсаторов) или анодов с выбранными стандартными смесями кремния (Эксперименты 1 и 2), результаты которых представлены на фиг.2. Проведены испытания комбинаций анода с проводниковыми проволоками, изготовленными при различных температурах спекания. Как может быть замечено из результатов, представленных в Таблице 3 и на фиг.2, ниобий-кремниевая проволока пригодна для использования при температурах спекания 1250°С и выше, но незначительно уступает проволоке конденсаторного сорта из тантала с рабочим показателем утечки заряда, равным 0,6 мкА/дюйм2 при 1250°С.
Таблица 3 | |
(@1250°С) утечка заряда, мкА/дюйм2 | |
слиток ниобия | 0,1 |
ниобий-цирконий | 0,25 |
Эксперимент 1 | 0,35 |
Эксперимент 2 | 0,6 |
данные для тантала | 0,6 |
На фиг.3A-3F показаны вид сбоку и спереди примеров ниобий-кремниевых конденсаторных проводниковых проволок, согласно настоящему изобретению, соединенных к анодным прессовкам. Фиг.3А и 3В иллюстрируют ниобий-кремниевую конденсаторную проводниковую проволоку 10, приваренную встык к анодной прессовке 12. Фиг.3С и 3D иллюстрируют ниобий-кремниевую конденсаторную проводниковую проволоку 10, заделанную на длину 14 внутрь прессовки 12. Фиг.3Е и 3F иллюстрируют еще один способ соединения сваркой проводниковой проволоки 10 к верхней части 16 прессовки 12. Проводниковая проволока 10 на любой из фиг.3A-3F и/или прессовка 12 на любой из этих фигур могут быть круглыми, или плоскими (в форме ленты), или других форм.
Кроме того, проведены испытания на утечку заряда (40 вольт при 90%) проволоки (комбинаций проволока-анод в условиях испытаний конденсаторов) или анодов с выбранными стандартными смесями кремния (Эксперименты 3, 4 и 5), результаты которых представлены на фиг.4. Испытания проводились для комбинаций анода с проводниковыми проволоками, изготовленными при различных температурах спекания. Как может быть замечено из результатов, представленных в Таблице 4 и на фиг.4, ниобий-кремниевая проволока пригодна для использования при температуре спекания 1150°С и выше, но незначительно уступает танталовой проволоке конденсаторного сорта с рабочим показателем утечки заряда, равным 0,6 мкА/дюйм2 при 1150°С.
Таблица 4 | |
(@1150°С) утечка заряда, мкА/дюйм2 | |
слиток ниобия | 0,1 |
ниобий-цирконий | 0,25 |
Эксперимент 3 | 0,09 |
Эксперимент 4 | 0,118 |
Эксперимент 5 | 0,103 |
данные для тантала | 0,6 |
Объекты электролитической пропитки и пиролитическое катодное соединение и упаковка хорошо известны специалистам в данной области техники и опущены на фигурах для удобства иллюстрации.
Другие варианты выполнения настоящего изобретения будут очевидны для специалистов из рассмотрения технических условий и применения изобретения, раскрытого здесь. Также очевидно, что характеристики и примеры приведены только в качестве иллюстраций.
Claims (18)
1. Способ изготовления проводниковой проволоки из ниобия с добавкой кремния, включающий
(а) формирование порошка ниобия с низким содержанием кислорода гидрированием слитка ниобия или ниобиевой заготовки и измельчение или дробление слитка или заготовки с получением порошка с размерами частиц, определенных по методу среднего диаметра частиц по Фишеру, в пределах менее чем приблизительно 150 мкм,
(б) дегидрирование порошка и при необходимости восстановление порошка с получением порошка ниобия с низким содержанием кислорода,
(в) смешивание порошка ниобия с низким содержанием кислорода с добавкой - порошком кремния и уплотнение порошка изостатической холодной штамповкой в заготовку,
(г) термомеханическую обработку заготовки в стержень, и
(д) преобразование стержня комбинацией стадий прокатки и холодного волочения с формованием кремнийсодержащей проволоки конденсаторного сорта.
2. Способ по п.1, в котором кремний добавляют в количестве менее чем приблизительно 600 млн-1.
3. Способ по п.1, в котором кремний добавляют в количестве в пределах от приблизительно 150 до приблизительно 300 млн-1.
4. Способ по п.1, в котором стержень подвергают обработке по технологическому режиму обжима и промежуточного отжига, включающему отжиг, прокатку, отжиг, обжим и волочение.
5. Способ по п.1, в котором стержень подвергают обработке согласно комбинации стадий, включающей (i) стадию первого отжига, (ii) стадию прокатки, (iii) стадию второго отжига, (iv) стадию обжима и (v) стадию волочения.
6. Способ по п.5, в котором технологический режим обжима и промежуточного отжига, включает комбинацию стадий, состоящую из отжига при температуре приблизительно 2500°F в течение 1,5 ч, прокатки до диаметра приблизительно 0,440 дюйма, отжига при температуре приблизительно 2500°F в течение 1,5 ч, обжатия до диаметра приблизительно 0,1 дюйма, волочения проволоки до диаметра, по меньшей мере, приблизительно 0,005 дюйма.
7. Способ по п.1, в котором проволока далее содержит металлический компонент, выбранный от группы, состоящей из тантала, циркония, титана и их смесей.
8. Способ по п.1, в котором порошок ниобия имеет уровень кислорода ниже приблизительно 400 млн-1.
9. Способ по п.1, в котором проволока имеет прочность на разрыв, превышающую прочность проволоки конденсаторного сорта из ниобия и ниобий-циркониевых сплавов, полученных непосредственно литейной металлургией.
10. Проволока конденсаторного сорта, имеющая прочность на разрыв, превышающую прочность проволоки конденсаторного сорта из ниобия и ниобий-циркониевых сплавов, полученных непосредственно литейной металлургией, причем проволока изготовлена способом, включающим
(а) формирование порошка ниобия с низким содержанием кислорода гидрированием слитка ниобия или ниобиевой заготовки и измельчение или дробление слитка или заготовки с получением порошка с размерами частиц, определенных по методу среднего диаметра частиц по Фишеру, в пределах менее чем приблизительно 150 мкм,
(б) дегидрирование порошка и при необходимости восстановление порошка с получением порошка ниобия с низким содержанием кислорода,
(в) смешивание порошка ниобия с низким содержанием кислорода с добавкой - порошком кремния и уплотнение порошка изостатической холодной штамповкой в заготовку,
(г) термомеханическую обработку заготовки в стержень, и
(д) преобразование стержня комбинацией стадий прокатки и холодного волочения с формованием кремнийсодержащей проволоки.
11. Проволока по п.10, в которой кремний добавлен в количестве менее чем приблизительно 600 млн-1.
12. Проволока по п.10, в которой кремний добавлен в количестве в пределах от приблизительно 150 до приблизительно 300 млн-1.
13. Проволока по п.10, в которой стержень подвергнут обработке согласно технологическому режиму обжатия и промежуточного отжига, включающему отжиг, прокатку, отжиг, обжатие и волочение.
14. Проволока по п.10, в которой стержень подвергнут обработке согласно комбинации стадий, включающей (i) стадию первого отжига, (ii) стадию прокатки, (iii) стадию второго отжига, (iv) стадию обжатия и (v) стадию волочения.
15. Проволока по п.14, в которой технологический режим обжатия и промежуточного отжига, включает комбинацию стадий, состоящую из: (i) отжига при температуре приблизительно 2500°F в течение 1,5 ч, прокатки до диаметра приблизительно 0,440 дюйма, отжига при температуре приблизительно 2500°F в течение 1,5 ч, обжатия до диаметра приблизительно 0,1 дюйма, волочения проволоки до диаметра, по меньшей мере, приблизительно 0,005 дюйма.
16. Проволока по п.10, в которой она далее содержит металлический компонент, выбранный от группы, состоящей из тантала, циркония, титана и их смесей.
17. Проволока по п.10, в которой порошок ниобия имеет уровень кислорода ниже приблизительно 400 млн-1.
18. Проволока по п.10, в которой она имеет прочность на разрыв, превышающую прочность проволоки конденсаторного сорта из ниобия и ниобий-циркониевых сплавов, полученных непосредственно литейной металлургией.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US35155402P | 2002-01-24 | 2002-01-24 | |
US60/351,554 | 2002-01-24 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2004125881A RU2004125881A (ru) | 2006-02-10 |
RU2308113C2 true RU2308113C2 (ru) | 2007-10-10 |
Family
ID=30000374
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004125881/09A RU2308113C2 (ru) | 2002-01-24 | 2003-01-21 | Проволока конденсаторного сорта с более высокими прочностью на разрыв и твердостью |
Country Status (17)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7056470B2 (ru) |
EP (1) | EP1470561A1 (ru) |
JP (1) | JP2005520055A (ru) |
KR (1) | KR100947392B1 (ru) |
CN (1) | CN100431073C (ru) |
AU (1) | AU2003274890B2 (ru) |
BR (1) | BR0307059A (ru) |
CA (1) | CA2473845A1 (ru) |
IL (1) | IL162966A (ru) |
MX (1) | MXPA04007118A (ru) |
NZ (1) | NZ534239A (ru) |
PL (1) | PL370639A1 (ru) |
RU (1) | RU2308113C2 (ru) |
TW (1) | TWI267413B (ru) |
UA (1) | UA84126C2 (ru) |
WO (1) | WO2004003949A1 (ru) |
ZA (1) | ZA200405766B (ru) |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102004011214A1 (de) | 2004-03-04 | 2005-10-06 | W.C. Heraeus Gmbh | Hochtemperaturbeständiger Niob-Draht |
DE102004024026A1 (de) | 2004-03-11 | 2005-09-29 | W.C. Heraeus Gmbh | Katalysator zur N2O-Zersetzung beim Ostwaldprozess |
US20050202966A1 (en) * | 2004-03-11 | 2005-09-15 | W.C. Heraeus Gmbh | Catalyst for the decomposition of N2O in the Ostwald process |
JP4969233B2 (ja) * | 2006-12-20 | 2012-07-04 | 三洋電機株式会社 | 固体電解コンデンサ及び固体電解コンデンサ用のニオブ製陽極リードの製造方法 |
JP4776522B2 (ja) * | 2006-12-20 | 2011-09-21 | 三洋電機株式会社 | 固体電解コンデンサ |
EP2214853A4 (en) * | 2007-10-15 | 2013-05-22 | Hi Temp Specialty Metals Inc | PROCESS FOR PREPARING TANTALUM POWDER USING RECYCLED AGENTS AS AN EXISTING MATERIAL |
KR20130027785A (ko) * | 2011-09-08 | 2013-03-18 | 삼성전기주식회사 | 탄탈 캐패시터 |
CN104903983A (zh) * | 2013-02-26 | 2015-09-09 | 宁夏东方钽业股份有限公司 | 一种电容器级钽铌合金丝及其制造方法 |
CN103111623B (zh) * | 2013-03-19 | 2015-06-17 | 北京科技大学 | 一种制备纳米晶Nb-W-Mo-Zr合金粉末的方法 |
JPWO2018142723A1 (ja) * | 2017-01-31 | 2019-11-14 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 電池用リードおよび捲回型電池 |
US20190287730A1 (en) * | 2018-03-15 | 2019-09-19 | Kemet Electronics Corporation | Method to Reduce Anode Lead Wire Embrittlement in Capacitors |
Family Cites Families (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3295951A (en) | 1965-02-02 | 1967-01-03 | Nat Res Corp | Production of metals |
US4084965A (en) * | 1977-01-05 | 1978-04-18 | Fansteel Inc. | Columbium powder and method of making the same |
US4235629A (en) * | 1977-10-17 | 1980-11-25 | Fansteel Inc. | Method for producing an embrittlement-resistant tantalum wire |
US4441927A (en) * | 1982-11-16 | 1984-04-10 | Cabot Corporation | Tantalum powder composition |
US4555268A (en) * | 1984-12-18 | 1985-11-26 | Cabot Corporation | Method for improving handling properties of a flaked tantalum powder composition |
DE3700659A1 (de) * | 1986-01-29 | 1987-07-30 | Fansteel Inc | Feinkoerniger versproedungsfester tantaldraht |
US5482672A (en) * | 1995-02-09 | 1996-01-09 | Friedman; Ira | Process for extruding tantalum and/or niobium |
US6269536B1 (en) * | 1996-03-28 | 2001-08-07 | H.C. Starck, Inc. | Production of low oxygen metal wire |
IL145498A (en) * | 1999-03-19 | 2005-05-17 | Cabot Corp | Making niobium and other metal powders by milling |
US6558447B1 (en) * | 1999-05-05 | 2003-05-06 | H.C. Starck, Inc. | Metal powders produced by the reduction of the oxides with gaseous magnesium |
US6600646B1 (en) * | 1999-08-11 | 2003-07-29 | Showa Denko Kabushiki Kaisha | Niobium powder, sintered body thereof and capacitor using same |
US6261337B1 (en) * | 1999-08-19 | 2001-07-17 | Prabhat Kumar | Low oxygen refractory metal powder for powder metallurgy |
US6521173B2 (en) * | 1999-08-19 | 2003-02-18 | H.C. Starck, Inc. | Low oxygen refractory metal powder for powder metallurgy |
WO2002084687A1 (en) * | 2001-04-12 | 2002-10-24 | Showa Denko K.K. | Production process for niobium capacitor |
AU2002308967B2 (en) * | 2001-05-15 | 2007-12-06 | Showa Denko K.K. | Niobium monoxide powder, niobium monoxide sintered product and capacitor using niobium monoxide sintered product |
US6780218B2 (en) * | 2001-06-20 | 2004-08-24 | Showa Denko Kabushiki Kaisha | Production process for niobium powder |
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 |
-
2003
- 2003-01-21 CN CNB038026694A patent/CN100431073C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2003-01-21 BR BR0307059-0A patent/BR0307059A/pt not_active IP Right Cessation
- 2003-01-21 RU RU2004125881/09A patent/RU2308113C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2003-01-21 US US10/498,174 patent/US7056470B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2003-01-21 EP EP03759170A patent/EP1470561A1/en not_active Withdrawn
- 2003-01-21 PL PL03370639A patent/PL370639A1/xx not_active IP Right Cessation
- 2003-01-21 AU AU2003274890A patent/AU2003274890B2/en not_active Ceased
- 2003-01-21 CA CA002473845A patent/CA2473845A1/en not_active Abandoned
- 2003-01-21 JP JP2004517499A patent/JP2005520055A/ja active Pending
- 2003-01-21 UA UA20040806932A patent/UA84126C2/ru unknown
- 2003-01-21 KR KR1020047011391A patent/KR100947392B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2003-01-21 WO PCT/US2003/001822 patent/WO2004003949A1/en active Application Filing
- 2003-01-21 NZ NZ534239A patent/NZ534239A/en not_active IP Right Cessation
- 2003-01-23 TW TW092101420A patent/TWI267413B/zh not_active IP Right Cessation
-
2004
- 2004-07-12 IL IL162966A patent/IL162966A/en not_active IP Right Cessation
- 2004-07-20 ZA ZA200405766A patent/ZA200405766B/en unknown
- 2004-07-23 MX MXPA04007118A patent/MXPA04007118A/es active IP Right Grant
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US7056470B2 (en) | 2006-06-06 |
PL370639A1 (en) | 2005-05-30 |
ZA200405766B (en) | 2005-07-20 |
AU2003274890A1 (en) | 2004-01-19 |
UA84126C2 (ru) | 2008-09-25 |
CA2473845A1 (en) | 2004-01-08 |
TW200305468A (en) | 2003-11-01 |
AU2003274890B2 (en) | 2008-05-29 |
CN100431073C (zh) | 2008-11-05 |
KR100947392B1 (ko) | 2010-03-12 |
IL162966A (en) | 2010-11-30 |
JP2005520055A (ja) | 2005-07-07 |
NZ534239A (en) | 2006-02-24 |
RU2004125881A (ru) | 2006-02-10 |
US20050031481A1 (en) | 2005-02-10 |
CN1623215A (zh) | 2005-06-01 |
TWI267413B (en) | 2006-12-01 |
BR0307059A (pt) | 2004-12-28 |
WO2004003949A1 (en) | 2004-01-08 |
MXPA04007118A (es) | 2004-10-29 |
KR20040090982A (ko) | 2004-10-27 |
EP1470561A1 (en) | 2004-10-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10563291B2 (en) | Method of forming a sintered nickel-titanium-rare earth (Ni—Ti—Re) alloy | |
EP2292355B1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Ventilmetallpulvern | |
DE60022357T2 (de) | Niobiumpulver und daraus hergestellte elektrolytische kondensatoren mit hoher kapazität | |
RU2308113C2 (ru) | Проволока конденсаторного сорта с более высокими прочностью на разрыв и твердостью | |
EA002736B1 (ru) | Порошки тугоплавких металлов с малым содержанием кислорода для порошковой металлургии | |
US6432157B1 (en) | Method for preparing Ag-ZnO electric contact material and electric contact material produced thereby | |
EP1801247B1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines hochdichten Halbzeugs oder Bauteils | |
JP2005520055A5 (ru) | ||
JPS59163726A (ja) | 真空しや断器 | |
US20060162822A1 (en) | Capacitor-grade lead wires with increased tensile strength and hardness | |
JPH0730418B2 (ja) | Ti―Al系金属間化合物部材の成形法 | |
JP2730284B2 (ja) | Al―Si系合金焼結鍛造部材の製造法 | |
TW200307583A (en) | Stabilized grain size refractory metal powder metallurgy mill products | |
JPH08283882A (ja) | Ag−酸化錫系電気接点製造用細線の製造法 | |
JP2894661B2 (ja) | タンタル材料及びその製造方法 | |
JPH1030136A (ja) | 焼結チタン合金の製造方法 | |
JPH055139A (ja) | 銀又は銀銅合金−金属酸化物複合材料の製造方法 | |
JPS62133004A (ja) | TiNi系合金線材の製造法 | |
JPH07111857B2 (ja) | 真空バルブ用接点材料およびその製造方法 | |
AU2003207637A1 (en) | Stabilized grain size refractory metal powder metallurgy mill products |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120122 |