JPS6216242B2 - - Google Patents
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- JPS6216242B2 JPS6216242B2 JP59005653A JP565384A JPS6216242B2 JP S6216242 B2 JPS6216242 B2 JP S6216242B2 JP 59005653 A JP59005653 A JP 59005653A JP 565384 A JP565384 A JP 565384A JP S6216242 B2 JPS6216242 B2 JP S6216242B2
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- Japan
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- powder
- phosphorus
- tantalum powder
- tantalum
- components
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-
- 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
- B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
- B22F9/16—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes
- B22F9/18—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds
- B22F9/24—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds starting from liquid metal compounds, e.g. solutions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B34/00—Obtaining refractory metals
- C22B34/20—Obtaining niobium, tantalum or vanadium
- C22B34/24—Obtaining niobium or tantalum
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Description
(発明の対象)
本発明はタンタル粉末特に焼結型電解コンデン
サー用タンタル粉末の製造方法に係り、特に微細
で焼結時の収縮性が少なくかつ電解コンデンサー
特性としての比静電容量大で、特に固体電解コン
デンサーとして寿命特性等の信頼性の秀れたタン
タル粉末の製造方法に関するものである。 (従来技術) 焼結型電解コンデンサー用タンタル粉末の製造
においては、従来、タンタル粉末中の不純物はな
るべく少ない方が良いとされて来た。これは不純
物が誘電体であるタンタル酸化膜中又はタンタル
粉末母材との境域に存在することにより組織的構
造的欠陥を形成し、漏洩電流の過大化あるいは破
壊原因となると考えられるためである。 この考え方は現在でもなお肯定されている。即
ち、近年比静電容量の大なる高容量タンタル粉末
を得るために種々なドーピング剤の添加が提唱さ
れている。それらを列記すると次の通りである。 US3825802:窒素、シリコン、燐、硼素の単
独又は混合物をドーピング剤として用いる方法 特公昭57−34321:燐含有タンタルとその製
造法 特開昭56−124226:燐含有タンタル陽極とそ
の製造法 特開昭55−113807:ナトリウム還元時に燐成
分等を添加する方法 特開昭58−73708:燐含有タンタル粉末の製
造法 特開昭58−71614:硼素含有電子材料用タン
タル粉末とその製造法 これら先行技術においてを除く他の発明の効
果は比静電容量の増大と水溶液中での陽極酸化の
湿式工程での漏洩電流の改良である。 しかるに、実際にこれらの方法により得られる
タンタル粉末を使用して固体電解コンデンサーを
試作してその信頼性を寿命試験等により調査する
とドーピング剤を含まないタンタル粉末の場合に
比べて劣化が著しく、従つて実際のコンデンサー
の使用に際しては上記信頼性の点で使用範囲が極
めて限定されているのが現状である。 またで開示されているタンタル粉末焼結コン
デンサーには硼素及び燐の両成分含有の場合の記
載があるが詳細な技術の開示は全くなくて窒素成
分についてのみ詳細に記載されている。しかしこ
の開示記載されている内容自体においてもタンタ
ル粉に製造時にドーピングする技術は含まれてい
ないので、本願発明の構成については何ら先行技
術に相当するものではない。 ただ、窒素成分をドーピングしたコンデンサー
の寿命特性、比静電容量については記載されてい
るので先行技術として採り上げたが開示内容から
みて極めて低いレベルの比静電容量(例えば
Table1にあるごとく3300〜3500μFV/g)の領
域での寿命特性を問題にしているにすぎない。 即ち、例えば10000μFV/g以上という高比静
電容量域での寿命特性については何ら示唆されて
いない。 (発明の目的) 本発明は上記従来技術においては両立されてい
なかつた高比静電容量及び良好な寿命特性を合わ
せもつ新たな焼結型電解コンデンサー用タンタル
粉末の製造方法を提供することを目的とする。 (発明の構成) 弗化タンタル酸カリウムを希釈剤の存在下にお
いて金属ナトリウムにて還元してタンタル粗粉末
を生成させ、洗浄、熱処理、解砕するタンタル粉
末の製造方法において、硼素又は硼素化合物の一
種もしくは二種以上からなる第1成分及び燐又は
燐化合物の一種もしくは二種以上からなる第2成
分を、還元時に同時に、又は、いずれか一方の成
分を還元時に、他方の成分を熱処理時に分けて存
在させることを特徴とするタンタル粉末の製造方
法にある。 即ち、本発明に係る方法は、原料中に燐及び又
は硼素成分を予め存在させること、燐及び硼素成
分を添加すること、両成分は同時に加えてもよい
し、両成分を別々に加えてもよいし、また、両成
分を2回にわけてもよいし更に当該2回にわける
方法として一方の成分のみの添加と両成分の同時
添加にわけるごとき方法でもよいこと、添加工程
は少なくとも還元時を含み、還元時以外としては
後工程の熱処理時(熱処理前及び熱処理後を含
む)が採用される。 以下、実施例によつて本発明の効果を明らかに
する。 実施例 1 フツ化タンタル酸カリウムK2TaF750Kgに塩化
ナトリウムNACl25Kg硼フツ化カリウムKBF4100
gとリン酸カルシウムCa3(PO4)240gを混合溶
融し、金属ナトリウムNaによつて800℃にて還元
した。粗砕、水洗滌、酸洗滌、及び篩分け後の細
粒を1200℃で熱処理し解砕後粉末Aを得た。 実施例 2 K2TaF750Kg、NaCl25KgにKBF4100g添加し金
属ナトリウムによつて800℃にて還元して得た細
粒に熱処理前に於て五酸化燐P2O5を15g添加し
1200℃で熱処理、解砕し粉末Bを得た。 実施例 3 K2TaF750Kg、NaCl25KgにP2O520g添加し金属
ナトリウムによつて800℃にて還元して得た細粒
の熱処理後に硼砂Na3BO380gを水に溶かして添
加しよく混合して乾燥し粉末Cを得た。 比較例 1 K2TaF750Kg、NaCl25Kgを金属ナトリウムによ
つて800℃で還元して得た細粒の熱処理前に
P2O515g、H3BO380gを混合し1200℃で熱処
理、解砕して粉末Dを得た。 比較例 2 K2TaF750Kg、NaCl25KgにKBF4100g添加し金
属ナトリウムによつて800℃にて還元し得た細粒
を1200℃で熱処理、解砕して粉末Eを得た。 比較例 3 比較例2に於けるKBF4100gの代りにCa3
(PO4)240g添加した他は同様にして粉末Fを得
た。 比較例 4 比較例2で得られた粉末Eと比較例3で得られ
た粉末Fを等量混合して粉末Gを得た。 比較例 5 K2TaF750Kg、NaCl25Kgを金属ナトリウムによ
つて800℃で還元細粒を1200℃で熱処理し解砕し
粉末Hを得た。 以上で得られたA、B、C、D、E、F、G、
Hの8種類の粉末を1gずつ分取して成型密度
6.5g/cm3で成型し1600℃×30分の焼結をして湿式
化成後測定をした。 第1表にその結果を示す。
サー用タンタル粉末の製造方法に係り、特に微細
で焼結時の収縮性が少なくかつ電解コンデンサー
特性としての比静電容量大で、特に固体電解コン
デンサーとして寿命特性等の信頼性の秀れたタン
タル粉末の製造方法に関するものである。 (従来技術) 焼結型電解コンデンサー用タンタル粉末の製造
においては、従来、タンタル粉末中の不純物はな
るべく少ない方が良いとされて来た。これは不純
物が誘電体であるタンタル酸化膜中又はタンタル
粉末母材との境域に存在することにより組織的構
造的欠陥を形成し、漏洩電流の過大化あるいは破
壊原因となると考えられるためである。 この考え方は現在でもなお肯定されている。即
ち、近年比静電容量の大なる高容量タンタル粉末
を得るために種々なドーピング剤の添加が提唱さ
れている。それらを列記すると次の通りである。 US3825802:窒素、シリコン、燐、硼素の単
独又は混合物をドーピング剤として用いる方法 特公昭57−34321:燐含有タンタルとその製
造法 特開昭56−124226:燐含有タンタル陽極とそ
の製造法 特開昭55−113807:ナトリウム還元時に燐成
分等を添加する方法 特開昭58−73708:燐含有タンタル粉末の製
造法 特開昭58−71614:硼素含有電子材料用タン
タル粉末とその製造法 これら先行技術においてを除く他の発明の効
果は比静電容量の増大と水溶液中での陽極酸化の
湿式工程での漏洩電流の改良である。 しかるに、実際にこれらの方法により得られる
タンタル粉末を使用して固体電解コンデンサーを
試作してその信頼性を寿命試験等により調査する
とドーピング剤を含まないタンタル粉末の場合に
比べて劣化が著しく、従つて実際のコンデンサー
の使用に際しては上記信頼性の点で使用範囲が極
めて限定されているのが現状である。 またで開示されているタンタル粉末焼結コン
デンサーには硼素及び燐の両成分含有の場合の記
載があるが詳細な技術の開示は全くなくて窒素成
分についてのみ詳細に記載されている。しかしこ
の開示記載されている内容自体においてもタンタ
ル粉に製造時にドーピングする技術は含まれてい
ないので、本願発明の構成については何ら先行技
術に相当するものではない。 ただ、窒素成分をドーピングしたコンデンサー
の寿命特性、比静電容量については記載されてい
るので先行技術として採り上げたが開示内容から
みて極めて低いレベルの比静電容量(例えば
Table1にあるごとく3300〜3500μFV/g)の領
域での寿命特性を問題にしているにすぎない。 即ち、例えば10000μFV/g以上という高比静
電容量域での寿命特性については何ら示唆されて
いない。 (発明の目的) 本発明は上記従来技術においては両立されてい
なかつた高比静電容量及び良好な寿命特性を合わ
せもつ新たな焼結型電解コンデンサー用タンタル
粉末の製造方法を提供することを目的とする。 (発明の構成) 弗化タンタル酸カリウムを希釈剤の存在下にお
いて金属ナトリウムにて還元してタンタル粗粉末
を生成させ、洗浄、熱処理、解砕するタンタル粉
末の製造方法において、硼素又は硼素化合物の一
種もしくは二種以上からなる第1成分及び燐又は
燐化合物の一種もしくは二種以上からなる第2成
分を、還元時に同時に、又は、いずれか一方の成
分を還元時に、他方の成分を熱処理時に分けて存
在させることを特徴とするタンタル粉末の製造方
法にある。 即ち、本発明に係る方法は、原料中に燐及び又
は硼素成分を予め存在させること、燐及び硼素成
分を添加すること、両成分は同時に加えてもよい
し、両成分を別々に加えてもよいし、また、両成
分を2回にわけてもよいし更に当該2回にわける
方法として一方の成分のみの添加と両成分の同時
添加にわけるごとき方法でもよいこと、添加工程
は少なくとも還元時を含み、還元時以外としては
後工程の熱処理時(熱処理前及び熱処理後を含
む)が採用される。 以下、実施例によつて本発明の効果を明らかに
する。 実施例 1 フツ化タンタル酸カリウムK2TaF750Kgに塩化
ナトリウムNACl25Kg硼フツ化カリウムKBF4100
gとリン酸カルシウムCa3(PO4)240gを混合溶
融し、金属ナトリウムNaによつて800℃にて還元
した。粗砕、水洗滌、酸洗滌、及び篩分け後の細
粒を1200℃で熱処理し解砕後粉末Aを得た。 実施例 2 K2TaF750Kg、NaCl25KgにKBF4100g添加し金
属ナトリウムによつて800℃にて還元して得た細
粒に熱処理前に於て五酸化燐P2O5を15g添加し
1200℃で熱処理、解砕し粉末Bを得た。 実施例 3 K2TaF750Kg、NaCl25KgにP2O520g添加し金属
ナトリウムによつて800℃にて還元して得た細粒
の熱処理後に硼砂Na3BO380gを水に溶かして添
加しよく混合して乾燥し粉末Cを得た。 比較例 1 K2TaF750Kg、NaCl25Kgを金属ナトリウムによ
つて800℃で還元して得た細粒の熱処理前に
P2O515g、H3BO380gを混合し1200℃で熱処
理、解砕して粉末Dを得た。 比較例 2 K2TaF750Kg、NaCl25KgにKBF4100g添加し金
属ナトリウムによつて800℃にて還元し得た細粒
を1200℃で熱処理、解砕して粉末Eを得た。 比較例 3 比較例2に於けるKBF4100gの代りにCa3
(PO4)240g添加した他は同様にして粉末Fを得
た。 比較例 4 比較例2で得られた粉末Eと比較例3で得られ
た粉末Fを等量混合して粉末Gを得た。 比較例 5 K2TaF750Kg、NaCl25Kgを金属ナトリウムによ
つて800℃で還元細粒を1200℃で熱処理し解砕し
粉末Hを得た。 以上で得られたA、B、C、D、E、F、G、
Hの8種類の粉末を1gずつ分取して成型密度
6.5g/cm3で成型し1600℃×30分の焼結をして湿式
化成後測定をした。 第1表にその結果を示す。
【表】
次に上記粉末のCV値を勘案して1000μFV/個
(ペレツト)になるように70〜140mg/個(ペレツ
ト)に相当する重量分を採取し、成型密度6.5g/
cm3、焼結温度1600℃×30分なる条件でペレツトを
作成した。 一次化成電圧100Vで化成した後一般的な固体
化プロセスによつてケーシング済の固体電解コン
デンサー(25Vw×10μF)に仕上げた。それぞ
れの初期特性測定後、寿命試験(85℃、直流電圧
32.5V、1000時間)を行つた。 第2表にその結果を示す。
(ペレツト)になるように70〜140mg/個(ペレツ
ト)に相当する重量分を採取し、成型密度6.5g/
cm3、焼結温度1600℃×30分なる条件でペレツトを
作成した。 一次化成電圧100Vで化成した後一般的な固体
化プロセスによつてケーシング済の固体電解コン
デンサー(25Vw×10μF)に仕上げた。それぞ
れの初期特性測定後、寿命試験(85℃、直流電圧
32.5V、1000時間)を行つた。 第2表にその結果を示す。
【表】
【表】
以上より本発明の効果は比静電容量の増加と合
わせて寿命試験に於けるLC及び短絡発生率低下
の効果が極めて顕著である。 しかも粉末D及びGに比較して優れている点か
ら、燐、硼素成分の単なる組合わせでは得られな
く、特定された製造工程との組合わせで始めて得
られた効果と認められる。 特に、粉末Gが寿命試験の結果で良い値を示し
ていないのは注目すべきである。
わせて寿命試験に於けるLC及び短絡発生率低下
の効果が極めて顕著である。 しかも粉末D及びGに比較して優れている点か
ら、燐、硼素成分の単なる組合わせでは得られな
く、特定された製造工程との組合わせで始めて得
られた効果と認められる。 特に、粉末Gが寿命試験の結果で良い値を示し
ていないのは注目すべきである。
Claims (1)
- 1 弗化タンタル酸カリウムを希釈剤の存在下に
おいて金属ナトリウムにて還元してタンタル粗粉
末を生成させ、洗浄、熱処理、解砕するタンタル
粉末の製造方法において、硼素又は硼素化合物の
一種もしくは二種以上からなる第1成分及び燐又
は燐化合物の一種もしくは二種以上からなる第2
成分を、還元時に同時に、又は、いずれか一方の
成分を還元時に、他方の成分を熱処理時に分けて
存在させることを特徴とするタンタル粉末の製造
方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59005653A JPS60149706A (ja) | 1984-01-18 | 1984-01-18 | タンタル粉末の製造方法 |
| US06/692,084 US4645533A (en) | 1984-01-18 | 1985-01-17 | Tantalum powder and method of making |
| DE19853501591 DE3501591A1 (de) | 1984-01-18 | 1985-01-18 | Tantal-pulver und verfahren zu seiner herstellung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59005653A JPS60149706A (ja) | 1984-01-18 | 1984-01-18 | タンタル粉末の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60149706A JPS60149706A (ja) | 1985-08-07 |
| JPS6216242B2 true JPS6216242B2 (ja) | 1987-04-11 |
Family
ID=11617084
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59005653A Granted JPS60149706A (ja) | 1984-01-18 | 1984-01-18 | タンタル粉末の製造方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4645533A (ja) |
| JP (1) | JPS60149706A (ja) |
| DE (1) | DE3501591A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05176625A (ja) * | 1992-01-07 | 1993-07-20 | Kubota Corp | 脱穀選別部構造 |
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| US5098485A (en) * | 1990-09-19 | 1992-03-24 | Evans Findings Company | Method of making electrically insulating metallic oxides electrically conductive |
| JPH0897096A (ja) * | 1994-09-28 | 1996-04-12 | Sutaruku Buitetsuku Kk | タンタル粉末及びそれを用いた電解コンデンサ |
| US5869196A (en) * | 1996-12-20 | 1999-02-09 | Composite Material Technology, Inc. | Constrained filament electrolytic anode and process of fabrication |
| KR100522066B1 (ko) * | 1997-02-19 | 2005-10-18 | 하.체. 스타르크 게엠베하 | 탄탈 분말, 그의 제조 방법 및 그로부터 얻어진 소결 양극 |
| JP2894326B2 (ja) * | 1997-06-30 | 1999-05-24 | 日本電気株式会社 | タンタル粉末及びそれを用いた固体電解コンデンサ |
| JP3871824B2 (ja) | 1999-02-03 | 2007-01-24 | キャボットスーパーメタル株式会社 | 高容量コンデンサー用タンタル粉末 |
| RU2164194C2 (ru) * | 1999-05-11 | 2001-03-20 | Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева Кольского научного центра РАН | Способ получения порошка вентильного металла |
| US7917217B2 (en) | 2003-05-07 | 2011-03-29 | Medtronic, Inc. | Wet tantalum reformation method and apparatus |
| EP2455340A1 (en) | 2003-05-19 | 2012-05-23 | Cabot Corporation | Valve metal sub-oxide powders and capacitors and sintered anode bodies made therefrom |
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|---|---|---|---|---|
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3501591A1 (de) | 1985-07-18 |
| US4645533A (en) | 1987-02-24 |
| JPS60149706A (ja) | 1985-08-07 |
| DE3501591C2 (ja) | 1988-11-24 |
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