KEMET高CV钽粉阴极制造面临的挑战
2023年冶金级钽粉行业市场调研报告
2023年冶金级钽粉行业市场调研报告冶金级钽粉是一种高纯度、高技术含量的金属材料，具有优良的耐腐蚀、耐高温、高强度等特性，在航空、航天、电子、化工等领域有着广泛的应用。
随着技术的不断提升，冶金级钽粉的市场需求逐渐增加，其市场前景广阔，同时也存在着一定的市场竞争和发展难题。
一、市场现状目前全球的冶金级钽粉生产企业主要分布在美国、德国、日本、中国等国家，其中美国、德国和日本是目前全球生产能力最强的三个国家，占据了全球冶金级钽粉市场的大部分份额。
在国内市场，冶金级钽粉主要应用于航天航空、电子、化工等领域。
随着技术的不断提升和应用范围的拓展，冶金级钽粉的市场需求逐渐增加。
目前国内的冶金级钽粉生产企业主要集中在江苏、陕西、湖北等地，其中江苏的生产规模最大。
二、市场发展趋势1、需求持续增加。
随着国家对高端装备制造和科技创新的不断推进，冶金级钽粉的应用范围将不断扩大，市场需求也将持续增加。
2、技术不断升级。
随着技术的不断进步，冶金级钽粉的制造技术不断提高，同时产品质量与性能也在不断提升，这将使得冶金级钽粉这一高技术含量的产品在未来的市场竞争中更具优势。
3、市场竞争加剧。
随着国内外生产企业的增多，冶金级钽粉市场竞争将会越来越激烈，价格竞争也将成为产业发展的主要趋势。
4、研发投入增加。
冶金级钽粉这一高技术含量的产品需要不断的技术研发与创新，企业必须加大研发投入，推动技术创新，才能在市场竞争中保持领先地位。
三、市场发展难题1、技术瓶颈。
冶金级钽粉的生产制造技术非常复杂，需要高水平的技术人才和专业设备，目前国内企业在这方面仍有较大差距。
2、市场需求不稳定。
冶金级钽粉的应用范围较窄，受市场需求波动和市场价格变化的影响较大，企业利润空间不稳定。
3、人才资源短缺。
冶金级钽粉这一高技术含量的产业需要大量的高素质人才，但目前国内冶金级钽粉产业人才短缺，这也成为了产业发展的制约瓶颈。
四、发展建议1、加强技术研发和创新，提高产品质量与性能，以增强市场竞争力。
国内钽粉工艺的研发历史、现状及发展趋势
国内钽粉工艺的研发历史、现状及发展趋势发布时间：2023-01-16T08:57:01.172Z 来源：《科技新时代》2022年第16期作者：胡瑞升1，张学清1,2 [导读] 文章介绍了以东方钽业为代表的国内钽粉生产工艺的发展历程胡瑞升1，张学清1,2 1宁夏东方钽业股份有限公司宁夏石嘴山 753000 2国家钽铌特种金属材料工程技术研究中心宁夏石嘴山 753000【摘要】文章介绍了以东方钽业为代表的国内钽粉生产工艺的发展历程，并总结了每个阶段的发展特点。
阐述了我国钽粉工业在不同发展阶段技术水平在世界钽粉发展历程中历史地位。
从国家政策和市场需求的角度，提出了未来钽粉工艺发展的方向。
【关键词】钽粉；钽电容器；钠还原；高压；高比容；高纯钽金属具有熔点高、延展性好、导热率大、蒸汽压低、化学稳定性好、抗腐蚀性强等一系列优异性能，因而广泛应用于电子、化工、航天、核能等领域。
世界钽粉产业发展始于20世纪20年代，和欧美发达国家相比，我国钽粉产业起步较晚。
上世纪50年代在北京有色金属研究院开始研制熔盐电解生产钽粉，1965年因国家“三线建设”部署钽铌研究院从北京有色金属研究院搬迁到宁夏成立了宁夏有色金属冶炼厂（现为宁夏东方钽业股份有限公司）。
经过60多年的发展，我国钽粉产业已形成了以宁夏东方钽业为代表的具有一定规模的研产一体生态体系。
中国钽粉走出了一条从无到有、从小到大、从军到民、从内到外、从弱到强的艰苦创业之路，使中国钽粉工业技术达到了国际先进水平。
一、起步发展阶段（1965年-1990年） 1965年宁夏东方钽业股份有限公司（原宁夏有色金属冶炼厂）部分引进日本工艺技术建成了气(钠)一液(氟钽酸钾)反应方式的分盘装料钠还原钽粉生产线,此方式反应周期冗长，产品粒度粗，只能生产2000uFV/g-3000uFV/g低比容钽粉，且生产能力低下。
后经改进采用液(钠)一固(氟钽酸钾)反应方式的混合装料钠还原，生产周期比气一液反应方式明显缩短，钽粉比容提高到6000uFV/g，但生产能力低，仍不理想亦被逐步淘汰。
钽阳极粉和焊丝市场洞察报告
06
结论与建议
市场前景展望
01
钽阳极粉和焊丝市场 需求持续增长
随着科技的发展和新兴产业的崛起， 钽阳极粉和焊丝在电子、航空航天、 医疗等领域的应用越来越广泛，市场 需求呈现持续增长态势。
02
技术创新推动市场发 展
随着技术的不断创新和进步，钽阳极 粉和焊丝的性能和品质得到了显著提 升，进一步推动了市场的快速发展。
焊丝
一种用于焊接的金属丝，具有强 度高、焊接效果好、成本低等优 点，广泛应用于建筑、机械、电 子等领域。
市场规模与增长趋势
市场规模
全球钽阳极粉和焊丝市场规模不断扩 大，预计未来几年将继续保持增长趋 势。
增长趋势
随着科技的不断进步和产业升级，钽 阳极粉和焊丝的应用领域不断拓展， 市场需求将持续增长。
机械制造业需求
机械制造业是焊丝的主要应用领域之一，各种机械设备、金属构件 等都需要使用到焊丝，市场需求稳定。
市场竞争分析
国内品牌竞争
国内焊丝市场上存在众多品牌，竞争 激烈。各品牌之间的竞争主要体现在 产品质量、价格、服务等方面。
国际品牌竞争
国际知名品牌在高端市场占据一定份 额，国内品牌需要不断提升自身技术 水平和服务质量，提高产品附加值。
航空航天领域需求
在航空航天领域，钽阳极粉因其优异的物理和化学性能，被广泛应 用于发动机和航空电子设备的制造。
医疗领域需求
钽阳极粉在医疗领域的应用逐渐增多，如用于制造医疗器械和药品 包装材料等。
市场竞争分析
国内企业竞争
国内钽阳极粉生产企业数量众多 ，但技术水平参差不齐，市场竞 争激烈。
跨国公司竞争
一些国际知名企业凭借先进的技 术和品应根据自身风险承受能力和投资目标，合理配置投资组合， 以降低投资风险。
钽粉市场研究报告
钽粉市场研究报告钽粉是一种重要的金属粉末材料，在现代工业生产中应用广泛。
钽粉根据不同用途可以分为冶金级钽粉、化工级钽粉和电子级钽粉。
本文将对钽粉市场进行研究分析。
一、市场需求方面随着工业技术的发展，对钽粉的需求逐年增加。
钽粉主要用于电子元器件制造、化工材料制备和合金材料制造等领域。
在电子制造业中，钽粉主要用于制造电容器，如固态电解电容器等，其具有高温稳定性和高电导率等优点。
而在化工材料制备领域，钽粉可用于制备耐腐蚀材料，以应对恶劣的化学环境。
另外，钽粉也可用于制备合金材料，以提高材料的机械性能和耐高温性能等。
二、市场规模方面根据市场研究数据显示，当前全球钽粉市场规模约为XX万吨，其中冶金级钽粉占据市场份额的XX%，化工级钽粉占XX%，电子级钽粉占XX%。
钽粉市场规模持续增长的主要原因是需求的不断增加。
随着技术的不断进步，电子设备的普及和化工工业的快速发展，对钽粉需求的增加助推了市场规模的扩大。
三、市场竞争方面钽粉市场竞争激烈，主要厂商有美国的卢克塔公司、德国的伊莱科、中国的晨鸣钽业等。
这些厂商在产品质量、价格和技术创新方面都具有竞争优势。
此外，由于钽粉是稀有金属，产能相对较低，供应相对紧张也是市场竞争的一个因素。
四、市场前景方面预计未来几年钽粉市场将保持稳定增长的趋势。
一方面，工业技术的进步和新兴产业的发展将继续推动钽粉市场的需求增长。
另一方面，随着稀有金属资源的逐渐减少和环境保护意识的提高，钽粉的价格可能会进一步上涨，提高了生产成本，但限制了供应。
因此，钽粉市场将有望保持较高的利润空间。
综上所述，钽粉市场在需求、规模、竞争和前景等方面都具有较好的发展势头。
在制造业的快速发展和科技进步的推动下，钽粉市场将继续保持稳定增长态势。
超高比容钽粉的挑战
挑战超高比容钽粉1、前言为了应对电子工业对小型电子设备特别是手提电脑的挑战，电容器制造商不得不向市场提供比以前更高容积效率的电容器。
这实际上是不同类型电容器之间的竞争，这种竞争已经超出了微法的范围。
多层陶瓷电容器（MLCC）和铝电容器在传统的应用领域中和钽电容器进行着竞争（图1）。
过去，多层陶瓷电容器和铝电容器与钽电容器相比没有多少竞争优势。
然而，最近几年情况发生了改变。
特别是多层陶瓷电容器，制造商通过减少电介质厚度、增加层数，容积发生了很大的改变。
目前它们已经在相类似的壳号上达到与钽电容器相同的比容。
本文讨论了一些钽粉的性能，也就是钽粉制造商为了适应钽电容器制造商的生产需求而去增加钽粉的容积效率，以使钽电容器重新回到领先地位。
图1 不同类型电容器所能提供的容量范围要想在给定的容积中达到更高的容量，通常的做法是开发出具有更高比表面积的钽粉。
今天在市场上可以获得比表面积是4.5m2/g的钽粉。
使用这样的钽粉，其能量密度可以达到1000000µFV/cm³。
然而，无论是从质量还是从经济的角度考虑，使用传统的钽粉生产工艺去生产此类具有高比表面积的高比容钽粉，已经达到了极限。
在过去的几年中，H.C. Starck 公司为了克服这些限制，已经开发出钽氧化物的镁蒸汽还原工艺，并且有了持续的进展。
今天使用此工艺可以生产出比表面积超过10 m²/g的钽粉，这种钽粉可用于下一代钽电容器的设计中。
然而，增加比表面积仅仅是事情的一部分。
要满足阳极小型化的需要，还需要调整钽粉其他特性，特别是颗粒稳定性、粒形和粒度分布，从而优化阳极的多孔性以及纯度水平。
本文讨论了其中的一些论题并介绍了解决问题的方法。
最近，对镁蒸汽还原工艺进行了非常细致的研究，为的就是能更好的理解其中的还原机制。
我们将对这些研究进行总结，以显示出纳米级钽粉颗粒生产的可能性。
这种钽粉可以为下一代钽电容器提供非常高的比表面积。
同时我们也讨论了在对这些高容量、高比表面积钽粉进行电性评价期间所观察到的一些情况。
2023年钽粉行业市场环境分析
2023年钽粉行业市场环境分析近年来，钽粉行业已经成为一种具有潜力的工业原料。
作为一种稀有金属，钽已经广泛应用于许多领域，如航空航天、通信、能源、医疗器械，国防军工等领域。
钽的化学性质稳定、抗腐蚀能力强、密度高、延展性佳、热膨胀系数小、机械强度大，这些优良特性使得钽在高温、强腐蚀等恶劣条件下也具有良好的耐用性。
钽粉市场的环境因素主要有以下几个方面：1. 供给方面钽作为一种稀有金属，全球储量较少，且生产技术复杂，因此钽的供应相对较为紧张，导致其价格居高不下。
2018年，峰值价格曾达到每磅130美元，这也制约了钽市场的发展。
目前，澳大利亚、加拿大、巴西、刚果（金）、卢旺达等国家是全球主要的钽生产国，分别占全球钽矿储量的40%以上。
同时，中国也已成为全球钽粉生产的主要国家之一，占据了全球市场的一定份额。
2. 需求方面随着全球工业化进程的加速，钽的需求量也不断增长。
其中，钽在电子工业中的应用最为广泛，如通信、电脑、手机、数码相机等，这些电子产品在全球范围内得到广泛应用，促使了钽粉市场需求的增长。
此外，钽用于生产医疗器械和航空航天材料等领域，也是钽市场的主要需求来源。
3. 政策环境政策环境对钽粉市场的影响主要表现在对钽矿开采与进口的限制、对钽应用技术的规定以及对钽企业的监管等方面。
相对于其他金属，钽更容易受到政策环境的影响。
近年来，全球范围内对采矿企业的环保要求加强，这使得钽的采矿和加工成本不断上升。
同时，对钽的贸易限制和普遍的税收、关税也影响到了钽市场的发展。
4. 行业竞争随着钽市场的发展，国内外的竞争者都在不断进军这个利润颇丰的行业。
国内钽粉制造商数量不断增加，形成了激烈的市场竞争，在技术创新、产品质量、配套服务等方面都在不断努力提高。
此外，国外的钽粉制造商也在不断扩大市场份额，加剧了钽市场的竞争格局。
总之，钽粉市场是一个拥有巨大发展潜力的行业。
在全球范围内，钽粉的需求不断增长，市场前景看好。
但同时，该行业市场环境的复杂性也需要制约其发展。
国内钽粉工艺研发历史、现状及发展趋势
国内钽粉工艺研发历史、现状及发展趋势
钽粉工艺研发在国内起步较晚，但随着国内对高技术材料的需求不断增加，钽粉工艺研发逐渐成为研究的热点。
以下是国内钽粉工艺研发的历史、现状及发展趋势：
1. 历史：上世纪90年代初，国内开始进行钽粉工艺的研发工作。
最初主要集中在钽金属的提取和纯度提高等方面的研究。
2. 现状：目前国内钽粉工艺研发取得了一定的进展。
钽粉工艺主要包括钽矿石的选矿、钽的冶炼和提纯、钽粉的制备等环节。
在选矿方面，国内研究人员通过浮选、重选、磁选等方法提高了钽矿石的回收率；在冶炼和提纯方面，采用氟化物法、热还原法等多种方法制备了高纯度的钽；在钽粉制备方面，国内开发了球磨法、水热法、化学还原法等工艺，并进行了相关应用研究。
3. 发展趋势：随着国内高技术产业的发展，对钽粉的需求越来越大，这对钽粉工艺研发提出了更高的要求。
未来的发展趋势有以下几个方面：
- 提高纯度：随着高技术产业对纯度要求的提高，钽粉工艺的
研发将更加注重提高纯度水平，以满足高端市场的需求。
- 提高工艺效率：高效率的钽粉工艺对提高生产能力和降低成
本非常重要，因此，未来的研发将集中在提高工艺效率、降低能耗和提高资源利用率等方面。
- 新工艺开发：新的工艺技术将不断被引入钽粉工艺的研发中，如绿色环保的工艺、智能化的生产工艺等。
- 应用拓展：钽粉的应用领域将进一步拓展，如钽粉的用途不
仅限于电子元器件、耐腐蚀材料等领域，也可以应用于新能源、航空航天等高端领域。
总体来说，国内钽粉工艺研发在技术和市场需求推动下取得了进展，但仍需要进一步提高纯度、提高工艺效率、开发新工艺，以满足高端市场的需求。
半导体制造工艺流程(钽电篇)
对未来发展的展望
01
02
03
04
随着科技的不断发展，半导体 制造工艺流程也在不断进步和 完善。未来，钽电制造工艺流 程将继续向着更高效、更可靠 、更环保的方向发展。
随着科技的不断发展，半导体 制造工艺流程也在不断进步和 完善。未来，钽电制造工艺流 程将继续向着更高效、更可靠 、更环保的方向发展。
随着科技的不断发展，半导体 制造工艺流程也在不断进步和 完善。未来，钽电制造工艺流 程将继续向着更高效、更可靠 、更环保的方向发展。
制造工艺流程的未来发展趋势
随着新材料和新技术的不断涌 现，制造工艺流程将朝着更高 效、更灵活、更环保的方向发 展。
未来制造工艺流程将更加注重 智能化和自动化技术的应用， 以提高生产效率和降低成本。
可持续发展将成为未来制造工 艺流程的重要考虑因素，以减 少对环境的影响并实现绿色生 产。
03
钽电制造工艺流程
制造工艺流程需要高度的技术和管理能力，以确保 生产过程中的一致性和可靠性。
制造工艺流程的重要性
02
01
03
制造工艺流程决定了半导体产品的性能和可靠性，是 实现产品差异化的关键因素。
随着技术的不断进步，制造工艺流程也需要不断更新 和改进，以适应市场需求和竞争环境。
制造工艺流程的优化和创新对于降低成本、提高生产 效率和产品质量具有重要意义。
由于其高熔点、高导电性和高强 度等特性，钽电在制造光电器件 中的电极、窗口材料等方面具有
优势。
在光电器件制造过程中，钽电的 应用能够提高器件的稳定性和可
靠性，延长器件的使用寿命。
钽电在其他领域的应用
除了在集成电路和光电器件制造中应 用外，钽电还广泛应用于其他领域。
这些应用都得益于钽电的高熔点、高 导电性和高强度等特性，使得它在各 种极端条件下都能保持稳定的性能。
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摘要
制造钽电容器时，采用高比容钽粉（CV/g大于100,000）最大的限制是能否充分、持续、始终如一地产生高传导的阴极系统。
无论是MnO2或导电聚合物，制造阴极时，这些材料渗透和涂上非常小的气孔是有难度的，这些高比容钽粉大的表面积，今天受到物理和化学这两方面技术上的限制。
这篇文章建议的方法正是要做这件事。
与这些材料有关，要成功地检验对这些工艺系统的修改，是一场挑战，本身是有难度的。
在电子显微镜方面不断取得进步，在工艺和材料更改方面可以提供工具帮助。
高分辨率的ESMs（电扫描显微镜），细截面TEM（透射电子显微镜）分析，以及利用FIB/STEM证明，在减少实验和开发时间、提供更多阴极材料的物理和化学状态细节方面，比起传统的非固体-到-固体电容器的容量降低测试来，其价值无法衡量。
物理和化学方面的挑战
每年电子工业持续以新的产品推动技术优势的发展。
趋势是越来越快、越来越小、越来越有特色并且成本越来越低，这成为更多人的信条，而不是机灵的行销策略。
现在，VCR’s(录像机)和袖珍TV’s(电视机)如此便宜，当它们不能正常工作时，换一个比修理更经济。
在过去的25年，Intel 处理器已经从每个芯片有2,500个晶体管变得有超过15亿只晶体管。
50年之前，每个街坊只有一种黑色、旋转、合用线电话。
现在，在每个房间有陆线电话，这些电话有2到3线，具有信息和传真功能。
通常年龄超过13岁的家庭成员每个人有他们自己的移动电话。
该技术只有在元件可以做到价格低、并且在体积小的情况下，能够提供需要的性能才可以实现。
对于钽电容器世界，改善CV/cc是重要条件，在很小的体积内，在给定电压下有更大的容量。
为了了解这方面的挑战，必须介绍一些钽电容器的基本制造方法。
首先，现在钽电容器技术将钽粉与钽丝一起压制并烧结小球，成为钽电容器的阳极（见图1）。
图1：钽电容器构成——压制（成型）
压制后的钽芯——有的钽粉有机会接触，大多数不接触
图见英文原版
由于用来制造这些钽芯的钽粉变得很细，钽芯的表面积随CV的增加而增加，但是，相应钽芯的开放小孔结构是变小的（见图2）。
图2：颗粒越小——容量越大
图见英文原版
随着小孔变小，硝酸锰溶液渗透进去的难度越大。
与此相关有两个问题。
首先，硝酸锰溶液本身太粘滞，渗透到小孔中去有困难（图3）。
图3：硝酸锰进入孔内的情况
（高粘滞硝酸锰不能渗透到小孔中去）
图见英文原版
其次，即使将粘滞度降低到可以渗透进去，相信完全渗透到小孔中去也有困难，因为，孔中存在内部空气。
这种情况导致非常薄的内部覆盖，称之为“黑心”（见图4）。
图3：标准注入浸渍情况
（黑心——阳极之间没有MnO2）
图见英文原版
采用粘滞度比较低（低浓度）的硝酸锰溶液也受到限制，需要多几次浸渍/转化周期，以便可以覆盖表面。
这比采用更高密度的硝酸溶液成本更高，以性能的立场看也不是有效的方法。
结果，用更细颗粒钽粉形成的内孔覆盖厚度不一致，或者达不到传统大小钽粉那样完整。
这可以由下面示意性的画像来做直观示范。
图示：颗粒越小——小孔越小
需要由更低密度的硝酸锰来渗透到小孔中
图见英文原版
MnO2注入改造
组成一个技术小组来调查研究更改MnO2转化工艺，改善150KCV/g钽粉钽芯的MnO2覆盖情况的方法。
下表列出了许多可以用来更改工艺的变量：
图5：更改注入变量
●转换条件
—温度
—时间
—速度
—空气
●硝酸锰条件
—温度
—PH值
—比重
—变湿促进（化学、物理）
●浸渍条件
—速度
—深度
—停留时间
●工艺条件
—浸渍/转换次数
—改良的次数和地方
在分析这些变量之后，有一些重要的与高比容钽粉，和与钽粉有因果关系的钽芯小孔结构有关的发现。
高比容钽粉注入要求
硝酸锰溶液渗透
■渗透需要稀释
■需要更多次数的浸渍，以完全覆盖内表面
■内表面的湿润
■使溶液湿润钽芯内部
■在高温分解期间，有适当溶液保留
■在阳极表面连续生成MnO2层
■在达成此目标的工艺中，在某些点，必须有更大浓度的硝酸锰溶液
■MnO2晶体结构具有最适宜的传导性
■采用稀释的硝酸锰浸渍，形成贝它（β）MnO2是非常困难的。
■在工艺过程中，有效再形成修复阳极是困难的。
确认新方法
通过做各种DOEs，配合工艺过程，以及提出理论上成立的修改，下一步要来验证该新模型。
这是通过老的传统非固体-到-固体容量下降的方法来完成的。
下面的图表通过减少W-S（非-固体）下降，显示修改后的注入工艺是成功的。
图示：标准注入与修改后的注入比较
图见英文原版
用W-S下降扫描电子显微镜分析用来对MnO2 在钽芯中央和边缘的覆盖量做定量比较。
这样可以确定，MnO2的覆盖的一致情况如何。
图示：MnO2的覆盖程度与阳极的位置
图见英文原版
这些覆盖情况是通过一种具有高分辨率的SEM（扫描电子显微镜）的帮助得到的。
下面有详细的介绍。
图示：阳极中心（断裂图）
图见英文原版
通过利用发射电子显微镜（TEM）作MnO2实际结晶结构的图像并做出判断。
除了标准TEM 外，在电子显微镜方法宝库有一种最新的工具，聚焦离子豆/扫描转换电子显微镜可以使分析者将钽芯切割非常小的横截面，他们可以找到有关的区域进行观察，然后进行高度放大（800,000倍），对该区域的情况进行分析。
下面的FIB/STEM照片实际显示MnO2贝它(β)结晶在Ta2O5表面生成情况。
照片：S/N#3 12次浸渍，在阳极中部的情况
照片英文原版
在该微型-照片中，观察到的放大的MnO2结晶，后来确定为贝它(β)相。
在本观察中的情况，虽然不明显，它只是薄的一层MnO2覆盖钽颗粒的表面，生成多晶MnO2。
从这张照片中，我们确定该修改后的工艺可以覆盖钽的表面，也可以产生高导电的贝它(β)相。
知道了在产生两种式样的MnO2在工艺过程中究竟做了些什么，使我们朝着能产生更完善的贝它(β)相方向前进。
在传统的W-S（非固体-固体钽电容器）容量测量和固体ESR测试中从来没有看到过这样的情况。
这些
简单的测试没有足够的判断力或详情提供这类信息。
结论
虽然它涉及到对现有的注入材料和工艺有较大的改变，最高比容钽粉做的钽芯可以成功地生成MnO2阴极覆盖层。
通过利用电子显微镜方法领域的最新工具，可以减少开发时间和成本。
这些工具也有助于建立最好的途径，朝着将MnO2沉淀性能全面最优化方向前进。