钽铌材料及其性能
钽铌材料及其性能

钽铌材料及其性能钽1.钽金属(tantalum)钽是稀有高熔点金属。
熔点2996℃,密度16.68g/cm3,晶格类型:体心立方。
导热系数(25℃)54W/M·K。
线膨胀系数(0~100℃)6.5×10-6。
钽主要用做制作钽电解电容器,钽合金如Ta—2.5W、Ta —10W、Ta—40Nb等,比任何别的材料更能经受高温和矿物酸的腐蚀,可作为飞机、导弹、火箭的耐热高强度材料以及控制、调节装置的零部件等。
钽在高温真空炉中,可作支撑附件、热屏蔽、加热器和散热片等。
钽制舟皿可用于真空蒸度装置,钽与人体组织还具有优良的生物相容性和稳定性,对人体组织不起反应,可作为接骨板螺丝、缝合针等外科手术材料。
2.钽的化合物(tantalum compound)2.1钽的氧化物(tantalum oxide)钽的氧化物最有应用价值的是Ta2O5。
Ta2O5为白色粉末,无味无臭,比重8.71g/cm3,熔点1870℃。
具有明显的酸性,不溶于水,也不溶于大多数的酸和碱,但在热的氢氟酸和过氧酸中能缓慢地溶解,与碱共熔时,生成钽酸盐。
Ta2O5具有α、β两种变体,其转变温度为1320℃,不同变体的氧化物,晶体结构不同,故其晶格常数,密度和其它性质都有明显的区别。
钽的其它低价氧化物,其性能不稳定。
钽的主要低价氧化物TaO2是一种褐色粉末,不溶于酸,在空气中加热时转变成Ta2O5,具有导电性。
2.2钽的卤化物(tantalum halide)TaCl5为黄色粉末,熔点220℃,沸点223℃-239℃,比重3.68g/cm3,易挥发,吸湿性强,非常容易水解析出白色的氢氧化物沉淀。
除高价的TaCl5外,钽的低价氯化物有TaCl4、TaCl3、TaCl2,均是易挥发物。
TaF5为白色结晶,熔点91.5℃,沸点229.2℃-233.3℃,比重4.74g/cm3,具有很强的吸湿性,在弱酸溶液中(当HF浓度低于7%)溶解而不水解。
钽铌合金的广泛应用领域

钽铌合金的广泛应用领域钽铌合金,通常由钽和铌两种金属元素组成的合金,具有优异的性能和广泛的应用领域。
本文将深入探讨钽铌合金的特点、制备工艺以及在不同领域的应用,并分享个人对其的观点和理解。
一、钽铌合金的特点和制备工艺1. 特点:钽铌合金具有以下显著特点:1)高融点和高熔点:钽的熔点约为2996°C,而铌的熔点约为2468°C,因此钽铌合金具有较高的熔点,使其在高温环境下表现优异。
2)优异的耐腐蚀性:钽铌合金具有良好的耐腐蚀性,能够抵御酸、碱等腐蚀介质的侵蚀,因此在化学工业等腐蚀性环境中得到广泛应用。
3)优异的机械性能:钽铌合金具有出色的机械性能,包括高强度、高硬度和良好的延展性,适用于多种工程应用。
2. 制备工艺:钽铌合金可以通过多种制备工艺得到,常见的有:1)冶金法制备:通过熔炼、铸造、热处理等工艺将钽和铌按比例混合,并在特定温度下进行化学反应,最终得到钽铌合金。
2)粉末冶金法制备:将钽和铌的粉末按一定比例混合,并通过压制、烧结等工艺得到钽铌合金。
二、钽铌合金的应用领域钽铌合金由于其优异的性能,在多个领域得到广泛应用,以下是几个典型的应用领域:1. 航空航天领域:钽铌合金可以在高温、高压等极端环境下保持良好的稳定性和机械性能,因此被广泛应用于航空航天领域。
在航空发动机中使用钽铌合金制造的叶片和涡轮盘,可以承受高温、高速的工作条件,提高发动机性能和寿命。
2. 化工领域:由于钽铌合金的优异耐腐蚀性,它被广泛用于化工领域。
在化学反应器、腐蚀介质储存罐、管道等设备中,使用钽铌合金可以有效防止介质对设备的侵蚀,提高设备的使用寿命和安全性。
3. 医疗领域:钽铌合金在医疗领域也有重要应用。
由于其生物相容性良好且不容易引起过敏反应,钽铌合金被广泛用于制造人工关节、牙科种植体等医疗器械,为患者提供持久稳定的医疗效果。
4. 电子领域:钽铌合金还在电子领域有广泛的应用。
它可以作为高温超导材料,用于制造超导电缆、磁体等设备。
钽铌及其合金基本介绍资料

工业生产钽粉的方法
传统:(1)氟钽酸钾钠热还原法;(2)氧化钽碳热还原法
缺点:生产成本高、周期长、效率低、能耗大、污染环境且难以连 续化生产,造成钽及钽合金的价格过高。
传统金属热还原法的FFC 剑桥工艺
缺点:以CaCl2 为熔盐电解质,CaCl2 吸水性强,需在300 ℃左右保 持干燥,实验麻烦;CaCl2 在高温下挥发严重,长时间电解,需持续 添加CaCl2 熔盐,工作效率低,使得整个熔盐体系始终处于不稳定的 动态过程;电解电压不能过高,通常为2.7~3.2 V,同时伴有副反应 发生,降低电流密度和电流效率;以石墨棒为阳极,容易烧损,产 生石墨微粒,可能导致阴阳极之间出现部分电子导电。
第3讲 钽铌及其合金
钽的基本属性
“金属王国”中的后起之秀 钽于1802 年由瑞典化学家爱开堡发现, 1903 年鲍尔登制得金属钽; 略带蓝色的浅灰色金属, 密度为16.50g.cm3, 硬度6~6.5,熔点 2996℃, 仅次于钨和铼居第三位。富有延展性,韧性比铜更好,冷加工 可拉成细丝和制成薄箔;膨胀系数很小, 每升高1℃, 只膨胀百万分之 六点六; 化学稳定性强, 常温下不和水及空气发生反应, 冷和热态下都有极强 的抗腐蚀性, 能抵抗除氢氟酸外的一切无机酸。将钽金属放入200℃的 硫酸中浸泡一年, 表层仅损伤0.006 毫米。实验证明: 常温下, 碱溶液、 氨、氯气、溴水、稀硫酸以及其他许多药剂对钽均不起作用; 钽在常温下能溶解氢, 开始生成固体溶液, 而后生成氢化物, 可作为 贮氢材料。
冷变形态
600℃×1h
冷变形态
600℃×1h
800℃×1h
900℃×1h
1000℃×1h
1100℃×1h
1#再结晶温度:800~900℃
钽铌及其合金基本介绍

(1) 增大再结晶退火前冷变形程度; 冷变形程度越大,这些强烈变曲的区域越多,再结晶晶核心 越多,细晶细化。 (2) 快速加热; 避免升温过程中产生回复,减少储能而使再结晶数目减少。 (3) 控制原始晶粒大小。
850 ℃, 20 min 850 ℃, 60 min
900 ℃, 10 min
950 ℃, 10 min
1#试样不同 退火工艺的 显微组织
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西北工业大学 稀有金属材料 与加工课件
1#深冲钽壳的宏观形貌
( a) 90%变形量后850 ℃, 60 min退火; ( b) 90%变形量后900 ℃, 10min 退火; ( c) 1 150 ℃退火60 min 钽片深冲制品表面质量差的主要原因是晶粒粗大
西北工业大学 稀有金属材料 与加工课件
第3讲 钽铌及其合金
2016/7/6
1
钽的基本属性
“金属王国”中的后起之秀
西北工业大学 稀有金属材料 与加工课件
钽于1802 年由瑞典化学家爱开堡发现, 1903 年鲍尔登制得金属钽;
略带蓝色的浅灰色金属, 密度为16.50g.cm3, 硬度6~6.5,熔点 2996℃, 仅次于钨和铼居第三位。富有延展性,韧性比铜更好,冷加工 可拉成细丝和制成薄箔;膨胀系数很小, 每升高1℃, 只膨胀百万分之 六点六; 化学稳定性强, 常温下不和水及空气发生反应, 冷和热态下都有极强 的抗腐蚀性, 能抵抗除氢氟酸外的一切无机酸。将钽金属放入200℃的
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锻造钽的性能
西北工业大学 稀有金属材料 与加工课件
初始挤压的钽(as-extruded) 与二次再锻压并经1523 K,2 h真空退火的钽 (forged+annealed)在296 K 温度和不同应变率下的真实应力应变曲线
钽铌金属矿床

钽铌金属矿床一、钽铌的金属特性铌(Nb)、钽(Ta)都属于难熔稀有金属,外观似钢,灰白色光泽,粉末呈深灰色,比重大(铌8.6、钽16.6),熔点高(铌2468℃、钽2996℃),沸点高(铌5127℃、钽5427℃)。
具有吸气、耐腐蚀、超导性、单极导电性和在高温下强度高、抗疲劳、抗变形、等优良特性。
铌和钽在元素周期表中同属一族,性质很相似,它们在自然界中共生在一起,赋存在铌酸盐、钽酸盐类矿物中。
化学家们在19世纪初也正是从铌铁矿(钶铁矿)-钽铁矿系列矿物中发现了铌、钽这两个元素。
钽的质地十分坚硬,硬度可以达到6-6.5。
它的熔点高达2996℃,仅次于钨和铼,位居第三。
钽富有延展性,可以拉成细丝式制薄箔。
其热膨胀系数很小,每升高一摄氏度只膨胀百分之六点六。
除此之外,它的韧性很强,比铜还要优异。
钽还有非常出色的化学性质,具有极高的抗腐蚀性。
无论是在冷和热的条件下,对盐酸、浓硝酸及“王水”都不反应。
但钽在热的浓硫酸中能被腐蚀,在150以下,钽不会被浓硫酸腐蚀,只有在高于此度才会有反应,在175度的浓硫酸中1年,被腐蚀的厚度为0.0004毫米,二、主要用途及关键领域铌、钽金属具有耐腐蚀、超导性、单极导电性和强度高、耐腐蚀、冷加工性能好和氧化膜电性能好等优点,有许多重要用途。
在电子工业、化学工业、特种钢、特种合金以及真空技术、尖端技术方面都具有非常重要的地位。
广泛用于钢铁工业、电子工业、航天航空、原子能、生物医学工程;超导工业;精密陶瓷和精密玻璃工业。
主要用作合金钢的添加剂、超导材料、高温合金、氧化物单晶、陶瓷电容器等。
1、电子工业中的应用电子工业中利用钽金属制造钽电解电容器。
钽粉、钽丝是制作钽电容器的关键材料,钽电容器是最优秀的电容器。
钽在酸性电解液中形成稳定的阳极氧化膜,电子工业中利用钽金属制造的电解电容器具有电容量大、漏电流小、稳定性好、可靠性高、耐压性能好、寿命长、体积小等突出特点。
用钽制做的电容器,不仅在常规条件下比陶瓷、铝、薄膜等其它电容器体积小、容量高、功能稳定,而且能在许多为其它电容器所不能胜任的严峻条件下正常工作。
2024年钽铌市场环境分析

2024年钽铌市场环境分析1. 引言钽铌是一种稀有金属,具有优异的耐腐蚀性、高温稳定性和导热性能,广泛应用于航空航天、电子、化工等领域。
本文将对钽铌市场的环境进行分析。
2. 钽铌市场概况钽铌市场的规模不断扩大,主要受益于电子行业的需求增加。
钽铌在电子器件中的应用广泛,如电容器、电阻器、管芯和电子连接器等。
此外,钽铌在航空航天和化工工业中也有重要应用。
3. 钽铌市场竞争格局目前,全球钽铌市场呈现出供给充足的局面。
全球范围内有多家生产商,包括CBMM、H.C. Starck、Global Advanced Metals等。
这些企业通过提高产品质量、开发新的应用领域以及提供增值服务来提高市场竞争力。
4. 钽铌市场驱动因素4.1 电子行业需求增加随着电子产品市场的快速发展,对钽铌的需求也在不断增加。
移动通信、消费电子和电动汽车等领域的快速发展,在一定程度上推动了钽铌市场的增长。
4.2 航空航天需求钽铌在航空航天领域中具有重要应用,如航空发动机中的涡轮叶片、导向叶片和喷气管等。
随着全球航空业的发展,对钽铌的需求也在增加。
4.3 新能源发展钽铌作为一种重要的电子材料,在新能源领域中有广泛应用。
太阳能电池、锂离子电池、燃料电池等新能源技术的推广,推动了钽铌市场的增长。
5. 钽铌市场挑战与机遇5.1 市场竞争加剧钽铌市场供给过剩,导致竞争加剧,价格下降。
市场竞争将是钽铌生产商面临的主要挑战之一。
5.2 环保压力增加钽铌的生产过程中会产生一定的环境污染,随着环保意识的提高,环保压力也在增加。
钽铌生产商需要投入更多的资源用于环境保护,以满足环保法规的要求。
5.3 新的应用领域随着科技的不断进步,钽铌的应用领域还有很大的拓展空间。
钽铌材料的研发与创新,可以为钽铌市场带来新的机遇。
6. 钽铌市场发展趋势6.1 技术进步推动市场发展随着科技的不断进步,钽铌技术不断创新。
新的材料、新的加工方法以及新的应用领域的开发,将进一步推动钽铌市场的发展。
铌和钽的性质和用途

铌和钽的性质及用途一铌、钽金属性质铌与钽性质相似,均属高熔点、高沸点稀有金属,钢灰色泽,富延展性和抗腐蚀性。
铌的熔点为2468 ℃,沸点为4742 ℃,密度为8.57g/cm³;钽的熔点为2996℃,沸点为5425℃±100℃,密度为16.65g/cm³。
二资源分布情况中国是世界上铌、钽、锂、铍等稀有金属矿产资源比较丰富的国家之一。
铌(Nb2O5)总保有储量为388万吨(至2007/12/31止),仅次于巴西,居世界第2位。
我国铌矿巳探明储量的矿区有99处,分布于内蒙古、湖北等16个省(区),以内蒙古最多,占全国储量的72%;湖北次之,占24%。
钽(Ta2O5)总保有储量为8.4万吨,居世界首位,钽分布于13个省(区)的92个矿区,江西钽矿最丰富,内蒙古、广东次之,三省合计占全国储量72.5%,以江西宜春铌钽矿、内蒙古白云鄂博铌钽矿。
我国所规定的钽铌矿床储量计算的最低工业品位指标为:(Nb、Ta)2O5:0.016—0.028%,我国大部分钽铌矿床品位都接近或略高于最低工业品位指标。
Ta2O5品位超过0.02%的几乎没有,而Nb2O5品位超过0.1%的也只有几个碳酸岩类型的矿床,其他类型矿床Nb2O5品位均在0.02%左右。
三我国铌钽的生产现状我国主要钽铌矿山概况表我国主要铌钽冶炼厂有:宁夏有色金属冶炼厂(东方有色)、西北稀有金属材料研究院、株洲硬质合金厂、九江有色金属冶炼厂、广西栗木有色金属公司、广东从化钽铌冶炼厂。
钽铌冶炼、加工工艺不断创新,如:湿法冶炼--矿浆萃取;火法分解--低酸萃取;离线分析--在线分析及微机监控;氟钽酸钾冷结晶;连续喷射沉淀生产低氟Ta2O5、Nb2O5的工艺;过氧化沉淀生产高纯Ta2O5、Nb2O5等。
铌钽产品主要有:钽粉,铌粉,钽丝,锭、棒、板、管、片,等。
根据2006.06统计,我国钽铌金属产量为:钽粉—82t 氧化钽—25t 碳化钽—20t 钽材—5t金属铌—60t 氧化铌—60t 铌铁—300t 铌材—3t四钽、铌金属材料的应用钽铌新材料可应用领域包括:电子、精密陶瓷和精密玻璃工业;电声光器件;硬质合金、宇航及电子能工业;生物医学工程;超导工业;特种钢等产业。
钽、铌简介终稿

1.6吸、放氢性能
在较低的温度,Ta、Nb都能溶解大量的 氢,但低温下吸氢速度比较缓慢。当温 度达到500℃(Ta)和360℃(Nb)时,吸氢 的速度最大,这时,生成钽和铌的氢化 标准 物(TaH,NbH)。Ta、Nb锭吸氢后,性能 变脆,易于破碎。但是,当在600℃以上、 真空中加热氢化物中的氢可以全部脱出 并恢复金属原有的性质,工业上就是这 样从Ta、Nb条生产相应的粉体。
1.4铌/钽的主要物理、机械性质
致密金属钽、铌为钢灰色,粉末状态钽呈深灰 色,铌粉呈浅灰色,纯铌和纯钽具有良好的塑 性,可冷轧成厚度达0.01mm的薄片而无须中 间退火。 金属铌和钽的共同物理特征是具有高熔点 [ 2468 ℃(Ta) 、 2996℃ ( Nb ) ] 、 高 沸 点 [5458 ℃ (Ta)、4742 ℃ (Nb)]、低的蒸 气压以及比其它难熔金属(如钨和钼)为低的 电子速出功。同时,Nb和Ta的机械性能明显地 随其加工状态及间隙杂质含量而改变。
铌的应用
化工
铌及其与钽的合金可制成蒸馏管、活门、设备的挡板及生产盐酸、 硝酸、溴、过氧化氢等化工设备的其它部件。
宇航及 航空 核工业
Nb-1Zr、C—103铌合金已用于飞船上的姿态控制发动机;C—l03 合金还用于“大力神”导弹喷嘴的延伸段,这种合金的最大优点在 于高温下强度好且有优良的可塑性和焊接性。
飞行器,导弹,自动控制系统和电视机里获得广泛的应用
电子工业
石油及化学 工业部门 高温硬质合 金
。
钽的抗腐蚀性能优异,被广泛用来制造防腐蚀的化学反应器,罐, 塔,阀门等。
在高温真空炉中用钽做支撑附件,热屏蔽,加热器和散热,并可长期 使用。
Ta的应用
1.2铌的简介
一种金属元素。铌能吸收气体,用作除 气剂,也是一种良好的超导体。化学符 号Nb,原子序数41,原子量92.90638, 属周期系ⅤB族
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钽铌材料及其性能钽1.钽金属(tantalum)钽是稀有高熔点金属。
熔点2996℃,密度16.68g/cm3,晶格类型:体心立方。
导热系数(25℃)54W/M・K。
线膨胀系数(0~100℃)6.5×10-6。
钽主要用做制作钽电解电容器,钽合金如Ta—2.5W、Ta —10W、Ta—40Nb等,比任何别的材料更能经受高温和矿物酸的腐蚀,可作为飞机、导弹、火箭的耐热高强度材料以及控制、调节装置的零部件等。
钽在高温真空炉中,可作支撑附件、热屏蔽、加热器和散热片等。
钽制舟皿可用于真空蒸度装置,钽与人体组织还具有优良的生物相容性和稳定性,对人体组织不起反应,可作为接骨板螺丝、缝合针等外科手术材料。
2.钽的化合物(tantalum compound)2.1钽的氧化物(tantalum oxide)钽的氧化物最有应用价值的是Ta2O5。
Ta2O5为白色粉末,无味无臭,比重8.71g/cm3,熔点1870℃。
具有明显的酸性,不溶于水,也不溶于大多数的酸和碱,但在热的氢氟酸和过氧酸中能缓慢地溶解,与碱共熔时,生成钽酸盐。
Ta2O5具有α、β两种变体,其转变温度为1320℃,不同变体的氧化物,晶体结构不同,故其晶格常数,密度和其它性质都有明显的区别。
钽的其它低价氧化物,其性能不稳定。
钽的主要低价氧化物TaO2是一种褐色粉末,不溶于酸,在空气中加热时转变成Ta2O5,具有导电性。
2.2钽的卤化物(tantalum halide)TaCl5为黄色粉末,熔点220℃,沸点223℃-239℃,比重3.68g/cm3,易挥发,吸湿性强,非常容易水解析出白色的氢氧化物沉淀。
除高价的TaCl5外,钽的低价氯化物有TaCl4、TaCl3、TaCl2,均是易挥发物。
TaF5为白色结晶,熔点91.5℃,沸点229.2℃-233.3℃,比重4.74g/cm3,具有很强的吸湿性,在弱酸溶液中(当HF浓度低于7%)溶解而不水解。
2.3钽的碳化物(tantalum carbide)钽的碳化物主要有Ta2C和TaC两种,而Ta2C又有α-Ta2C和β-Ta2C两种同素异构体。
TaC为深棕色粉末,熔点3880℃,沸点5500℃,密度14.4g/cm3,具有较好的化学稳定性,仅能溶于硝酸和氢氟酸混合溶液中。
钽的碳化物在低于1000~1100℃时,在空气中不易氧化。
在氮或氨的作用下,易生成氮化物。
2.4钽的氢化物(tantalum hydride)在常温的空气中,钽的氢化物非常稳定。
在高真空下加热至1000~1200℃时,分解放出氢。
在350℃以下,钽与氢几乎不发生作用,随着温度的升高,反应速度加快。
氢在钽中的溶解度,随温度增高而降低。
在一定温度和压力下,氢化钽中最大氢含量相当于H/Ta为0.02~0.08(即TaH 0.2~TaH 0.8)。
2.5钽的氮化物(tantalum nitride)钽的氮化物有TaN、Ta2N、Ta3N5三种。
TaN为带蓝色的灰色粉末,熔点2980~3090℃,密度14.4g/cm3,不溶于硝酸、氢氟酸和硫酸中,但溶于热的碱性溶液并释放出氨或氮气。
钽的氮化物在空气中加热时生成氧化物,放出氮气。
2.6钽的硼化物(tantalum boride)钽的硼化物有一硼化物TaB和二硼化物TaB2。
TaB的密度14.0g/cm3,比电阻100.0μΩ.cm;TaB2的熔点3200℃,密度11.7g/cm3,比电阻86.5μΩ.cm,不被盐酸和王水所侵蚀,但能被热的硫酸和氢氟酸缓慢地分解。
2.7钽的硒化物(tantalum selenate)钽的硒化物为TaSe2,比电阻2.23×10-3Ω.cm,在室温空气中的相对磨擦系数0.08,在空气中的氧化温度600℃,在真空中的分解温度900℃。
2.8钽的硅化物(tantalum silicone)钽的主要硅化物是TaSi2,也存在一些其它化合物如Ta2Si、Ta5Si3。
TaSi2熔点2200℃,密度8.83g/cm3,比电阻8.5Ω.cm,不被矿物酸侵蚀,但能被氢氟酸分解,在熔融的Na2CO3和NaOH中能完全被分解。
2.9钽酸盐(tantalate)钽酸盐最重要的是钾盐和钠盐。
钾的钽酸盐有K2O:Ta2O5从3:7至10:3的,最常见的稳定钽酸盐有偏钽酸钾(K2O.Ta2O5);六钽酸钾(4K2O.3Ta2O5)。
钾的钽酸正盐易溶于水,但偏盐溶解度较小,KTaO3在25℃时的溶解度为 4.87×10-5mol/L。
钽酸钠有Na2O:Ta2O5为4:3、7:5、1:1、1:3和2:7的,如NaTaO3、Na5TaO5、4Na2O.3Ta2O5.25H2O等。
钠盐在水和苛性钠溶液中的溶解度很小,25℃时NaTaO3盐的溶解度为5.5×10-5mol/L。
2.10钽的有机络合物(tantalum organic complex compound)钽有机络合物最主要的是单宁酸的化合物,其颜色为柠檬黄色,煮沸后从弱酸性溶液(pH=3~4)中析出。
2.11钽的醇盐(tantalum alkoxide)五价的钽醇盐是高挥发性的,这些醇盐可以在6.67~1333Pa压力下蒸馏而不发生分解。
钽醇盐的沸点受链长的影响。
3.钽酸锂晶体(lithium tantalate crystal)钽酸锂(LiTaO3,简称LT)是一种典型的人工提拉法生长的晶体,属三方晶系,3m点群,它具有良好的压电、铁电、光电、热释电效应,应用领域广泛,涉及工业、民用、军事等各方面。
其压电性能优越,温度漂移小,人们利用这些特性,制作大量的声表面器件,利用其光电效应,制作光电调制器、滤波器;利用热释电效应,制作红外探测器。
随着对其研究的不断深入,人们利用它制成了超晶格结构,使其在非线性领域的应用引起广泛的关注,大大拓宽了其应用范围。
4.电容器级钽粉(capacitor grade tantalum powder)4.1高压低比容钽粉(high voltage-low capacity tantalum powder)高压低比容钽粉一般是指应用到35V以上的固体电解电容器并具有4,000μFV/g以下的比容的钽粉。
这种粉一般是采用钽锭氢化制粉工艺和片状化制粉工艺。
4.2高(低)压高(低)比容钽粉(high/ low voltage-low/ high capacity tantalum powder)高(低)压高(低)比容是指钽粉所制造的电容器应用在某一电压范围里和具有某一比容范围,实际上这没有明确的界限,特别是对于比容高低的概念,根据时间和地域变化很大,如在上世纪70年代,国内把3,000μFV/g比容的钽粉称为高比容钽粉,80年代初把10,000μFV/g比容的钽粉称为高比容钽粉,而80年代末则把20,000μFV/g 以上的钽粉称为高比容钽粉,现在国内外一般都是把30,000μFV/g 以上的钽粉称为高比容钽粉。
国外对于钽粉的使用范围较广,例如钠还原粉可以从低压使用到50V,个别甚至更高的电压。
4.3中压高比容钽粉(medial voltage-high capacity tantalum powder)中压高比容钽粉一般是指应用到25~50V的固体电解电容器具有5,000~30,000μFV/g比容的钽粉。
这种粉一般为片状钽粉和钠还原钽粉。
4.4低压高比容钽粉(low voltage- high capacity tantalum powder)低压高比容钽粉一般是指应用到25V以下的固体电解电容器具有30,000μFV/g以上比容的钽粉。
这种粉一般为钠还原钽粉。
近年来正在新开发的氧化钽还原的钽粉。
有人宣称这种粉的最高比容达到了200,000μFV/g甚至更高。
5.电容器级钽丝(capacitor grade tantalum wire)电容器级钽丝是用于制作钽电解电容器阳极引线的钽丝。
其优点是氧化膜介电常数大,可靠性高。
与冶金级钽丝相比,电容器级钽丝化学纯度高,表面光洁度好,抗氧脆性好。
电容器级钽丝是以钽粉为原料利用粉末冶金方法烧结成钽条后,再经过轧制、拉拔等金属塑性加工手段制成的,表面应光滑、清洁,无沟槽、毛刺等缺陷。
电容器级钽丝的重要性能指标包括抗拉强度、直线度、化学成分和漏电流等。
电容器级钽丝的直径一般在Φ0.15mm~Φ1.0mm之间,抗拉强度一般在400Mpa~1700 Mpa之间。
6.钽靶材(tantalum target)熔点2996℃,密度16.68g/cm3,导热系数(25℃):54(W/M.K),钽靶通常用熔炼钽锭加工或粉末冶金加工法制备。
钽靶的纯度>99.95%,表面光滑,晶粒直径<100μm,晶粒织构主要是[111]型织构。
由于钽具有高导电性、高热稳定性和对外来原子的阻挡作用,故用贱射镀膜法在集成电路上镀上钽膜,可防止铜向基体硅中扩散的阻挡层。
因而作为电极材料和表面工程材料(BM),钽靶材已经被广泛应用于液晶显示器(LCD)以及耐热耐腐蚀高导电等镀膜工业中。
7.钽陶瓷(tantalum ceramics)钽陶瓷是由陶瓷相与金属钽粉或Ta2O5粉末组成的复合材料。
陶瓷相是具有高熔点、高硬度、高强度的氧化物或难熔化合物,加入金属钽粉或Ta2O5粉末后可提高其塑性和导热性,缓冲应力。
钽陶瓷可用作宇航材料和硬质合金的添加物。
8.钽基合金(tantalum base alloy)为了改善金属性能,在金属钽中添加一些难熔金属,以形成钽基合金。
用于改善其耐腐蚀性和在高温下保持其高强度和优良的加工性能。
包括Ta-W系列、Ta40Nb、Ta-8W-2Hf、Ta-111、Ta-222、钽铬合金、钽钨铪合金。
钽铪合金用于火箭、导弹和喷气发动机的耐热高强度材料,钽拾钨合金熔点30800C,密度16.6g/cm3,且具有高温韧性,耐冲击,可在高温25000C下使用。
铌1.铌金属(niobium)铌是稀有高熔点金属。
熔点2467℃,密度8.6g/cm3,晶格类型:体心立方。
导热系数(25℃)52W/M・K。
线膨胀系数(0~100℃)7.1×10-6。
在钢中加入极少量铌,能大大提高钢的强度,改善钢的机械和焊接性能,提高抗腐蚀性能。
铌可用做电容器、铌基高温合金,FS—85合金是航天飞机上轨道操作系统发动机的结构材料,C—103合金可作为火箭喷嘴材料,其它铌合金如Nb—Zr、Nb—Ti、Nb—Ti —Ta等可作为超导材料,广泛应用于核磁共振医用人体图象仪、高能加速器、超导储能器、磁悬浮列车等。
铌基化合物和络合物,可作为催化剂,起清除污染、选择氧化、氢化处理等作用。
2.铌的化合物(niobium compound)2.1铌的氧化物(niobium oxide)铌的氧化物最有应用价值的是Nb2O5。