Порошковая смесь, содержащая недоокись ниобия и клапанный металл, состоящее из нее прессованное тело для изготовления анодов для конденсаторов с твердым электролитом и способ изготовления анода для конденсатора с ее использованием

Номер патента: 18662

Опубликовано: 15.02.2010

Автор: Др. Кристоф ШНИТТЕР

Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

Изобретение относится к порошковой смеси, содержащей недоокись ниобия и клапанный металл, подходящей для изготовления анодов для конденсаторов с твердым электролитом, к прессованному телу, состоящему из порошковой смеси, а также к способу изготовления анода для конденсатора с ее использованием. Порошковая смесь содержит недокись ниобия и клапанный металл. В качестве клапанного металла она содержит ниобий и/или тантал. Порошковая смесь состоит из агломерированных третичных частиц, причем, третичные частицы представляют собой агломераты из первичных и/или вторичных частиц недоокиси ниобия и первичных и/или вторичных частиц металлического ниобия. Недокись ниобия имеет средний состав формулы NbOx, где 0,7 < х < 1,3, и после прессования до прессованной плотности 2,8 г/см3 имеет прессованную прочность свыше 2 кг, предпочтительно, свыше 2,4 кг. Прессованное тело для изготовления анодов для конденсаторов с твердым электролитом состоит из порошковой смеси, спрессованной до плотности 2,3 - 3,7 г/см3. Анод для конденсатора изготавливают прессованием частиц недоокиси ниобия в заготовки и спеканием этих заготовок в пористые анодные тела, причем к порошку недоокиси ниобия перед прессованием добавляют порошок клапанного металла в качестве вспомогательного средства для прессования и спекания с получением порошковой смеси. Порошковая смесь согласно изобретению обеспечивает спекание анодных структур при сравнительно низкой температуре и позволяет изготовить прессованные анодные тела с высокой прессованной прочностью. При этом снижается риск внесения загрязнений и уменьшаются расходы на их изготовление.

Текст

Смотреть все

(51) 01 9/052 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ смеси, а также к способу изготовления анода для конденсатора с ее использованием. Порошковая смесь содержит недоокись ниобия и клапанный металл. В качестве клапанного металла она содержит ниобий и/или тантал. Порошковая смесь состоит из агломерированных третичных частиц,причем, третичные частицы представляют собой агломераты из первичных и/или вторичных частиц недоокиси ниобия и первичных и/или вторичных частиц металлического ниобия. Недоокись ниобия имеет средний состав формулы , где 0,7 х 1,3, и после прессования до прессованной плотности 2,8 г/см 3 имеет прессованную прочность свыше 2 кг,предпочтительно, свыше 2,4 кг. Прессованное тело для изготовления анодов для конденсаторов с твердым электролитом состоит из порошковой смеси, спрессованной до плотности 2,3 - 3,7 г/см 3. Анод для конденсатора изготавливают прессованием частиц недоокиси ниобия в заготовки и спеканием этих заготовок в пористые анодные тела, причем к порошку недоокиси ниобия перед прессованием добавляют порошок клапанного металла в качестве вспомогательного средства для прессования и спекания с получением порошковой смеси. Порошковая смесь согласно изобретению обеспечивает спекание анодных структур при сравнительно низкой температуре и позволяет изготовить прессованные анодные тела с высокой прессованной прочностью. При этом снижается риск внесения загрязнений и уменьшаются расходы на их изготовление.(54) ПОРОШКОВАЯ СМЕСЬ, СОДЕРЖАЩАЯ НЕДООКИСЬ НИОБИЯ И КЛАПАННЫЙ МЕТАЛЛ, СОСТОЯЩЕЕ ИЗ НЕЕ ПРЕССОВАННОЕ ТЕЛО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АНОДОВ ДЛЯ КОНДЕНСАТОРОВ С ТВЕРДЫМ ЭЛЕКТРОЛИТОМ И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АНОДА ДЛЯ КОНДЕНСАТОРА С ЕЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ(57) Изобретение относится к порошковой смеси,содержащей недоокись ниобия и клапанный металл,подходящей для изготовления анодов для конденсаторов с твердым электролитом, к прессованному телу, состоящему из порошковой 18662 Изобретение относится к порошковой смеси,содержащей недоокись ниобия и клапанный металл, подходящей для изготовления анодов для конденсаторов с твердым электролитом, к прессованному телу, состоящему из порошковой смеси, а также к способу изготовления анода для конденсатора с ее использованием. В качестве конденсаторов с твердым электролитом, с очень большой активной конденсаторной поверхностью и потому с конструкцией малых размеров, пригодных для электроники мобильной связи, предпочтительно используют такие,которые содержат соответствующий токопроводящий носитель с нанесенным на него запирающим слоем из пятиокиси ниобия или тантала, используя их стабильность (клапанный металл), сравнительно высокую диэлектрическую константу и совершенно одинаковую толщину изолирующего слоя пятиокиси, получаемого электрохимическим способом. В качестве носителей используют металлические или токопроводящие предшественники соответствующих пятиокисей с низкой степенью окисления (недоокиси). Носитель,который одновременно является электродом конденсатора (анодом), имеет высокопористую,губкообразную структуру, получаемую при спекании мелкозернистых первичных структур,соответственно, уже губкообразных вторичных структур. Поверхность структуры носителя окисляют (формуют) электролитически в пятиокись, причем, толщина слоя пятиокиси задается максимальным напряжением электролитического окисления(формующее напряжение). Противоэлектрод создают при пропитке губчатой структуры нитратом марганца,который термически превращают в двуокись марганца,или при пропитке жидким предшественником полимерного электролита,который затем полимеризуют. Электрические контакты к электродам создают, с одной стороны,танталовой или ниобиевой проволокой, которую спекают со структурой носителя при его создании,а с другой стороны, металлической оболочкой конденсатора, изолированной от проволоки. Емкость С конденсатора рассчитывают по следующей формуле С/ ,где означает площадь поверхности конденсатора, означает диэлектрическую константу,означает толщину изолирующего слоя наформующего напряжения иозначает формующее напряжение. В связи с тем, что диэлектрическая константадля пятиокиси тантала, соответственно, пятиокиси ниобия составляет 27,6, соответственно, 41, а рост толщины слояна вольт формующего напряжения составляет 16,6, соответственно, 25 А/В обе пятиокиси обнаруживают одинаковые отношения/1,64, соответственно, 1,69. Конденсаторы на основе обеих пятиокисей с одинаковой геометрией анодных структур обладают, таким образом,одинаковой емкостью. Различия при указании 2 удельных емкостей в пересчете на вес связаны обычно с различными плотностями ,и Та. Анодные структуры изиимеют, таким образом, весовое преимущество при применении,например, в мобильных телефонах, при создании которых борются за каждый грамм экономии веса. С точки зрения экономии расходов(недоокись ниобия) экономичнее , так как часть объема анодной структуры предоставляется в распоряжение кислородом. Недостаток недоокиси ниобия в качестве тела носителя для запирающих слоев конденсатора состоит в том, что у него достаточная прессованная прочность спеченного анодного тела и достаточная прочность по отношению к вытягиванию проволоки достигается при спекании прессованного тела при сравнительно высоких температурах спекания (в области около 1450 С,сравни с температурой спекания металлического ниобия около 1150 С). Высокая температура спекания ведет, с одной стороны, к уменьшению поверхности прессованного тела, так как происходит повышенная диффузия с поверхности,при переходе к спеченному телу, что приводит к уменьшению емкости, и обуславливает, с другой стороны, повышение энергетических затрат и предъявление более высоких требований к материалу тиглей и печей для спекания. Причина этого заключается в том, что недоокись ниобия обнаруживает по сравнению с металлическим ниобием,обладающим металлической дуктильностью(тягучестью),сравнительно высокие доли ковалентных связей,которые обуславливают хрупкость, сравнимую с керамикой. Кроме того, прессованная прочность анодного тела перед спеканием оставляет желать лучшего,так как пористые порошковые агломераты сцепляются не стабильно, а в сильной мере склонны к поломке, соответственно, к истиранию,так что создаются не только помехи образованию стабильных мостиков спекания, но и происходит образование мелких агломератов, вплоть до изолированных первичных частиц, которые обуславливают изменение структуры пор спеченного анодного тела в худшую сторону. Кроме того, по сравнению с металлическими порошками происходит повышенное истирание прессующего устройства. Не в последнюю очередь,порошок окиси ниобия имеет по сравнению с металлическим порошком худшую способность к текучести, что затрудняет дозировку порошка в прессующие устройства. В связи с этим, согласно 0 01/71738 А 2,сделана попытка устранить эти недостатки тем,что, с одной стороны, добавляют при прессовании порошков средства, улучшающие скольжение, и связующие средства, которые должны выровнять недостаточную прессованную прочность прессованных тел, а, с другой стороны, используют мелкие агломераты первичных частиц, которые обнаруживают меньшую хрупкость, по крайней мере, за счет структуры пор. 18662 Задача данного изобретения состоит в том,чтобы устранить недостатки, связанные с хрупкостью недоокиси ниобия, при изготовлении конденсаторов. В соответствии с этим задача изобретения состоит в том, чтобы улучшить текучесть порошков при изготовлении анодов из недоокиси ниобия. Далее задача изобретения состоит в предоставлении порошка для изготовления анодов для конденсаторов на основе недоокиси ниобия,который можно спрессовать в прессованные тела с высокой прессованной прочностью. Другая задача изобретения состоит в предоставлении порошка для изготовления анодов для конденсаторов на основе недоокиси ниобия,который подвергается спеканию при сравнительно низкой температуре спекания. Кроме того, задача изобретения состоит в изготовлении анодов для конденсаторов на основе неодоокиси ниобия с повышенной прессованной прочностью тела, подвергнутого спеканию. Не в последнюю очередь задача изобретения состоит в уменьшении числа стадий, необходимых для изготовления конденсаторов на основе недоокиси ниобия и тем самым, с одной стороны,уменьшить расходы на производство, а, с другой стороны, понизить риск внесения загрязнений,вредно влияющих на характеристики конденсаторов, в особенности, в связи с током утечки. Поставленные задачи решаются тем, что в качестве исходного материала для изготовления анодов для конденсаторов с твердым электролитом используют смеси порошков недоокиси ниобия и клапанного металла. В связи с этим объектом изобретения является смесь порошков, содержащая недоокись ниобия и клапанный металл, изготовленные из нее прессованные тела, способ изготовления анода конденсатора на основе недоокиси ниобия,конденсатор с твердым электролитом и анод для него. Способ изготовления анода для конденсатора на основе недоокиси ниобия заключается в прессовании заготовок из подходящих порошкообразных исходных материалов и спекании этих заготовок в пористые тела анодов,причем, в качестве порошкообразного исходного материала используют порошковую смесь из порошка недоокиси ниобия и порошка клапанного металла. В качестве клапанного металла можно использовать металлические порошки ниобия и/или тантала,предпочтительно,порошок металлического ниобия. Как порошки недоокиси ниобия, так и порошки металлического ниобия используют в виде агломератов первичных частиц,обычно используемых при изготовлении конденсаторов. Первичные частицы имеют обычные минимальные линейные размеры от 0,4 до 2 мкм. Агломераты(третичные частицы) имеют размеры частиц со значением величины 50, определенным с помощью метода поВ 822 с применением прибора Мастерсайзер , от 30 до 200 мкм, предпочтительно, от 120 до 180 мкм. В качестве порошка недоокиси ниобия предпочтительно используют порошок формулы, где 1,3 х 2,1, более предпочтительно, 0,7 х 1,3, особенно предпочтительно, 0,9 х 1,15. Выбор содержания кислорода в исходной окиси(х в приведенной выше формуле) и относительных количеств недоокиси металла и металлического ниобия осуществляют в зависимости от желательного пути осуществления способа и от желательного продукта(конденсатора). Стремятся к тому, чтобы недоокись ниобия, содержащаяся в несущей структуре конденсатора (анода), имела состав, где 0,7 у 1,3, более предпочтительно, 0,9 у 1,15, особенно предпочтительно, 1,0 у 1,05. Анод может полностью состоять из . Однако анод может обнаруживать геометрические области, которые состоят из металлического ниобия или из очень слабо окисленного металлического ниобия. Согласно первому варианту воплощения изобретения,порошок недоокиси ниобия предпочтительного состава , где у имеет значения,приведенные выше,интенсивно перемешивают с порошком металлического ниобия и затем известным способом наполняют в прессформу вокруг ниобиевой или танталовой контактной проволоки, прессуют до прессованной плотности 2,3 - 3,7 г/см 3 и в заключение спекают аноды при глубоком вакууме. Прессованные тела проявляют повышенную активность к спеканию, с одной стороны,благодаря присутствию активного к спеканию металлического ниобия, а, с другой стороны, в связи с обменом кислородом в местах контакта металла и окиси (реакционное спекание). Поэтому, согласно изобретению, достаточны температуры спекания от 1150 до 1300 С, то есть согласно способу изобретения можно работать при температурах спекания, меньших на 150 - 250 С. Порошок металлического ниобия и порошок недоокиси ниобия могут быть использованы в любых количественных соотношениях, причем,при экстремальных количественных соотношениях исчезает эффект,согласно изобретению. Предпочтительны количественные соотношения от 0,1 до 2 (вес), более предпочтительно, от 0,1 до 0,8,особенно предпочтительно, от 0,2 до 0,4. Распределение частиц по размерам может быть выбрано сравнимо(при приблизительно одинаковых размерах частиц). В этом случае металлический порошок и порошок недоокиси ниобия используют в примерно равных количествах, например в соотношении от 4060 до 6040. Предпочтительно, чтобы размеры частиц агломерата у металлических частиц были меньше размеров частиц недоокиси. Например, значение величины 50 (согласно методуВ 822 с применением прибора Мастерсайзер, смачивающее 3 18662 средство 11) может составлять для металлических частиц от 20 до 40 мкм, тогда как значение величины 50 для частиц недоокиси может составлять от 130 до 190 мкм. В этом случае металлический порошок предпочтительно используют в меньших количествах по сравнению с недоокисью ниобия, предпочтительно в соотношении от 991 до 2080. Согласно второму варианту воплощения изобретения, агломераты порошка недоокиси и порошка металла, при необходимости, при предпочтительном совместном перемалывании интенсивно перемешивают и в заключение агломерируют, так что получаются порошки агломерата, которые содержат как окисные, так и металлические области. Агломерирование происходит предпочтительно при температурах 850 1200 С,в инертной атмосфере,предпочтительно, в атмосфере аргона, так что обмен кислородом между окисными и металлическими частицами происходит только в местах их непосредственного соприкосновения в результате диффузии в твердом теле. Предпочтительные и особенно как предпочтительные порошки недоокиси ниобия выбирают по вышеуказанным правилам. Особенно предпочтительна исходная недоокись ниобия, где х незначительно превышает 1. После предпочтительно совместного перемалывания порошки обнаруживают предпочтительное распределение частиц по размерам, которое характеризуется значением величины 50 от 20 до 50 мкм. Значение величины 90 предпочтительно должно лежать ниже 90 мкм. После агломерации, которую при необходимости можно многократно повторить, порошки должны обладать предпочтительным распределением частиц по размерам, которое характеризуется значениями величины 10 от 50 до 90 мкм,величины 50 от 150 до 190 мкм и величины 90 от 250 до 290 мкм. Было обнаружено, что, как минимум, два раза повторенная обработка агломерированием с проведением промежуточного перемалывания приводит к желательным величинам образующихся мостиков спекания между частицами порошков недоокиси и металла, так как при промежуточном перемалывании предпочтительно ломаются окисьокисные спекаемые мостики, образовавшиеся на предшествующей стадии агломерации. Соотношения количеств частиц недоокиси и металла предпочтительно выбирают по вышеуказанным критериям. Далее предпочтительно получить смесь порошка недоокиси и части металлического порошка, агломерировать ее, после этого примешать остальную часть металлического порошка и перемолоть, а в заключение еще раз подвергнуть агломерированию. В заключение порошки совместно с ниобиевой или танталовой проволокой прессуют в анодные тела и спекают. Спекание можно осуществлять в высоком вакууме, причем, образуются анодные 4 структуры, которые содержат как окисные, так и металлические области. Согласно третьему варианту воплощения изобретения, смешивают порошок недоокиси ниобия состава , где 1,3 х 2,1, более предпочтительно, 1,8 х 2,1, особенно предпочтительно, 1,9 х 2,0 с таким количеством металлического порошка, которое приводит к среднему составу смеси,соответствующему формуле , где 0,7 у 1,3,более предпочтительно, 0, 9 у 1,15, особенно предпочтительно, 1,0 у 1,05. Смесь порошков насыпают в пресс-форму вокруг контактной проволоки из ниобия или тантала, прессуют до прессованной плотности 2,3 3,7 г/см 3 и спекают в анодные структуры. Однако спекание прессованных анодных тел в анодные тела проводят в водородсодержащей атмосфере таким образом, что кислородный обмен между недоокисью и металлическими частицами происходит и через газовую фазу агломератов(внутрипространственное образование молекул водяного пара на окисных поверхностях и их восстановление на металлических поверхностях). При этом третьем варианте воплощения изобретения при спекании предпочтительно используют атмосферу с относительно низким парциальным давлением водорода для того, чтобы быть уверенным в том, что не станет хрупким металлический компонент от пропитки водородом,в частности, ниобиевая или танталовая проволока. Спекание предпочтительно осуществляют при давлении газа от 10 до 50 мбар абсолютного давления. При необходимости, последующее спекание осуществляют при глубоком вакууме. При спекании,сопровождающемся кислородным обменом (реакционное спекание),увеличивается объем исходных металлических агломератов и уменьшается объем исходных окисных агломератов. При использовании исходного окисла с приблизительной формулой 2 общий объем после выравнивания кислорода доостается приблизительно постоянным. Конкурирующие изменения длин и объемов при спекании происходят, таким образом, в близких областях и выравниваются сдвигами в близких областях, обусловленными процессом спекания. Согласно этому третьему варианту изобретения получают анодные тела, имеющие в существенной мере гомогенный окисный состав формулы ,где у имеет значения, приведенные выше. По четвертому варианту воплощения изобретения вначале получают агломераты(третичные частицы) таким путем, как во втором варианте воплощения изобретения. Эти частицы содержат металлические первичные и/или вторичные частицы, а также окисные первичные и/или вторичные частицы внутри объединения частиц (третичные агломерированные частицы). Согласно этому четвертому варианту воплощения изобретения порошок недоокиси состава , где 1,3 х 2,1, более предпочтительно, 1,8 х 2,1, особенно 18662 предпочтительно, 1,9 х 2,0 смешивают с таким количеством металлического порошка, которое приводит к среднему составу смеси,соответствущему формуле , где 0,7 у 1,3,более предпочтительно, 0,9 у 1,15, особенно предпочтительно, 1,0 у 1,05. Спекание прессованных анодных структур осуществляют, согласно четвертому варианту изобретения, тем же образом, что и в третьем варианте изобретения, то есть в присутствии водорода, так что получают анодную структуру,обладающую в существенной мере гомогенным составом, соответствующим формуле , где 0,7 у 1,3, более предпочтительно, 0,9 у 1,15,особенно предпочтительно, 1,0 у 1,05. Все четыре варианта воплощения изобретения используют повышенную активность к спеканию прессованного анодного тела через реакционное спекание. Это позволяет значительно снизить температуру спекания и/или время спекания. Как прессованные анодные тела, так и спеченные анодные структуры обнаруживают повышенную прессованную прочность. Закрепление и связывание спеченного анодного тела с контактной проволокой также улучшается. Аноды обнаруживают повышенную прочность удерживания проволоки при вытягивании. Получение порошка недоокиси ниобия,который можно использовать согласно изобретению, не предъявляет особых требований к специалисту. Предпочтителен обычный металлургический реакционный способ и способ образования сплава, при котором происходит выравнивание среднего содержания кислорода, как описано выше,в результате того,что высокоокисленный предшественник и неокисленный предшественник в неокисляющей,предпочтительно восстанавливающей атмосфере нагревают при такой температуре, при которой происходит выравнивание концентрации кислорода. Другие способы, отличные от этого способа диффузии в твердом теле, хотя и возможны, однако технически трудно разрешимы,так как при больших объемах возникают почти не разрешимые проблемы управления и контроля. Поэтому, согласно изобретению, предпочтительно использовать коммерчески доступную пятиокись ниобия высокой чистоты и смешивать ее с металлическим ниобием высокой чистоты, оба в виде порошков в соответствии со стехиометрией, и обработать при температуре от 800 до 1600 С в атмосфере аргона, которая предпочтительно содержит до 10 об.водорода, в течение нескольких часов. Предпочтительно, чтобы первичные частицы как пятиокиси, так и металла имели такие размеры, которые после обмена кислородом соответствуют желательным размерам первичных частиц, имеющим в поперечном сечении меньше или незначительно больше 1 мкм(самый маленький). Металлический ниобий, необходимый для обмена кислородом с пятиокисью ниобия предпочтительно получают при восстановлении высокочистой пятиокиси ниобия до металла. Это можно осуществить алюмо-термически при поджигании смеси 25/ и вымывании образовавшейся окиси алюминия и последующей очистке слитка ниобия с помощью электронного луча. Слиток металлического ниобия, полученный при восстановлении и расплавлении электронным лучом, можно известным способом сделать хрупким с помощью водорода и перемолоть,причем, получают порошки с пластинчатыми частицами. Предпочтительный способ получения металлического ниобия опубликован в 0 00/67 936 А 1. Согласно этому предпочтительному двухстадийному способу высокочистый порошок пятиокиси ниобия вначале восстанавливают с помощью водорода при температуре 1000 - 1600 С,предпочтительно, при 1450 С до двуокиси ниобия с формулой 2 и в заключение с помощью паров магния при 750 - 1100 С восстанавливают до металла. Образующуюся при этом окись магния вымывают кислотами. Предпочтительный способ получения недоокиси ниобия формулы , где 1,3 х 2,1,более предпочтительно, 1,8 х 2,1, особенно предпочтительно, 1,9 х 2,0 осуществляют после первой стадии способа, опубликованного в 0 00/67936 А 1, то есть при восстановлении пятиокиси ниобия водородом при температуре 1000 - 1600 С. Изобретение иллюстрируется следующими примерами. Примеры Из частично агломерированной, мелкозернистой, просеянной через сито с ячейками размером 300 мкм пятиокиси ниобия, состоящей из сферических первичных частиц диаметром около 0,4 мкм, получают различные порошки по способу,описанному в 00/67936 А 1, для последующих экспериментов Порошок 0 Порошок пятиокиси ниобия восстанавливают при 1250 С в потоке водорода до О 2. Порошок А Порошок пятиокиси ниобия восстанавливают при 1480 С в потоке водорода до О 2, перемалывают и протирают через сито с ячейками размером 300 мкм. Порошок В Порошок 0 восстанавливают парами магния при температуре 980 С до металлического ниобия, затем перемалывают, при 1150 С агломерируют в вакууме, охлаждают,пассивируют при медленной подаче воздуха и протирают через сито с ячейками размером 300 мкм. Порошок С Порошок А и порошок В смешивают в молярном соотношении 11, щадяще перемалывают и в атмосфере, состоящей из 80 об.аргона и 20 об.водорода, нагревают до 1400 С и протирают через сито с ячейками размером 300 мкм. ПорошокПорошок А и порошок В смешивают в молярном соотношении 10,8 и в атмосфере, состоящей из 80 об.аргона и 20 об. 5 18662 водорода, нагревают до 1400 С и в заключение протирают через сито с ячейками размером 300 мкм. Порошок Е Порошок А и порошок В смешивают в молярном соотношении 10,7 и в атмосфере, состоящей из 80 об.аргона и 20 об.водорода, нагревают до 1400 С и в заключение протирают через сито с ячейками размером 300 мкм. В таблице 1 приведены свойства (средние значения) полученных порошков. Из порошков А, В, С,и Е готовят смеси, из которых изготовляют аноды. Условия приведены в таблице 2. Таблица 1 Размер первичных мкм частиц 1) Размер 10, мкм агломерата 2) 50, мкм 90, мкм Удельная м 2/г поверхность по БЭТ 3) Текучесть 4) с Определено визуально по снимкам, сделанным на РЭМ (растровый электронный микроскоп). 2) Преломление лазерных лучей (прибор),В 822, смачивающее средство 11. 3)3663. 4) По ,В 213, продолжительность натекания для 25 г порошка. Из порошков получают при наполнении в подходящие прессующие устройства, в которые заложена контактная проволока из тантала, и последующем прессовании до прессованной плотности 2,8 г/см 3 вначале заготовки, которые в заключение свободно размещают в печи и спекают при приведенной температуре и при вакууме 10-5 бар, или при нормальном давлении в указанной атмосфере. Для определения прессованной прочности прессованного и спеченного тела изготовляют цилиндрические прессованные тела с прессованной плотностью 2,8 г/см 3 с размерами диаметр 3,6 мм и длина 3,6 мм, весом в 106 мг без вложенной контактной проволоки и,при необходимости, спекают. Таблица 2 Соотношения при смешивании порошков Предварительная обработка порошков перед изготовлением прессованных тел../. Перемешивание Перемешивание Перемешивание Перемешивание Перемешивание,агломерирование 5), 1250 С,аргон перемалывание,агломерирование, просеивание 6) 0307000 Перемешивание,агломерирование, 1250 С, аргон перемалывание,агломерирование, просеивание Соотношения при Предварительная обработка смешивании порошков (вес. порошков перед изготовлением части)прессованных тел. Агломерирование означает, что порошок при указанной температуре, в указанной атмосфере нагревают 20 минут для образования мостиков спекания. 6) Протирание через сито с ячейками размером 300 мкм. Таблица 3 Пример Свойства порошков после предварительной обработки Текучесть, с Прессов. прочность заготовки 7), кг 59 49 41 35 30 40 37 37 37 37 41 40 42 37 Прессованное тело зажимают между щечками устройства для измерения прочности давлением и сжимают до начала разрушения прессованного тела. 8) То же, что и в 7), только измерение проводят после спекания. 9) Корпус анодного тела закрепляют в тисках,контактную проволоку присоединяют к устройству для вытягивания и измеряют усилие, при котором проволока вырывается. Для измерения характеристик конденсатора и прочности удерживания проволоки изготавливают цилиндрические анодные тела с диаметром 3,6 мм и Характеристики анодов/конденсаторов Прессов. прочность спеченого тела 8), кг 5,2 10,8 13,7 15,1 16,4 15,1 16, 9 17,3 17,3 17,3 18, 9 19,1 12,9 14,7 Усилие при вытягивании проволоки 9), кг длиной 3,6 мм и с навеской 103 мг с центральноаксиально заложенной танталовой проволокой. В заключение анодные структуры формуют в 0,1 вес. -ной фосфорной кислоте до формующего напряжения 30 В при токе не превышающем 150 мА/г, причем напряжение после уменьшения силы тока до 0 сохраняют еще 2 часа. Для измерения удельной емкости в качестве катода используют 18 вес. -ный раствор серной кислоты,при напряжении смещения 10 В и при переменном напряжении с частотой 120 Гц. Хотя вышеприведенные примеры не являются оптимальными в отношении выбора параметров 7 18662 способа, преимущества являются очевидными и многообещающими, даже если удельные токи утечки частично (при большом статистическом разбросе) достигают 2 нА/мкФВ, а в среднем составляют 1 нА/мкФВ. Первые опыты позволяют надеяться, что положительные эффекты в случае мелкозернистых порошков будут проявляться сильнее, то есть порошков, которые пригодны для изготовления конденсаторов с высокой удельной емкостью, например, свыше 120,000 мкФВ/г. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Порошковая смесь, содержащая недоокись ниобия и клапанный металл. 2. Порошковая смесь по п.1, содержащая в качестве клапанного металла ниобий и/или тантал. 3. Порошковая смесь по пп. 1 или 2,предназначенная для изготовления анодов для конденсаторов с твердым электролитом, состоящая из агломерированных третичных частиц, причем третичные частицы представляют собой агломераты из первичных и/или вторичных частиц недоокиси ниобия и первичных и/или вторичных частиц металлического ниобия. 4. Порошковая смесь по одному из пп. 1-3,предназначенная для изготовления анодов для конденсаторов с твердым электролитом, в которой недоокись ниобия имеет средний состав формулы х, где 0,7 х 1,3 и после прессования до прессованной плотности 2,8 г/см 3 имеет прессованную прочность свыше 2 кг, предпочтительно, свыше 2,4 кг. 5. Прессованное тело для изготовления анодов для конденсаторов с твердым электролитом,отличающееся тем, что состоит из порошковой смеси по одному из пп. 1-4, спрессованной до плотности 2,33,7 г/см 3. 6. Способ изготовления анода для конденсатора на основе недоокиси ниобия прессованием частиц недоокиси ниобия в заготовки и спеканием этих заготовок в пористые анодные тела, отличающийся тем, что к порошку недоокиси ниобия перед прессованием добавляют порошок клапанного металла в качестве вспомогательного средства для прессования и спекания с получением порошковой смеси по одному из пп. 1-4. 7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что в качестве вспомогательного средства для спекания используют порошок металлического ниобия. 8. Способ по пп. 6 или 7, отличающийся тем,что вспомогательное средство для спекания и порошок недоокиси ниобия используют в массовом соотношении от 0,1 до 2. 9. Способ по п.6, отличающийся тем, что вспомогательное средство для спекания и порошок недоокиси ниобия перед спеканием перемешивают и агломерируют друг с другом. 10. Способ по п.6, отличающийся тем, что используют порошок недоокиси ниобия формулы х, где 0,7 х 1,3, более предпочтительно,0,9 х 1,15. 11. Способ по п.6, отличающийся тем, что используют порошок недоокиси ниобия формулы, где 1,3 х 2,1, более предпочтительно, 1,8 х 2,1, а спекание осуществляют в присутствии водорода. 12. Способ по п. 11, отличающийся тем, что средний состав недоокиси ниобия и вспомогательного средства для спекания соответствует формуле у, где 0,7 у 1,3, более предпочтительно, 0,9 у 1,15.

МПК / Метки

МПК: H01G 9/052

Метки: электролитом, изготовления, содержащая, анода, нее, тело, конденсаторов, использованием, клапанный, способ, недоокись, состоящее, металл, порошковая, ниобия, конденсатора, смесь, твердым, анодов, прессованное

Код ссылки

<a href="https://kz.patents.su/8-18662-poroshkovaya-smes-soderzhashhaya-nedookis-niobiya-i-klapannyjj-metall-sostoyashhee-iz-nee-pressovannoe-telo-dlya-izgotovleniya-anodov-dlya-kondensatorov-s-tverdym-elektrolitom-i-sp.html" rel="bookmark" title="База патентов Казахстана">Порошковая смесь, содержащая недоокись ниобия и клапанный металл, состоящее из нее прессованное тело для изготовления анодов для конденсаторов с твердым электролитом и способ изготовления анода для конденсатора с ее использованием</a>

Похожие патенты