[发明专利]制造铌和钽粉末的方法

说明书

本申请是申请号为200580020541.X(PCT/EP2005/003758)、申请 日为2005年4月9日的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及由相应氧化物使用气态的还原金属和/或金属氢化物制 造大比表面积电子管金属粉末的方法，还涉及制造适合用作高比容电 解质电容器阳极材料的钽粉末的方法。

此方法基于电子管金属氧化物粉末借助于气态还原金属如碱金 属、铝、镁、钙、钡和/或镧和/或其氢化物、特别是镁的还原。

根据本发明，钛、锆、铪、钒、铌、钽、钼和/或钨的氧化物、优 选铌和/或钽的氧化物被用作电子管金属氧化物。

背景技术

从WO 00/67936A1已知有这样一种方法。根据其中公开的实施例， 在钽丝网上形成多孔性床的微细的、部分烧结的五氧化二钽，在氩气 保护气体下于900-1000℃借助于镁蒸气被还原成金属，其中所述镁蒸气 是在网下通过加热镁屑产生的。在此温度范围内，镁蒸气分压为 150-400hPa(＝mbar)左右。还原时间为2-12小时。获得比表面积为 2-7m²/g的金属粉末，在一例中(实施例4)提到了13.3m²/g的比表面积， 不过并未说明此实施例的还原时间和还原产物的氧含量。由于相对较 高的还原温度，可以认为这是一种具有高缺陷结构的不完全还原粉末， 其中还原由于大的体积收缩而在起始氧化物的最初分解之后和在还原 温度下的随后晶体致密化和初始结构粗化(比表面积缩小)之前被中 断。

根据EP 1302263A2，用气态镁还原到TaO_0.6-0.35的不完全还原应当 在第一还原步骤中进行，随后在第二步骤中用液体镁还原成金属。没 有给出关于在第一还原步骤之后的比表面积。假定防止接触空气而烧 尽的表面氧气中的剩余氧气为3000μg/m²，实施例的反向计算得出 TaO_0.2的比表面积为6m²/g，而TaO_0.15的比表面积为4.5m²/g。根据所述 特征为“不完全还原的”，剩余氧气的大部分应当是容积氧，因此实 际比表面积更小。

发明内容

本发明的目的在于提供一种使得可以制造大比表面积电子管金属 粉末的方法，其中电子管金属粉末的附聚体颗粒应当可能显示高稳定 性。

据发现，在第一还原步骤中，如果电子管金属氧化物、特别是五 氧化二钽的还原是在还原金属或金属氢化物的低蒸气压和低载体气体 压力下及由此在低反应室总压力下进行的，则获得具有非常致密的初 级结构和大比表面积的电子管金属粉末，其氧含量不超过3000μg/m²的 防止烧尽所必需的表面钝化氧。

本发明由此提供一种通过借助于气态还原金属如碱金属、铝、镁、 钙、钡和/或镧和/或其氢化物还原相应的电子管金属氧化物粉末来制造 电子管金属粉末的方法，其特征在于所述还原是在5-110hPa的还原金 属/金属氢化物蒸气分压下进行的且在整个或部分还原期内反应室的总 压力小于1000hPa。

还原金属的蒸气压优选地小于80hPa，特别优选地在8-50hPa之间。

镁和/或氢化镁优选地被用作还原金属。

还原优选地在有惰性载体气体存在的情况下进行，载体气体的分 压优选地为50-800hPa，特别优选地小于600hPa，尤其优选地为 100-500hPa。

惰性气体如氦、氖、氩气或它们的混合物适合用作惰性载体气体。 添加少量的氢气可能是有利的。优选地将载体气体在引入反应器之前 或在引入反应器过程中预热到反应器温度，从而防止还原金属蒸气冷 凝。

反应室内的总压力由还原金属/金属氢化物蒸气压和惰性载体气体 分压组成，且根据本发明它优选地在还原过程中至少某些时间低于 1000hPa(1bar)。例如，总压力在至少半个还原期，优选地至少60％ 的还原期内低于1000hPa。

总压力优选地在还原过程中的至少某些时间在55-910hPa之间，特 别优选在105-610hPa之间。