[实用新型]一种钽粉完全钝化的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及钽金属处理领域，更具体地，本实用新型将热处理后的钽粉完全钝化的装置。

背景技术

稀贵金属钽的熔点高、蒸气压低、冷加工性能好、化学稳定性高、抗液态金属和酸碱腐蚀能力强、表面氧化膜介电常数值高，金属钽及其合金是重要的功能性材料，在电子、集成电路、钢铁、冶金、化工、硬质合金、原子能、航天航空等工业部门以及战略武器等领域得到广泛应用；由于钽具有良好的生物相容性，生物活性高，钽及其合金在医疗器械技术领域也得到广泛应用。在钽的应用中要求有高纯度，特别是用于电解电容器和溅射钽靶材。在很多场合下，金属钽多半是以粉末状态使用的,如制造电容器阳极，粉末冶金制造金属制品、合金线材、板材、靶材；在3D打印制造植入生物体的骨骼和牙齿等方面，例如一种含(质量分数)10％Nb,2.5％W，余量为钽的合金有很好的生物相容性，高强度，低模量，制成粉末可以采用三维打印技术制成牙齿、骨骼植入人体。

钽金属是一种与氧亲和力很大的金属，与氧化合形成五氧化二钽(Ta₂O₅)，金属钽在被氧化时放出热量，氧化从表面向内部进行，在室温下，对于锭、板、棒、等比表面积小的材料而言，在表面很快形成一层致密的氧化膜，不会明显地产生热量，当在表面形成了致密的氧化膜，在室温下也就不再氧化了，在较低的温度下形成的氧化钽膜是无定型的，较薄而致密；但是，这对于比表面积较大的钽粉而言，即使在室温下，由于氧化放热，使钽粉温度升高，在较高的温度下加速钽粉氧化，形成恶性循环，引起激烈反应乃至燃烧，造成严重的经济损失和资源的浪费。即使没有造成着火，在高温下形成的氧化钽膜会出现晶化，氧化膜较厚而疏松使得钽粉氧含量高。而钽粉的氧含量是决定钽粉质量的重要参数，例如，钽粉中氧含量高影响到钽电解电容器的漏电流增大，耐电压性能降低。

所以，一般而言，钽粉在热处理后要进行钝化，所谓的“钝化”是通过控制氧的供给，使钽粉表面形成一层致密的氧化膜，阻止钽继续氧化。

现有技术有中有关钽粉、铌粉钝化的如中国专利CN102181818B、WO2012126143A CN 提供了钽粉钝化方法，即在热处理炉内进行钝化，然而，由于装入坩埚里的钽粉粒子与坩埚壁部以及粉末粒子与粒子之间互相接触，粒子表面有相当大一部分在钝化过程中没有与含氧气体接触，没有形成氧化膜，也就是钽粉没有完全钝化，这对于比表面积较大的钽粉，问题尤为严重。钽粉在热处理后在炉子里即使进行了钝化处理，当把钽粉连同盛装钽粉的坩埚从炉子里取出后，将结成块的钽粉从坩埚中剥离出来，在捣碎、过筛的过程中，钽粉中还没有形成氧化膜的表面与空气接触而氧化，温度很快升高，在大气环境下，由于空气中有充分的氧，产生不可控的氧化，还会引起钽粉激烈氧化乃至着火的重大事故。

由于现有技术存在的上述问题，因此本领域仍希望有一种在使钽粉表面充分钝化的方法及装置。本发明人在长期的科研生产实践中，在把热处理后并经过钝化的钽粉从坩埚里倒出，将结块的钽粉捣碎时，发现钽粉很快就发热烫手，有时候从一处产生火星并立即蔓延开来而束手无策，即便是采取多种措施，减少钽粉着火事故的发生，但还是存在着钽粉在不可控的条件下氧化，使钽粉氧含量高的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种钽粉完全钝化的装置。

本实用新型的目的在于提供一种降低钽粉氧含量的钽粉钝化装置。

本实用新型的目的还在于提供一种减少钽粉着火事故的钽粉钝化装置。

本实用新型的上述目的通过以下方法实现：

本实用新型的提供一种对热处理后钽粉完全钝化的装置，将在热处理炉中，经过热处理并经过钝化的钽粉结块连同坩埚置于该装置中，在可控氧浓度下进行捣碎、过筛，使钽粉完全钝化。

所述的钽粉钝化装置含有密封的真空箱体，以及与真空箱体相连的气体混合室。

所述的真空箱体包括一个底板部、一个顶部和4个侧壁和一个在前侧壁上部与顶部相接的透明窗部；作为优选的实施方式，所述的透密窗部倾斜，便于观察操作。

在所述的箱体内可放入有用于捣碎钽粉和铲起钽粉的铲子、用于过筛钽粉的筛子；

所述的真空箱体的顶部设置有排气管和抽空管道，在所述的排气管上和抽空管道上分别设置有阀门。

所述的真空箱体至少设置在侧壁上，密封的伸入箱体内可供操作的手套洞；作为优选的实施方式，设置三个或以上的手套洞。所述的手套洞设置在前侧壁上。