Танталовый порошок ТаПМ: характеристики, фракции и применение
Танталовый порошок марки ТаПМ — металлический порошок тантала, получаемый натриетермическим восстановлением из фтортанталата калия с последующей отмывкой, сушкой и классификацией. Марка выпускается по ГОСТ 18904.0-73 и предназначена для производства объёмно-пористых анодов конденсаторов, спечённых изделий и легирующих шихт. Отличительная особенность ТаПМ — высокая химическая чистота по примесям внедрения и стабильное распределение частиц по гранулометрическому составу.
Технические параметры
Основной нормируемый показатель — массовая доля тантала, не ниже 99,5 %. Содержание кислорода регламентируется в пределах 0,15–0,35 %, азота — не более 0,05 %, углерода — не более 0,03 %. Насыпная плотность составляет 2,5–5,0 г/см в зависимости от фракции, текучесть — 8–20 с. Удельная поверхность порошка (метод БЭТ) достигает 0,3–1,2 м/г, что определяет удельную ёмкость спечённого анода.
| Фракция | Содержание Ta, % | Кислород, % | Насыпная плотность, г/см | Удельная поверхность, м/г |
|---|---|---|---|---|
| 0–40 мкм | 99,5 | 0,30–0,35 | 2,5–3,2 | 0,8–1,2 |
| 40–63 мкм | 99,6 | 0,20–0,28 | 3,2–4,0 | 0,5–0,8 |
| 63–100 мкм | 99,7 | 0,15–0,22 | 4,0–5,0 | 0,3–0,5 |
Гранулометрический состав и технологические свойства
Порошок ТаПМ классифицируется на узкие фракции: 0–40, 40–63, 63–100 и 100–160 мкм. Для анодной шихты конденсаторного производства применяют смеси с бимодальным распределением, обеспечивающие плотность прессовки 5,5–7,0 г/см при давлении прессования 150–300 МПа. Спекание проводят в вакууме при 1300–1600 C, остаточное давление — не выше 110 Па. Усадка спечённого анода не превышает 3–5 % по линейным размерам.
Области применения
- Производство объёмно-пористых анодов танталовых конденсаторов с рабочим напряжением 6,3–50 В.
- Изготовление спечённых фильтров и пористых элементов для агрессивных сред в химическом аппаратостроении.
- Легирование жаропрочных никелевых и кобальтовых сплавов в вакуумно-дуговых и электронно-лучевых печах.
- Нанесение плазменных и газотермических покрытий на детали запорной арматуры и реакторов.
- Производство мишеней для магнетронного распыления в микроэлектронике.
Условия хранения и транспортировки
Порошок ТаПМ поставляется в герметичных полиэтиленовых или металлических банках, заполненных аргоном. Хранение — в сухих отапливаемых помещениях при относительной влажности не выше 60 % и температуре 5–30 C. Контакт с открытым пламенем недопустим: мелкие фракции пирофорны при нагреве выше 400 C на воздухе. Гарантийный срок хранения — 24 месяца с даты изготовления при сохранении заводской упаковки.
Вопросы и ответы
Чем ТаПМ отличается от порошка ТаП?
Марка ТаПМ имеет более низкое содержание кислорода и нормированный гранулометрический состав, что критично для анодной шихты конденсаторов. Порошок ТаП применяется преимущественно в металлургических шихтах, где требования по примесям внедрения ниже.
Какая фракция ТаПМ подходит для высоковольтных конденсаторов?
Для анодов с рабочим напряжением свыше 25 В используют крупные фракции 63–100 и 100–160 мкм: они обеспечивают меньшую удельную поверхность и снижают ток утечки при спекании.
При какой температуре спекают аноды из ТаПМ?
Спекание проводят в вакууме 1300–1600 C при остаточном давлении не выше 110 Па. Точный режим подбирают под фракцию и требуемую удельную ёмкость.
Почему порошок ТаПМ хранят в аргоне?
Тантал активно поглощает кислород и азот при нагреве и в присутствии влаги. Заполнение тары аргоном предотвращает окисление поверхности частиц и рост содержания примесей внедрения.
