世界钽原料供需分析

钽原料主要来自于锡渣和含钽矿物,钽的提炼主要是对锡渣进行处理,这是最理想的方法.低级锡渣是钽的主要资源,但生产成本高,随着锡渣的日益减少,钽原料资源已向硬石矿转移,并有增长的势头.看来,钽工业将依赖于硬石矿体,包括开采的和地下未开采的.目前,美国国防储备局(DLA)每年能提供5万磅的钽和30万磅的Ta2O5,今后10年也能保持这个水平.     

球形Ta2O5/Nb2O5制备方法的研究

研究了用氨沉淀氟钽(或铌)酸溶液制备球形Ta2O5/Na2O5工艺.通过实验探讨了沉淀条件、溶液浓度、沉淀时间、焙烧温度等工艺参数的最佳组合.结果表明,用氨沉淀氟钽(或铌)酸溶液制备球形的Ta2O5/Nb2O5,必须首先得到不规则的Ta(OH)5/Nb(OH)5.要得到不规则Ta(OH)5/Nb(OH)5,反应时搅拌强度要大,搅拌速率应控制在800～1 200 r/min,反应结束后继续搅拌10～20 min,终点pH值控制为8.5;氟钽(或铌)酸溶液浓度为60～80 g/L沉淀10 min,浓度为120～140 g/L沉淀15 min,之后可得到不规则Ta(OH)5/Nb(OH)5.再在800～850℃,焙烧6 h可得到球形Ta2O5/Nb2O5.     

电解液的循环使用对阳极氧化Ta2O5纳米管形貌的影响

以高纯钽片为原料,将其依次放入体积比为9:1的H2 SO4/HF电解液中进行阳极氧化,制备了五氧化二钽(Ta2 O5)纳米管.采用扫描电子显微镜(SEM)表征了第2、10、25、35、50片上制备的Ta2 O5纳米管的形貌,研究了电解液的循环使用对阳极氧化Ta2 O5纳米管形貌的影响规律.实验结果表明,随着电解液循环使用次数的增加,Ta2 O5纳米管顶部由团簇变为松散、管长变长、管径基本保持稳定,纳米管之间缝隙逐渐增大,这都与电解液中溶质F-的浓度及分布均匀性的变化相关.     

五氧化二钽薄膜的Ⅰ-Ⅴ特性

采用直流脉冲反应磁控溅射方法制备了高介电常数五氧化二钽(Ta2O5)薄膜.利用Ta/Ta2O5/Ta的MIM电容结构分析了Ta2O5的电学性能,研究了上电极面积对Ⅰ-Ⅴ特性的影响、Ⅰ-Ⅴ曲线的对称性和零点偏移以及薄膜缺陷和基底粗糙度对MIM电学性能的影响.结果表明,随着上电极面积增大,电容的漏电流密度增大,击穿场强减小.氧化钽薄膜中缺陷的存在和粗糙度增大容易引起漏电流增大,击穿强度降低.当上电极直径为1 mm时,MIM电容的性能最佳:击穿强度为2.22MV/cm,漏电流密度低于1×10-8A/cm2.     

Ba(Mgx/12Ta2x/12Zr(12-3x)/12)O3系统相关系的研究

目前的文献均表明钽镁酸钡Ba(Mg1/3Ta2/3)O3不易获得单一物相.我们在Ba(Mg1/3Ta2/3)O3结构不变的基础上,研究了Ba(Mgx/12Ta2x/12Zr(12-3x)/12)O3系统的相组成关系.用Zr4+置换Ba(Mg1/3Ta2/3)O3中的Mg2+和Ta5+离子对,在0＜x＜4范围内生成P-3ml固溶体,在x＜3.33时开始出现BaZrO3相,在3.33≤x＜4生成P-3ml固溶体单一物相.     

一种新型湿化学方法合成Ba(Mg1/3Ta2/3)O3纳米粉末的研究

介绍了一种工艺简便且成本较低的Ba(Mg1/3Ta2/3)O3(BMT)纳米粉末的湿化学制备方法.实验过程以Ta2O5作为起始物,通过热碱反应与钽离子浓度控制法合成Ta2O5@nH2O胶体,然后与Ba、Mg醋酸盐按化学计量比混合,经热处理制得BMT纳米粉末.实验结果表明该方法制备BMT粉体所需的合成温度仅为800℃,比传统固相反应法合成温度降低400℃左右,平均粒径仅为70nm.此外所制得的纳米陶瓷材料具有较佳的低温烧结性能和微波介电特性,比目前报道的醇盐系湿化学制备技术更具有实用性.     

互穿网络结构导电高分子复合固态电解质的研制与应用

采用聚四氟乙烯(PTEF)溶液对已形成钽氧化膜(Ta2O5)的Ta多孔体阳极表面进行预处理,在钽阳极微孔内形成具有许多通孔的非导电性高分子互穿网络结构,然后采用化学氧化聚合法,在互穿网络结构的通孔中原位聚合聚3,4-亚乙基二氧噻吩(PEDT)导电高分子聚合物,从而在Ta阳极体表面形成导电性高分子复合柔性固态电解质层。实验结果表明,采用20%体积浓度的PTEF水性分散液,原位聚合PEDT可以在钽阳极表面形成高机械强度的复合固态电解质层,用其制作的钽电解电容器,平均漏电流15μA,产品的平均等效串联电阻(ESR)值50mΩ。     

DLA出售710万磅海绵钛

美国国防储备局(DLA)2001年11月初售出了储备的海绵钛中的710万磅(约合3220t),交易总金额为1080万美元.售出的是1950年及1980年政府用于国防储备的一部分,包括镁还原真空蒸馏品,镁还原浸出品和钠还原浸出品三种海绵钛.出售采用谈判方式而非竞标方式.受让方是Timet、RMI Titanium和Wogen Titanium 3家公司.     

2006年美国钽铌口进出口统计

2006年,美国共进口钽精矿1 058.283 t,价值4 231.372 4万美元,比2005年(进口量1 250.807 t,价值4 378.1584万美元)有所减少.其中,从澳大利亚进口807.611 t,价值3 532.938 6万美元;从加拿大进口225.57 t,价值633.293 4万美元;从尼日利亚进口25.032 t,价值63.321 9万美元.而2005年从澳大利亚进口了982.584 t,价值3 784.400 4万美元,从加拿大进口了268.201 t,价值593.162 7万美元.另外,2006年美国铌矿只进口了5 173 kg,价值97 716美元,进口量也比2005年(进口量9 773 kg,价值117 916美元)少.     

改善有机片式固体钽电解电容器性能工艺研究

研究了在被膜过程中表面活性处理及掺杂对聚合物片式钽电容器容量、耐压、等效串联电阻(ESR)等特性的影响。研究结果表明表面活性处理后可以有效改善Ta2O5/PEDOT界面间的匹配,提高电容器容量引出效率;通过添加中间阻隔层(硅烷偶联剂)可以有效地阻挡杂质氧化性离子进入介质膜Ta2O5层,降低聚合物片式钽电容器的漏电流,提高耐压特性;实验结果表明在掺杂剂溶液的浓度为3%,补形成电压为赋能电压的70%时,能有效降低电容器ESR及漏电流。     

液相包覆法合成Ba(Mg1/3Ta2/3)O3超细粉体

以水合五氧化二钽(Ta2O5·nH2O)纳米胶粒为活性固相基体,柠檬酸镁、柠檬酸钡混合溶液为包覆相,采用液相包覆-界面反应的方法制备Ba(Mg1/3Ta2/3)O3超细粉体.利用热失重-差热分析、X射线衍射及透射电镜等手段对产物的合成过程与结构形态进行了分析表征.研究表明以该方法能够在800℃下合成出成分均一、纯度较高、具有良好烧结活性的BMT超细粉体,产物粒子的形态接近球形,粒径分布窄,大约为20～30nm.     

含钽树脂先驱体转变生成TaC的过程研究

液相先驱体浸渍法制备的C/C-TaC复合材料可望提高C/C复合材料的烧蚀性能.本研究借助XRD、SEM对含钽树脂先驱体不同温度热处理后物质的成分与形貌进行分析,并结合钽液的DSC-TG曲线揭示了含钽树脂转变生成TaC过程的反应机理.研究表明：含钽树脂中钽液是作为呋喃树脂的固化剂起作用,显著降低了呋喃树脂的固化温度,100℃低温热处理树脂便固化,同时钽液中的TaF5水解生成TaO2F.在真空保护气氛下,温度升高到800℃以上,含钽树脂中的部分TaO2F会分解成Ta2O5和气体TaF5.随后,Ta2O5在1000℃时开始被树脂炭还原化合生成颗粒尺寸〈1μm的TaC颗粒.要控制钽的损失可通过长时间低温处理（室温～100℃）和通无水氨（150～500℃）来实现.     

低品位钽铌原料的湿法冶金新工艺研究

研究了低品位钽铌原料的湿法处理新工艺.在新工艺中用新型分解试剂替代HF和H2SO4,在300℃条件下分解低品位钽铌原料,其分解液采用甲基异丁基酮(MIBK)在低浓度酸条件下萃取钽、在高浓度酸条件下萃取铌,然后对钽液、铌液进行过氧化及沉淀后焙烧,得细粒径高纯度Ta2O5,Nb2O5产品,或者对钽液进行结晶,可制得高纯度的K2TaF7产品.     

去除Ta2O5/Nb2O5中杂质S的工艺研究

从理论和实际应用方面,研究了去除Ta2O5/Nb2O5中杂质S的方法.通过对制取高纯Ta2O5和Nb2O5的中间产品高纯Ta(OH)5/Nb(OH)3进行过氧化处理,改变Ta,Nb,S等元素在物料中的存在方式,增大了含S杂质的溶解性,降低了物料对含S离子的吸附能力及硫酸盐的分解温度,通过洗涤、焙烧达到有效去除产品中杂质元素S的目的.该方法可在不影响Ta2O5/Nb2O5产品质量的情况下,使杂质S降低到0.0001%以下.     

合资经营确保钽的供应

世界最大的钽电容器制造商美国Kemet公司与Australasia金矿公司(AGM)签定了一项合资经营协议,最初的投资额为550万美元.该协议规定,AGM目前和将来生产的钽将全部供应给Kemet公司,用于该公司35000种产品的生产.AGM设备改造后,其能力和产量最多也许只能满足Kemet公司年需钽料的15%.     

K2Ta2O6光催化剂的水热法制备及其光催化性能

以Ta2O5和KOH为原料采用水热法系统地制备了钽酸钾光催化剂。通过XRD、SEM、UV-Vis漫反射等测试手段对样品进行表征,探讨了反应时间、温度、KOH浓度等实验条件对结晶性能和形貌的影响。实验结果表明,水热温度为180℃,反应时间为24h,KOH浓度0.5mol/L条件下合成了结晶完善、粒径200nm左右的焦绿石相K2Ta2O6,其形貌是正八面体形;这种结构能有效地提高K2Ta2O6对藏红T溶液的光催化降解效率。     

NaF-KF-K_2TaF_7熔盐Ta(V)在钨电极上的电化学还原机理

熔盐电镀钽层具有高熔点、耐烧蚀等高温热学力学性能。为探究钽在电镀过程的反应机理,实验在1 073 K以32.52%(质量分数)NaF-67.48%(质量分数)KF(摩尔比2∶3)共晶盐为电解质体系,添加质量分数为2%的氟钽酸钾,以Pt为参比电极,钨棒为对电极,用循环伏安法、计时电位法以及计时电流法研究了钽离子在惰性钨电极上的电化学过程和电化学结晶成核方式。结果显示,Ta(V)电化学还原过程是受扩散控制的不可逆的1步反应转移5个电子过程,电极反应方程式为:Ta(V)+5e~-=Ta。根据循环伏安曲线和Randles-Sevcik方程计算出1 073 K时Ta(V)的扩散系数为4.126×10~(-5) cm~2·s~(-1);计时电流曲线表明1 073 K时,Ta(V)在钨电极上的电结晶成核方式为瞬时成核。     

五氧化二钽薄膜的制备及其I-U特性

本文利用脉冲直流反应磁控溅射的方法制备了五氧化二钽 (Ta2 O5)薄膜 ,俄歇电子能谱仪测试了薄膜的成分含量 ,椭偏仪测试了Ta2 O5薄膜的厚度和折射率 ,XRD分析了薄膜的晶体结构 ,并且分别研究了氧气含量、基底温度等成膜工艺对薄膜的影响。研究结果表明薄膜的成分主要是由氧气含量决定的。利用金属 绝缘体 (介质膜 ) 金属 (MIM)结构初步对Ta2 O5薄膜进行了电学性能的测试 :皮安电流电压源测试了薄膜的I U特性 ,制备出的薄膜折射率在 2 1～ 2 2 ,MIM的I U特性曲线显示了较好的对称性和低的漏电流密度     

钽

世界原料供求 2007年钽制品的需求概况 2007年钽需求坚挺,据TIC（Tantalum＆Niobium International Study Center）统计,2007年世界钽制品出货量3180t（以Ta2O5计算,下同）,比2006年增长2．9％。在此背景下,用于钽电容器的钽粉虽略有减少,但估计在溅射靶材料及光学透镜等方面,钽加工品及钽化合物的需求是坚挺的。     

开放体系下碳热还原氮化法制备(Cr,Ta)_2CN固溶体粉末的研究

以Cr2O3、Ta2O5和纳米碳黑为原料,在开放体系的流动N2气氛条件下,采用碳热还原氮化法制备出了(Cr,Ta)2CN固溶体粉末,利用XRD、SEM、EDS等分析测试手段对制备过程中的物相演变规律和微观形貌变化进行了研究。研究结果表明,碳热还原氮化法制备(Cr,Ta)2CN固溶体粉末过程中物相演变顺序为Cr2O3、Ta2O5、C→Cr2O3、Cr3C2、Cr7C3、Cr Ta O4、C→Cr2O3、Cr7C3、Cr Ta O4→(Cr,Ta)2CN。在N2流量为500 m L/min、烧结温度为1 500℃保温2 h的条件下,可制备出粒度约5μm、游离碳和氧含量分别为0.16%,0.085%的单相(Cr,Ta)2CN固溶体粉末。