Леонтьев Л.И. Технология производства агломерированных нанокристаллических порошков тантала конденсаторного сорта с использованием электрохимического процесса

Леонтьев Л.И., Костылев В.А.¹, Старостин С.П., Лисин В.Л., Захаров Р.Г., Петрова С.А.
Институт металлургии УрО РАН, г.Екатеринбург
¹ООО «Технологии тантала», г.В.Пышма

Проект выполняется в рамках Государственного контракта № 02.523.11.3016. Головной исполнитель: ИМЕТ УрО РАН, г.Екатеринбург, соисполнитель: ООО «Технологии тантала», г.В.Пышма. Руководитель работ: академик РАН Л.И. Леонтьев.

Тантал широко используется в производстве конденсаторов, которые стали важной частью торгового рынка во всем мире. Танталовые конденсаторы имеют существенные преимущества по сравнению с конденсаторами других типов: большую надежность, небольшие размеры, высокую емкость и малые токи утечки. Чем больше удельная поверхность порошка, тем меньше его требуется для создания конденсатора заданной емкости, и тем миниатюрнее изделие. Однако на сегодняшний день в России не существует технологии, с помощью которой можно производить высокочистые агломерированные нанокристаллические порошки тантала конденсаторного сорта в промышленных объемах по приемлемым ценам.

Цель данного проекта - разработка технологии производства наноразмерных порошков тантала с использованием электрохимического процесса в расплавленных солях, при котором восстановление и кристаллизация тантала происходят во всем объеме электролизной ванны, а также организация на основе разработанной технологии опытно-промышленного производства агломерированных нанокристаллических танталовых порошков конденсаторного сорта.

В основу разработанной технологии получения нанопорошков тантала положен электрохимический процесс, при котором восстановление металлов протекает не на поверхности катода или в толщине диффузионного слоя, а во всем объеме электролизной ванны. Регулируя плотность тока и температуру, можно получать порошки различной формы размером от единиц до тысяч нанометров. Конденсаторы из таких порошков, при заданных электрических параметрах, имеют размеры на порядок меньше, чем из порошков осколочного типа. Основными преимуществами данной электрохимической технологии являются низкая себестоимость продукции, высокая чистота нанопорошков, компактность, безотходность и экологическая безопасность производства, а также универсальность, позволяющая организовать аналогичное производство ряда других тугоплавких металлов.

В 2009 году в рамках выполнения проекта разработан технический проект, выполнен монтаж технологического оборудования, проведены пуско-наладочные работы, апробировано оборудование и технология изготовления агломерированных нанокристаллических порошков тантала (АНПТа). С использованием наработанных лабораторных партий АНПТа проведены исследования режимов прессования, спекания и формовки анодов конденсаторов из АНПТа. Разработана рабочая технологическая документация, включая системы контроля и управления. Поданы 2 заявки на патент.

К списку тезисов конференции