ВОССТАНОВЛЕНИЕ ПЕНТАОКСИДА ТАНТАЛА МАГНИЕМ В СМЕСИ РЕАГЕНТОВ

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Исследовано восстановление пентаоксида тантала магнием в смесях компонентов Ta2O5 + Mg и Ta2O5 + Mg + NaCl. Рентгенофазовым анализом установлено, что в ходе выдержки продуктов восстановления при температуре 800–830°С происходит упорядочение кристаллической решетки тантала. Период элементарной ячейки уменьшился с 3.379 до 3.301–3.309 Å, что соответствует металлу с низким содержанием кислорода. При термообработке продуктов, полученных восстановлением шихты с добавкой NaCl, наблюдалось образование танталата Mg4Ta2O9. Несмотря на уменьшение удельной поверхности порошка, в этом случае содержание кислорода увеличивалось.

About the authors

В. М Орлов

Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И. В. Тананаева — обособленное подразделение Федерального исследовательского центра “Кольский научный центр Российской академии наук”

Email: v.orlov@ksc.ru
Апатиты, Российская Федерация

Е. Н Киселев

Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И. В. Тананаева — обособленное подразделение Федерального исследовательского центра “Кольский научный центр Российской академии наук”

Апатиты, Российская Федерация

References

  1. Бутнер Ф.Г., Бекон Ф.Е., Бенкрофт Р.К. Применение ниобия и тантала // Ниобий, тантал и их сплавы: пер. с англ. / под ред. Савицкого Е.М. М.: Металлургия, 1966. С. 304–331.
  2. Köck W., Paschen P. Tantalum — processing, properties and applications // JOM. 1989. V. 41. № 10. P. 33–39.
  3. Agrawal M., Jha R., Singh R., Singh K.K. Flow and stock estimation of tantalum for sustainable supply chain // T.I.C. Bull. 2023. № 190. P. 18–31.
  4. Wei X., Xia L.-g., Liu Z.-h. et al. A review of tantalum resources and its production // Trans. Nonferrous Met. Soc. China. 2023. V. 33. P. 3132−3156. https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66323-X
  5. Bergman R.M., Mosheim Ch.E. Tantalum powder process: Pat. 4684399 uS. Рubl. 08.04.1987.
  6. Cho S.W., Shim G., Park J.S. et al. Making of tantalum powder using the hunter process // Met. Mat. Int. 2006. V. 12. № 1. Р. 51–56. https://doi.org/10.1007/BF03027523
  7. Орлов В.М., Колосов В.Н., Прохорова Т.Ю. и др. Получение танталовых конденсаторных порошков с высокоразвитой поверхностью // Хим. технология. 2007. Т. 8. № 2. С. 62–65.
  8. Колосов В.Н., Орлов В.М., Мирошниченко М.Н. и др. Влияние содержания кислорода в солевом расплаве на характеристики натриетермических танталовых порошков // Металлы. 2009. № 1. С. 99–104.
  9. Колосов В.Н., Орлов В.М., Мирошниченко М.Н., Прохорова Т.Ю. Получение высокочистых порошков тантала натриетермическим методом // Неорган. материалы. 2012. Т. 48. № 9. С. 1023–1027.
  10. Sim J.-J., Choi S.-H., Lee Y.-K. et al. Consideration of diluents selection and input amounts of the hunter process for tantalum production // Met. Mater. Int. 2021. V. 27. P. 1980–1987. https://doi.org/10.1007/s12540-020-00948-7
  11. Зеликман А.Н., Коршунов Б.Г., Елютин А.В., Захаров А.М. Ниобий и тантал. М.: Металлургия, 1990. 296 с.
  12. Самсонов Г.В., Константинов В.И. Тантал и ниобий. М.: ГНТИЛЧЦМ, 1959. 265 с.
  13. Киффер Р., Браун Х. Ванадий, ниобий, тантал: пер. с нем. / под ред. Савицкого Е.М. М.: Металлургия, 1968. 311 с.
  14. Зеликман А.Н. Металлургия тугоплавких редких металлов. М.: Металлургия, 1986. 440 с.
  15. Bose D.K., Gupta C.K. Extractive metallurgy of tantalum // Miner. Process. Extr. Metall. Rev. 2002. V. 22. № 4–6. P. 389–412. https://doi.org/10.1080/08827500208547422
  16. Константинов В.И. Электролитическое получение тантала, ниобия и их сплавов. М.: Металлургия, 1977. 240 с.
  17. Barnett R., Kilby K.T., Fray D.J. Reduction of tantalum pentoxide using graphite and tin-oxide-based anodes via the FFC-Cambridge process // Metall. Mater. Trans. B. 2009. V. 40. № 4. P. 150–157. https://doi.org/10.1007/s11663-008-9219-6
  18. Chen C., Yang X., Li J. et al. Direct electrolytic reduction of solid Ta2O5 to Ta with SOM process // Metall. Mater. Trans. B. 2016. V. 47. P. 1727–1735. https://doi.org/10.1007/s11663-016-0633-x
  19. Gupta C.K., Jena P.K. Production of tantalum metal by alumino-thermic reduction of its pentoxide // JOM. 1968. V. 20. Р. 25–28. https://doi.org/10.1007/BF03378703
  20. Nair K.U., Mukherjee T.K., Gupta C.K. Production of tantalum metal by the aluminothermic reduction of tantalum pentoxide // J. Less-Common Met. 1975. V. 41. № 1. P. 87–95. https://doi.org/10.1016/0022-5088(75)90096-XGet rights
  21. Munter R., Parshin A., Yamshchikov L. et al. Reduction of tantalum pentoxide with aluminium and calcium: thermodynamic modelling and scale skilled tests // Proc. Est. Acad. Sci., Chem. 2010. V. 59. № 3. P. 243–252. https://doi.org/10.3176/proc.2010.3.07
  22. Nersisyan H.H., Lee J.H., Lee S.I., Won C.W. The role of the reaction medium in the self-propagating high temperature synthesis of nanosized tantalum powder // Combust. Flame. 2003. V. 135. № 4. P. 539–545. https://doi.org/10.1134/S107042721003002X
  23. Орлов В.М., Крыжанов М.В. Магниетермическое восстановление оксида тантала в режиме самораспространяющегося высокотемпературного синтеза // Металлы. 2010. № 3. С. 18–23.
  24. Nersisyan H.H., Ryu H.S., Lee J.H. et al. Tantalum network nanoparticles from a Ta2O5 + kMg system by liquid magnesium controlled combustion // Combust. Flame. 2020. V. 219. № 9. P. 136–146. https://doi.org/10.1016/j.combustflame.2020.05.019
  25. Shekhter L.N., Tripp T.B., Lanin L.L., Starck H.C. Method for producing tantalum/niobium metal powders by the reduction of their oxides with gaseous magnesium: Pat. 6171363 uS. Рubl. 01.09.2001.
  26. Haas H. Magnesium vapour reduced tantalum powders with very high capacitances // CARTS Europe 2004: 18th Annual Passive Components Conference. October 18–21. 2004. P. 5–8.
  27. Haas H., Schnitter Ch. Production of capacitor grade tantalum and niobium powders using the new magnesium vapour reduction process // Proceed. EMC. 2005. Р. 1–8.
  28. Орлов В.М., Крыжанов М.В., Калинников В.Т. Магниетермическое восстановление оксидных соединений тантала // Докл. АН. 2014. Т. 457. № 5. С. 555–558. https://doi.org/10.7868/S0869565214230157
  29. Hwang S.M., Park S.J., Wang, J.P. et al. Preparation of tantalum metal powder by magnesium gas reduction of tantalum pentoxide with different initial particle size // Int. J. Refract. Met. Hard Mater. 2021. V. 100. P. 105620. https://doi.org/10.1016/j.ijrmhm.2021.105620
  30. Okabe T.H., Sato N., Mitsuda Y., Ono S. Production of tantalum powder by magnesiothermic reduction of feed preform // Mater. Trans. 2003. V. 44. № 12. P. 2646–2653. https://doi.org/10.2320/matertrans.44.2646
  31. Крыжанов М.В., Орлов В.М., Сухоруков В.В. Термодинамическое моделирование магнийтермического восстановления ниобия и тантала из пентаоксидов // ЖПХ. 2010. Т. 83. Вып. 3. С. 380–385.
  32. Орлов В.М., Прохорова Т.Ю. Исследование термической обработки магниетермических порошков тантала и ниобия // Металлы. 2017. № 6. С. 3–10.
  33. Pozdeev-Freeman Y., Rozenberg Y., Gladkikh A. et al. Critical oxygen content in porous anodes of solid tantalum capacitors // J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 1998. V. 9. № 4. P. 309–311. https://doi.org/10.1023/A:1008884924762

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).