BRPI1008432B1 - Método para produção de esponja ou pó metálicos - Google Patents

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Description

(54) Título: MÉTODO PARA PRODUÇÃO DE ESPONJA OU PÓ METÁLICOS (51) Int.CI.: B22F 9/20; C25C 3/26; C25C 5/04; C22B 34/24; H01G 9/052 (30) Prioridade Unionista: 13/02/2009 GB 0902486.0 (73) Titular(es): METALYSIS LIMITED (72) Inventor(es): RAYMOND KEVIN RASHEED; IAN MARGERISON
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Relatório Descritivo da Patente de Invenção para MÉTODO PARA PRODUÇÃO DE ESPONJA OU PÓ METÁLICOS.
Campo da Invenção [001] A presente invenção refere-se a um método para a produção de pós metálicos ou esponjas para uso na produção de capacitores, incluindo a produção de tântalo, nióbio e outros metais dos grupos 3, 4, 5 ou 6 ou suas ligas.
Antecedentes da Invenção [002] Capacitores de tântalo ou nióbio têm tipicamente tamanho pequeno e alta capacitância, e se tornaram componentes vitais em telefones celulares e computadores pessoais. Com a demanda sempre crescente por maior performance, maior confiabilidade e menor custo dos componentes eletrônicos, há a consequente demanda para um pó de tântalo e/ou de nióbio com qualidade melhorada e rotas mais econômicas para a produção. Os métodos de produção atuais envolvem muitas etapas e, portanto são caras e o controle de qualidade é difícil. [003] Como exemplo, anodos de capacitores de metal tântalo são normalmente produzidos comprimindo-se o pó de tântalo agregado até um valor de densidade de menos da metade da densidade real do metal (tipicamente entre 5 e 7,5 g.cm-3 comparado com a densidade real de Ta, que é 16,6 g.cm-3), com um fio de chumbo de anodo embutido, para formar uma pelota porosa. A pelota é então sinterizada para formar um corpo poroso (isto é, um anodo ou um corpo de anodo) e o corpo poroso é anodizado pela impregnação com um eletrólito adequado para formar uma película de óxido dielétrico contínua na superfície do tântalo. O corpo poroso anodizado é então impregnado com um material catodo para formar um revestimento catodo uniforme, conectado a um arame de chumbo catodo e embutido em uma carcaça de resina. Assim, o corpo poroso deve conter poros abertos, preferivelmente uniformes, para permitir a impregnação para as etapas de
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2/15 anodizaão e impregnação para formar a película dielétrica e o catodo. [004] Aumentar a área de superfície (enquanto se mantém uma estrutura porosa aberta) do pó de tântalo agregado usado para formar o anodo pode vantajosamente aumentar a capacitância de um capacitor de tântalo. Portanto, é desejável formar um corpo de anodo a partir de um pó ou aglomerado de pós que tenha uma grande área de superfície. Durante as etapas de processamento tais como sinterização, entretanto, a área de superfície do pó pode ser diminuída e a porosidade do pó ou aglomerado pode ser reduzida. Uma solução para a perda de porosidade e de área de superfície de um pó de capacitor durante o processamento é incluir uma etapa de processamento para adicionar um agente de retardo de sinterização. Tal agente inibe o crescimento de grãos durante a sinterização e ajuda a manter a área de superfície e a porosidade do pó/aglomerado precursor no capacitor acabado.
[005] A U.S. 6193779 descreve um método para produzir pós de tântalo pela ignição de uma mistura de pentacloreto de tântalo e hidretos alcalino-terrosos, onde a mistura opcionalmente contém dopantes que contêm fósforo e/ou nitrogênio (fósforo e nitrogênio sendo retardadores de sinterização para o tântalo).
Sumário da Invenção [006] A invenção fornece em seus vários aspectos um método para a produção de um pó metálico ou esponja, em particular um pó ou esponja de tântalo (Ta) ou nióbio (Nb), um pó ou esponja metálicos, um sistema para a produção de pó ou esponja metálicos, e um capacitor conforme definido nas reivindicações independentes anexas, aos quais devem ser feitas referências agora. Características preferidas ou vantajosas da invenção são definidas nas sub-reivindicações dependentes.
[007] Consequentemente, um primeiro aspecto pode fornecer um método de produção de pó metálico ou esponja para uso na produção
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3/15 de um capacitor compreendendo as etapas de redução de um composto não metálico precursor para metal em contato com um sal fundido, o sal compreendendo, por pelo menos uma parte do processo, um dopante que age como retardante de sinterização no metal. Preferivelmente o sal compreende entre 50 ppm e 10000 ppm de dopante. O metal resulta no pó metálico ou esponja compreendendo uma concentração do dopante. A menos que anotado diferentemente, ppm neste pedido tem o significado padrão de partes por milhão em peso.
[008] Dopantes diferentes têm eficácia diferente como retardadores de sinterização. Assim, o nível de dopante no sal pode ser baixo para um dopante que tenha alta eficácia, por exemplo, entre 60 ppm e 400 ppm, preferivelmente entre 70 ppm e 200 ppm.
[009] Onde o composto é reduzido por um processo contínuo, o nível de dopante no sal pode ser continuamente recuperado, ou a massa total do sal no sistema pode exceeder a massa do composto sendo reduzido em tal grau que os níveis de dopante permanecem efetivamente constantes durante a reação. O mesmo pode ser verdadeiro onde o processo é um processo em batelada, mas a massa de sal usada na reação é suficientemente maior que a massa do composto que está sendo reduzido.
[0010] Onde a redução for executada como uma reação em batelada e a razão de massa do sal no sistema para a massa do composto que está sendo reduzido for baixa, então a concentração do dopante no sal pode diminuir à medida que a reação prossegue e o dopante é consumido pelo composto/metal reduzido. Em tais circunstâncias, a concentração inicial de dopante pode precisar ser alta para fornecer o nível de dopante desejado no metal reduzido. Alternativamente, um dopante adicional pode ser adicionado durante a reação se isso for necessário. Entretanto, o nível de dopante no sal é controlado, o nível de dopante no metal reduzido precisa ser suficiente para agir como
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4/15 retardador de sinterização no metal.
[0011] Metais preferidos para serem produzidos pelo método são pós ou esponjas de Ta ou Nb, e é preferido que o composto não metálico seja um composto não metálico compreendendo substancialmente Ta ou Nb, ou um composto capaz de ser reduzido para Ta ou Nb em um sal fundido. Alternativamente, qualquer metal que seja adequado para uso como um capacitor, por exemplo, um metal do grupo 3, 4, 5 ou 6 da tabela periódica, pode ser produzido pelo método.
[0012] O composto não metálico precursor é preferivelmente um composto sólido e pode estar na forma de partículas de pó ou aglomerados ou podem, alternativamente, estar na forma de uma pré-forma porosa ou pelota construída a partir de um pó ou aglomerados. Tal pré-forma pode ser produzida por qualquer meio conhecido, por exemplo, pela prensagem de pó ou por extrusão. Uma pré-forma, se usada, pode ser sinterizada para provê-la de resistência suficiente para o processamento subsequente.
[0013] A presença de um dopante no sal fundido por pelo menos uma parte do processamento pode resultar vantajosamente no metal reduzido compreendendo o dopante em níveis suficientes para o dopante agir como agente retardador de sinterização. Isto é vantajoso se o metal for produzido na forma de pó uma vez que o crescimento do grão pode então ser retardado durante o processamento subsequente. Se o metal for produzido na forma de uma esponja, a presença de agentes retardadores de sinterização pode ainda ajudar a manter uma alta área de superfície durante as operações subsequentes tais como desoxidação do metal a granel ou anodização para revestir a área de superfície da esponja com óxido dielétrico.
[0014] A redução do composto pode ocorrer quimicamente ou eletricamente, por exemplo, conforme descrito no WO99/64638 ou no WO03/076690. Preferivelmente, um catodo e um anodo são dispostos
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5/15 em contato com o sal fundido e o composto é disposto para estar em contato com o catodo, o método então compreendendo a etapa posterior de aplicar um potencial suficiente entre o catodo e o anodo para o composto reduzir para metal.
[0015] Vantajosamente, o composto não metálico pode compreender oxigênio e a redução para metal pode então ocorrer por eletrodesoxidação. O processo de eletrodesoxidação está descrito no WO 99/64638. Sob o processo de eletrodesoxidação, a voltagem da célula é preferivelmente mantida a um potencial que é suficiente para remover oxigênio do catodo ou o composto em contato com o catodo, mas não é suficiente para fazer os cátions no eletrólito depositarem como metal no catodo.
[0016] Preferivelmente o sal fundido compreende um ou mais elementos selecionados do grupo compreendendo bário, cálcio, césio, lítio, sódio, potássio, magnésio, estrôncio e ítrio. Particularmente preferivelmente, o sal fundido compreende um haleto metálico, e preferivelmente compreende cloreto de cálcio.
[0017] O dopante pode ser qualquer elemento retardador de sinterização ou pode ser uma combinação de elementos retardadores de sinterização, ou uma combinação de elementos que tenham um efeito colmbinado de retardo de sinterização no metal reduzido. Preferivelmente o sal é produzido adicionando-se uma quantidade predeterminada de um elemento dopante, ou de elementos dopantes, a um sal, preferivelmente um sal de alto grau de pureza.
[0018] O dopante pode estar presente no sal durante todo o processo, o que pode vantajosamente simplificar o processamento. O dopante pode não estar presente no sal fundido em quantidade suficiente para afetar a redução do composto para metal, mas está presente em quantidade suficiente para reagir com o, ou se difundir no, metal reduzido.
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6/15 [0019] Pode ser vantajoso, entretanto, adicionar o dopante ao sal durante as etapas finais do processo, por exemplo, à medida que a redução é completada ou após a redução para metal ter ocorrido. O dopante pode ser adicionado em uma forma adequada (isto é, na forma elementar ou como parte de um composto que dissolve ou quebra o sal fundido) ao sal fundido, ou o sal fundido pode ser substituído por um novo sal contendo os níveis requeridos de dopante. O dopante pode ser adicionado ao sal em quantidades maiores quando presente apenas nas etapas finais do processo do que seria desejável se presente através de todo o processo.
[0020] O controle de quando o dopante é adicionado ao sal fundido pode facilitar o controle do nível do dopante no metal reduzido. [0021] Opcionalmente, o dopante, na forma elementar ou como parte de um composto contendo o elemento dopante, pode ser misturado com o composto para introdução no sal fundido. É provavel que o dopante nesse caso subsequentemente se dissolva no sal. Por exemplo, uma pré-forma ou uma pelota podem ser formadas a partir de uma mistura de um óxido metálico e um composto contendo boro, nitrogênio ou fósforo e essa pré-forma pode então ser introduzida no sal fundido. O composto contendo boro, nitrogênio ou fósforo pode então se dissolver no sal fundido para fornecer uma concentração de dopante de boro ou fósforo no sal.
[0022] O dopante pode ser um elemento que aja no metal para inibir a sinterização no metal. Para Ta e Nb, dopantes adequados podem incluir boro, nitrogênio e fósforo. O nitrogênio tem a vantagem adicional de que aumenta a temperatura de ignição da camada no Ta. O método é particularmente vantajoso para dopar um metal com boro ou fósforo.
[0023] Um segundo aspecto pode fornecer um sistema para a produção de pó metálico ou esponja pela redução de um composto não
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7/15 metálico compreendendo uma célula eletrolítica tendo um anodo e um catodo, e um sal de metal alcalino ou sal alcalinoterroso , o sal compreendendo entre 10 e 10000 ppm de um elemento que aja como dopante de retardo do sinterização no pó metálico. Particularmente preferivelmente, o sal compreende entre 50 ppm e 5000 ppm do dopante. Preferivelmente o dopante é boro, fósforo ou nitrogênio.
[0024] Preferivelmente o sistema é para uso na produção de pó ou esponja de Ta ou Nb, particularmente preferivelmente para a desoxidação de um óxido de Ta ou Nb para formar um retardante de sinterização de pó de Ta ou Nb. O nível de dopante no sal deve ser suficiente para produzir um efeito retardante de sinterização no pó.
[0025] Preferivelmente, a razão do sal para o composto não metálico é suficientemente alta que há um esgotamento mínimo do dopante no sal durante o processo, por exemplo, se a razão (em massa) for maior que 15:1 ou 20:1, preferivelmente maior que 25:1 ou 40:1.
[0026] Vantajosamente o sistema pode ser usado em qualquer método descrito acima ou para a produção de qualquer pó descrito abaixo.
[0027] Um terceiro aspecto pode fornecer um sal para uso com um método ou sistema descrito acima ou para a produção de um pó conforme descrito acima. Tal sal contém entre 10 ppm e 10000 ppm de um elemento dopante, preferivelmente entre 50 ppm e 5000 ppm, por exemplo entre 60 ppm e 500 ppm ou entre 70 ppm e 200 ppm de um elemento dopante, dependendo da razão de massa do sal fundido para o reagente. Preferivelmente, o dopante é um elemento dopante do grupo consistindo de boro, fósforo e nitrogênio. O sal pode ser um sal de metal alcalino ou um sal alcalinoterroso, preferivelmente um sal haleto.
[0028] Preferivelmente, os níveis de dopagem do sal são controlados adicionando-se uma composição dopante ou uma liga dopante ao
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8/15 sal para aumentar a proproção do elemento dopante ao nível desejado.
[0029] Preferivelmente o sal é um sal CaCl2 compreendendo um dopante selecionado do grupo compreendendo boro, fósforo e nitrogênio. Opcionalmente, tal sal CaCl2 pode compreender CaO, por exemplo, entre 0,1% em peso e 0,8% em peso de CaO.
[0030] Um quarto aspecto fornece um método alternativo de produção de pó ou esponja metálicos para uso na produção de um capacitor compreendendo as etapas de, selecionar um composto não metálico capaz de reduzir o pó ou esponja metálicos, e reduzir o composto não metálico a metal em contato com um sal fundido. Antes de ser reduzido, o composto não metálico compreende entre 50 ppm e 10000 ppm de um dopante que age como retardante de sinterização no metal, por exemplo, até 7000 ppm ou 8000 ppm do dopante.
[0031] Preferivelmente, o composto tem níveis de dopante de entre 50 ppm e 5000 ppm, por exemplo, entre 100 ppm e 300 ppm, ou entre 200 ppm e 500 ppm ou entre 250 ppm e 1000 ppm. Os níveis de dopante no composto podem variar dependendo da concentração de dopante necessária ao metal reduzido. Por exemplo, níveis preferidos de fósforo no composto podem estar entre 50 ppm e 500 ppm, enquanto níveis preferidos de nitrogênio e boro podem estar entre 50 ppm e 10000 ppm.
[0032] Alguns elementos dopantes podem ser removidos do composto durante sua redução para metal. Assim, pode ser vantajoso para a concentração de dopante no composto antes da redução ser maior que a concentração de dopante necessária no metal para fornecer um efeito de retardo do sinterização.
[0033] Preferivelmente o dopante é um ou mais entre boro, fósforo ou nitrogênio. Quando o dopante for nitrogênio, pode ser vantajoso selecionar um composto contendo entre 100 e 10000 ppm de nitrogêPetição 870170065419, de 04/09/2017, pág. 14/28
9/15 nio, ou dopar o composto para fornecer um nível de nitrogênio de entre 100 e 10000 ppm, para obter um nível de nitrogênio de entre 50 e 5000 ppm, por exemplo, cerca de 250 ppm, no produto metálico reduzido.
[0034] O composto pode ser reduzido na forma de pó ou pó aglomerado. Alternativamente, o composto pode ser reduzido na forma de pó ou pó aglomerado. Alternativamente, o composto pode ser conformado em uma pré-forma ou pelota por uma rota conhecida antes de ser reduzido.
[0035] Pode ser vantajoso para a concentração do dopante no composto não metálico ser determinada e então um processo de dopagem ou uma reação ser executado para aumentar a concentração do dopante no composto para os níveis desejados.
[0036] Quando um composto não metálico é conformado em uma pré-forma ou pelota antes da redução, o processo de dopagem para aumentar a concentração de dopante no composto pode ocorrer antes ou após a produção da pré-forma.
[0037] Um nível predeterminado de dopante pode ser alcançado no composto controlando-se as etapas de processamento durante a formação do composto não metálico, por exemplo, níveis de nitrogênio no Ta2O5 podem ser controlados dentro de limites predeterminados pelo controle das etapas de processamento durante a formação de Ta2O5.
[0038] Alternativamente, um processo de dopagem pode ocorrer reagindo-se o composto não metálico com um sólido, líquido ou gás consistindo em, ou compreendendo o dopante. Por exemplo, o composto pode ser tratado a uma temperatura elevada em uma atmosfera de nitrogênio para difundir nitrogênio no composto como um dopante. Como outro exemplo, o composto pode ser tratado com ácido fosfórico para fornecer uma dopagem fosforosa.
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10/15 [0039] É preferível que o composto não metálico compreenda oxigênio, por exemplo, o composto pode ser um óxido metálico. Um método vantajoso de reduzir o composto pode ser pelo uso do processo de eletrodesoxidação Cambridge FFC.
[0040] Um quinto aspecto pode fornecer um pó metálico, em particular um pó de tântalo ou nióbio, para a produção de capacitores compreendendo partículas porosas ou aglomerados tendo um tamanho médio partícula de entre 5 pm e 500 pm e uma área de superfície específica de entre 0,1 e 10 m2/g quando medida pelo método BET, caracterizado pelo fato de que as partículas compreendem entre 5 e 5000 ppm de um dopante retardador de sinterização, por exemplo, entre 10 e 2000 pm, ou 20 e 1000 ppm.
[0041] Preferivelmente o pó compreende entre 15 e 500 ppm ou entre 20 e 250 ppm de um dopante retardador de sinterização. Preferivelmente o pó compreende entre 45 e 100 ppm de um dopante retardador de de sinterização. Vantajosamente o dopante retardador de sinterização é um ou mais elementos selecionados do grupo compreendendo boro, nitrogênio e fósforo.
[0042] Um pó conforme esse segundo aspecto pode ser capaz de sofrer quaisquer etapas de processo necessárias para produzir um pó do grau capacitor, tal como desoxidação, sem um aumento significativo no tamanho de grão do pó ou uma diminuição significativa na área de superfície específica. O pó pode também resistir a uma diminuição na área de superfície quando sofre quaisquer outras etapas de sinterização necessárias para formar um capacitor.
[0043] Um sexto aspecto pode fornecer um capacitor anodo ou um corpo anodo, o anodo tendo uma área de superfície específica de entre 0,1 e 10 m2/g, preferivelmente entre 0,1 e 5m2/g, quando medida por BET (Micromeritics Tristar) e entre 10 e 2000 ppm de um dopante, onde o dopante é um elemento selecionado do grupo compreendendo
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11/15 nitrogênio, fósforo e boro. Preferivelmente o anodo é formado a partir de Ta ou Nb, e preferivelmente o anodo é formado por sinterização de pó ou aglomerados de Ta ou Nb. A produção de anodo pode incluir a produção de pó por qualquer método descrito acima ou usar qualquer pó descrito acima.
Descrição de Modalidades Específicas da Invenção [0044] Modalidades específicas da invenção serão descritas agora por meio de exemplos, em relação aos desenhos anexos, nos quais:
a figura 1 ilustra um aparelho de eletrorredução para executar um método conforme um aspecto da invenção.
Exemplo 1 [0045] Um primeiro exemplo descreve a produção de pó de Ta dopado com boro pela eletrodesoxidação direta de Ta2O5. Um esquema do aparelho usado no método está ilustrado na figura 1.
[0046] O aparelho usado compreende um recipiente ou um cadinho 10 cheio com sal 20. O sal foi um sal cloreto de cálcio. O sal também compreendeu 50 ppm de boro.
[0047] Elementos de aquecimento (não mostrados) agiram para aumentar a temperatura do sal até acima do seu ponto de fusão. Um catodo 30 e um anodo de carbono 40 foram então dispostos no sal fundido e conectados através de um fornecimento de energia 50.
[0048] O pó Ta2O5 foi formado nos aglomerados precursores por um processo de prensagem e sinterização. Esses aglomerados precursores podem alternativamente ser descritos como pré-formas, partículas ou pelotas.
[0049] Os aglomerados de Ta2O5 (o material precursor) 35 foram dispostos em contato com o catodo 30. Esse contato foi alcançado colocando-se os aglomerados dentro de uma cesta 31 que forma parte do catodo 30. O contato entre os aglomerados e o catodo pode ser alcançado por qualquer outro meio adequado incluindo, por exemplo, a
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12/15 colocação dos aglomerados na superfície de uma chapa que seja parte de, ou esteja em contato com, o catodo, ou por aglomerados rosqueados em uma barra ou fio que seja eletricamente acoplado ao catodo.
[0050] Como parte de um protocolo de pré-processamento, a temperaura do sal foi inicialmente aumentada até 400 °C por 16 horas para secar o sal e então também aumentou até 920°C. É entendido, entretanto, que qualquer protocolo de pré-processamento adequado pode ser usado para preparar um sal para uso em um método conforme a invenção.
[0051] A eletrodesoxidação foi executada nos aglomerados Ta2O5 35 de forma que eles foram reduzidos a Ta metálico. Essa eletrodesoxidação foi executada de acordo com o processo Cambridge FFC (descrito no WO 99/64638). Uma voltagem de 2,8 V foi aplicada através dos terminais de células (30, 40) por 56 horas para garantir a redução completa do óxido para Ta metálico. O catodo 30 com sua cesta associada 31 contendo metal reduzido foi então retirado do sal fundido sob uma coberta de argônio e deixado resfriar.
[0052] O catodo e o metal reduzido foram lavados em água para remover o excesso de sal e então o metal foi completamente lavado primeiramente em água desionizada quente (80°C) e e ntão em 1M de ácido HCL para remover o sal e o óxido de cálcio. Após a secagem, foi obtido o pó de Ta de grau de capacitor. O pó resultante teve um teor de boro de 250 ppm, uma área de superfície específica de cerca de 1 m2/g e uma carga específica de cerca de 50 x 103 pF.V/g (CV/g).
[0053] O pó resultante pode então ser processado através de uma rota conhecida para produzir um capacitor. Um exemplo típico de uma rota de produção de capacitor é descrita acima nos antecedentes da invenção.
Exemplo 2
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13/15 [0054] Um segundo exemplo descreve a produção de pó de Ta dopado com fósforo por eletrodesoxidação de Ta2O5.
[0055] Pelotas de Ta2O5 foram produzidas prensando-se pó de Ta2O5 e então sinterizando-se, de forma que as pelotas tivessem resistência suficiente para serem manuseadas e uma porosidade de cerca de 60 a 65%. A temperatura de sinterização e o tempo necessários para alcançar esses critérios variarão, dependendo das características particulares de sinterização do grupo de pó de Ta2O5 que está sendo usado.
[0056] Um aparelho substancialmente conforme descrito acima em relação ao exemplo 1 (e ilustrado na figura 1) foi usado para reduzir as pelotas. Entretanto a reação de eletrodesoxidação foi executada em um sal fundido dopado com fósforo, ao invés do sal dopado com boro usado para o exemplo 1.
[0057] Um sal cloreto de cálcio dopado com fósforo foi produzido adicionando-se 1000 ppm em peso de fosfato de cálcio (Ca3(PO4)2) ao CaCl2 grau LP. O nível de óxido de cálcio (CaO) no sal foi ajustado para ser cerca de 4000 ppm em peso. A razão da massa de sal na célula para a massa de óxido sendo reduzido foi de aproximadamente 36:1.
[0058] Antes do uso, o sal cloreto de cálcio dopado sofreu um protocolo de pré-processamento para secar o sal conforme descrito acima em relação ao Exemplo 1. Qualquer protocolo de pré-processamento de sal adequado pode ser usado para preparar o sal para uso.
[0059] A eletrodesoxidação das pelotas de Ta2O5 foi executada aplicando-se uma voltagem de cerca de 3 V entre o anodo e o catodo por um período de 24 horas, de modo que as pelotas de Ta2O5 foram reduzidas a Ta metálico. A temperatura do sal foi mantida a cerca de 830°C para a duração da reação de eletrodesoxidação.
[0060] A célula foi então resfriada e o metal reduzido foi removido
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14/15 e lavado para remover o excesso de sal. O Ta metálico resultante foi analisado e descoberto conter 484 ppm de fósforo (ICP-MS).
Exemplo 3 [0061] Um terceiro exemplo descreve a produção de pó de Ta dopado com fósforo por eletrodeposição do Ta2O5.
[0062] O aparelho e o método de eletrodesoxidação usados no exemplo 3 foram substancialmente os mesmos conforme descrito no exemplo 2, com a diferença de que o sal foi dopado com níveis mais altos de fósforo.
[0063] O sal para uso nesse terceiro exemplo foi produzido adicionando-se cerca de 3000 ppm em peso de fosfato de cálcio a um sal cloreto de cálcio do grau LP. O teor total de CaO do sal foi ajustado para ser cerca de 4000 ppm em peso. A razão da massa de sal na célula para a massa de óxido sendo reduzida foi aproximadamente 36:1. [0064] As pelotas de Ta2O5 foram reduzidas a um potencial de cerca de 3V por um período de 24 horas. O Ta metálico resultante foi analisado e descobriu-se que tinha um teor de fósforo de 1400 ppm. Exemplo 4 [0065] Um quarto exemplo descreve a produção de pó de Ta dopado com nitrogênio por eletrodesoxidação direta de Ta2O5 dopado com nitrogênio. O aparelho usado foi substancialmente conforme descrito acima em relação ao exemplo 1. O sal fundido usado foi um sal CaCl2 tendo 0,4% em peso de CaO.
[0066] O pó de Ta2O5 tendo um teor de nitrogênio de 783 ppm (conforme medido por um analisador de nitrogênio Eltra ON900) foi selecionado, prensado em pelotas e sinterizado. As pelotas foram colocadas no aparelho e a eletrodesoxidação das pelotas foi executada aplicando-se uma voltagem de cerca de 3 V entre o anodo e o catodo por um período de 24 horas, de modo que as pelotas foram reduzidas a Ta metálico. A temperatura do sal foi mantida a cerca de 830°C pela
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15/15 duração da reação de eletrodesoxidação. O pó metálico resultante foi analisado e descoberto conter 252 ppm de nitrogênio.
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Claims (11)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Método de produção de esponja ou pó metálicos para uso na produção de um capacitor, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de, reduzir um composto não metálico (35) a metal em contato com um sal fundido (20), o composto não metálico sendo um composto sólido na forma de uma pré-forma porosa ou pelota construída a partir de um pó ou aglomerados do composto não metálico, em que o composto não metálico compreende oxigênio e a redução para metal ocorre por eletrodesoxidação, em que um catodo (30) e um anodo (40) estão dispostos em contato com o sal fundido e o composto não metálico (35) está disposto para estar em contato com o catodo, e aplicar um potencial suficiente entre o catodo e o anodo para remover oxigênio do composto não metálico, o potencial não sendo suficiente para fazer os cátions no eletrólito depositarem como metal no catodo, em que a pré-forma porosa ou pelota compreende um dopante que age como um retardador de sinterização no metal e o dopante subsequentemente dissolve no sal de modo que o sal compreende, por pelo menos uma parte do processo, o dopante.
  2. 2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sal compreende entre 50 ppm e 10000 ppm do dopante.
  3. 3. Método de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a esponja ou pó metálicos é Ta ou Nb.
  4. 4. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o sal fundido compreende um ou mais elementos selecionados do grupo compreendendo bário, cálcio, césio, lítio, sódio, potássio, magnésio, estrôncio e ítrio.
  5. 5. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações
    Petição 870170065419, de 04/09/2017, pág. 22/28
    2/3 precedentes, caracterizado pelo fato de que o sal fundido compreende um haleto metálico, e preferivelmente compreende cloreto de cálcio.
  6. 6. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o dopante é um elemento selecionado do grupo compreendendo boro, nitrogênio e fósforo.
  7. 7. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que há mais de um dopante.
  8. 8. Método de produção de esponja ou pó metálicos para uso na produção de um capacitor, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de, reduzir o composto não metálico para metal em contato com um sal fundido, o composto não metálico sendo um composto sólido na forma de uma pré-forma porosa ou pelota construída a partir de um pó ou aglomerados do composto não metálico, em que o composto não metálico compreende oxigênio e a redução para metal ocorre por eletrodesoxidação, em que um catodo (30) e um anodo (40) estão dispostos em contato com o sal fundido e o composto não metálico (35) está disposto para estar em contato com o catodo, e aplicar um potencial suficiente entre o catodo e o anodo para remover oxigênio do composto não metálico, o potencial não sendo suficiente para fazer os cátions no eletrólito depositarem como metal no catodo, em que, o método ainda compreende a etapa de selecionar um composto não metálico capaz de reduzir a esponja ou pó metálicos, e antes da redução, o composto não metálico compreende entre 50 ppm e 10000 ppm de um dopante que age como retardador de sinterização no metal.
  9. 9. Método de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o composto não metálico selecionado é dopado com
    Petição 870170065419, de 04/09/2017, pág. 23/28
    3/3 entre 50 ppm e 5000 ppm do dopante retardador de sinterização antes da redução para a esponja ou pó metálicos.
  10. 10. Método de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o composto não metálico é dopado pela reação com um sólido, líquido ou gás compreendendo o dopante, de forma que o dopante se difunda no composto.
  11. 11. Método de acordo com a reivindicação 8, 9 ou 10, caracterizado pelo fato de que o dopante é boro, fósforo ou nitrogênio.
    Petição 870170065419, de 04/09/2017, pág. 24/28
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