ES2207946T3 - Aleaciones de tantalo-silicio y productos que los contienen y procedimientos para elaborarlos. - Google Patents
Aleaciones de tantalo-silicio y productos que los contienen y procedimientos para elaborarlos.Info
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Abstract
Un lingote de aleación basado en tántalo obtenido reduciendo tántalo y silicio a un estado líquido mediante fusión, en el que el tántalo es el metal de mayor porcentaje en peso presente, y dicha aleación comprende entre 50 ppm en peso y 5% en peso de silicio elemental, respecto al peso de dicha aleación.
Description
Aleaciones de tántalo-silicio y
productos que los contienen y procedimientos para elaborarlos.
La presente invención se refiere a lingotes de
aleación basada en tántalo, procedimientos para elaborarlos, y
productos elaborados con la aleación o que la contienen.
El tántalo tiene muchos usos en la industria,
como en alambres para condensadores, bandas de calidad embutida o
repujada para fabricar crisoles y similares, bandas de calibre fino,
y otros usos convencionales. En la formación de productos para ser
usados en la industria, el tántalo se obtiene a partir del mineral
de tántalo y se convierte en una sal, que a continuación se reduce
para formar un polvo. El polvo puede transformarse en un lingote
fundiéndolo, o bien puede prensarse y sinterizarse el polvo para
formar el producto deseado. Aunque las calidades de tántalo
disponibles comercialmente en la actualidad resultan aceptables en
la industria, existe el deseo de mejorar las propiedades del
tántalo, ya que una barra de polvo metalúrgico de tántalo puede
poseer un amplio intervalo de resistencias a la tracción diferentes
en el producto, y/o el lingote de tántalo metalúrgico puede poseer
tamaños de grano grandes, que provocarían una tendencia a la
fragilidad en el tántalo no deseada, especialmente cuando se forma
en diámetros pequeños, como en el caso de los calibres de alambre.
El documento WO-A-9220828 describe
un procedimiento metalúrgico de tratamiento de polvo para fabricar
aleaciones de Ta-Si.
Así pues, existe un deseo de mejorar la
consistencia de las propiedades del tántalo para superar las
desventajas descritas anteriores.
La presente invención, que viene dada por las
reivindicaciones, se refiere a una aleación basada en tántalo que
contiene al menos tántalo y silicio, en la que el tántalo es el
metal de mayor porcentaje en peso presente en la aleación metálica.
Preferiblemente, la aleación posee una uniformidad en la resistencia
a la tracción cuando se forma en un alambre, de modo que la
desviación típica máxima de la población de la resistencia a la
tracción para el alambre es de aproximadamente 3 KSI para un alambre
no recocido en su diámetro final, y de aproximadamente 2 KSI para un
alambre recocido en su diámetro final.
La presente invención se refiere además a
diversos productos elaborados a partir de la aleación, tales como
barras, tubos, láminas, alambres, condensadores y similares.
La presente invención, dada en las
reivindicaciones 13 a 24, también se refiere a un procedimiento de
elaboración de una aleación metálica que contiene al menos tántalo y
silicio, en la que el tántalo es el metal de más alto porcentaje en
peso presente en la aleación metálica. El procedimiento incluye las
etapas de mezclado de un primer polvo que contiene tántalo o un
óxido del mismo con un segundo polvo que contiene al menos silicio,
un óxido de éste, o un compuesto que contiene silicio, para formar
una mezcla. Esta mezcla se reduce entonces a un estado líquido, por
ejemplo fundiendo la mezcla, y así se forma una aleación a partir
del estado líquido.
La presente invención, dada en las
reivindicaciones 25 a 36, también se refiere a otro procedimiento
para elaborar la aleación, que incluye la reducción al estado
líquido, tanto separadamente como junto a un sólido que contienen
silicio y un sólido que contiene tántalo, para formar un líquido que
contiene silicio y un líquido que contiene tántalo. Los dos líquidos
se mezclan a continuación para formar una mezcla líquida, y entonces
la mezcla líquida se transforma en una aleación sólida.
La presente invención, además, se refiere a un
procedimiento para incrementar la uniformidad de la resistencia a la
tracción en el metal de tántalo, dopándolo con silicio o
introduciendo silicio en el metal de tántalo en una cantidad
suficiente para incrementar la uniformidad de la resistencia a la
tracción en el metal de tántalo.
La presente invención también se refiere a un
procedimiento para reducir la tendencia a la fragilidad del metal de
tántalo, que incluye las etapas de dopado del metal de tántalo con
silicio o introducción de silicio en el metal de tántalo en una
cantidad suficiente para reducir la tendencia a la fragilidad del
metal de tántalo.
Finalmente, la presente invención se refiere a un
procedimiento para impartir un nivel controlado de resistencia a la
tracción mecánica en el metal de tántalo, dopando el metal de
tántalo con silicio o introduciendo silicio en el metal de tántalo y
recociendo entonces el metal de tántalo para conferir una
resistencia a la tracción mecánica controlada o deseada en el metal
de tántalo.
Debe comprenderse que tanto la descripción
general anterior como la descripción detallada siguiente son
únicamente ejemplares y explicativas, y se supone que proporcionan
una explicación adicional de la presente invención, según se
reivindica.
La presente invención se refiere, en parte, a un
lingote de aleación basada en tántalo que comprende al menos tántalo
y silicio. El tántalo que forma parte de la aleación metálica es el
metal primario presente. Así, entre cualquier metal que podría estar
presente opcionalmente, el porcentaje en peso más alto de cualquier
metal presente será el del tántalo. Preferiblemente, el porcentaje
en peso del tántalo presente en la aleación es de al menos
aproximadamente 50%, preferiblemente de al menos aproximadamente
75%, preferiblemente de al menos aproximadamente 85% o al menos 95%,
y preferentemente de al menos aproximadamente 97% o entre
aproximadamente 97% y aproximadamente 99,5% o superior. El tántalo
se microalea con silicio. El silicio se encuentra presente en
pequeñas cantidades, la aleación de tántalo-silicio
(o aleación de Ta-Si) comprende entre 50 ppm en peso
y 5% en peso de silicio elemental. Preferiblemente entre 50 ppm y
aproximadamente 1.000 ppm de silicio elemental, y preferentemente
entre 50 ppm y aproximadamente 300 ppm de silicio elemental,
respecto al peso de la aleación. Preferiblemente, la aleación posee
menos de 1% en peso de silicio elemental. La menor cantidad de
silicio presente en la aleación es de 50 ppm, una cantidad
suficiente para aumentar la uniformidad de la resistencia a la
tracción de la aleación resultante, comparada con un metal de
tántalo que no contiene silicio.
La aleación de la presente invención puede
contener otros ingredientes adicionales, tales como otros metales o
ingredientes que se añaden típicamente al metal de tántalo, como el
itrio, circonio, titanio o mezclas de éstos. Los tipos y cantidades
de estos ingredientes adicionales pueden ser los mismos que los
usados con el tántalo convencional, y resultarán conocidos para los
expertos en la materia. En una forma de realización, la cantidad de
itrio presente en la aleación es inferior a 400 ppm, o inferior a
100 ppm, o inferior a 50 ppm. Otros metales diferentes al tántalo
pueden estar presentes, y preferiblemente comprenderán menos de 10%
en peso de la aleación, preferiblemente menos de 4% en peso de la
aleación, y preferentemente menos de 3%, o menos de 2% en peso de la
aleación. Así mismo, preferiblemente, nada o prácticamente nada de
volframio o molibdeno están presentes en la aleación.
Así mismo, la aleación posee bajos niveles de
nitrógeno, preferiblemente, tales como menos de 200 ppm y
preferiblemente menos de 50 ppm, preferiblemente menos de 25 ppm y
preferentemente menos de 10 ppm. La aleación puede poseer bajos
niveles de oxígeno presente en la aleación, tales como menos de 150
ppm, y preferiblemente menos de 100 ppm, preferiblemente menos de
aproximadamente 75 ppm y preferentemente menos de aproximadamente 50
ppm.
Generalmente, las aleaciones de la presente
invención pueden poseer cualquier tamaño de grano, incluyendo el
tamaño de grano que se encuentra típicamente en el metal de tántalo
puro o sustancialmente puro. Preferiblemente, la aleación posee un
tamaño de grano de entre aproximadamente 75 micrómetros y
aproximadamente 210 micrómetros, y preferiblemente entre
aproximadamente 75 micrómetros y aproximadamente 125 micrómetros,
cuando se calienta a 1800ºC durante 30 minutos. Así mismo,
preferiblemente, la aleación puede poseer un tamaño de grano de
entre aproximadamente 19 micrómetros y aproximadamente 27
micrómetros cuando se calienta a 1530ºC durante 2 horas.
Preferiblemente, la aleación posee una
uniformidad en la resistencia a la tracción cuando se transforma en
un alambre, de modo que la máxima desviación típica de la población
de resistencias a la tracción para el alambre es de aproximadamente
3 KSI, preferiblemente aproximadamente 2,5 KSI, preferiblemente
aproximadamente 2,0 KSI, y preferentemente aproximadamente 1,5 KSI o
1,0 KSI para un alambre no recocido en su diámetro final. La
aleación también posee una desviación típica máxima de la población
de resistencias a la tracción para el alambre de aproximadamente 2
KSI, preferiblemente aproximadamente 1,5 KSI y preferiblemente
aproximadamente 1,0 KSI, y preferentemente aproximadamente 0,5 KSI
para un alambre no recocido en su diámetro final.
Las aleaciones de la presente invención pueden
elaborarse según los procedimientos de acuerdo con las
reivindicaciones. En un procedimiento, se mezcla un primer polvo que
comprende tántalo o un óxido de éste (por ejemplo, un sólido que
contenga tántalo) con un segundo polvo que comprende silicio y un
compuesto que contiene silicio.
Para los propósitos de la presente invención, un
sólido que contiene silicio es cualquier sólido que puede reducirse
subsiguientemente al estado líquido para conferir silicio elemental
en un metal de tántalo. Los ejemplos de compuestos que contienen
silicio incluyen, sin limitación a éstos, polvo de silicio
elemental, SiO_{2}, perlas de vidrio y similares. Además, un
sólido que contiene tántalo es cualquier material sólido que
contenga al menos tántalo, que puede reducirse a un estado líquido
para formar un metal de tántalo. Un ejemplo de sólido que contiene
tántalo sería el polvo de tántalo o una chatarra de tántalo o
similares.
Una vez mezclados los polvos para formar la
mezcla, ésta se reduce a un estado líquido, por ejemplo fundiéndola.
La manera en la que se reduce la mezcla a un estado líquido, por
ejemplo fundiéndola, puede llevarse a cabo mediante cualquier medio.
Por ejemplo, la fusión puede llevarse a cabo mediante fusión por haz
electrónico, procesado de refusión por arco, o fusión de plasma.
Una vez reducida la mezcla al estado líquido, la
mezcla líquida puede dejarse formar o volver al estado sólido y
formar una aleación sólida por cualquier medio, incluyendo el temple
en un crisol, como un crisol de cobre enfriado con agua, o por
atomización (por ejemplo, atomización de gas o líquida),
procedimientos de solidificación rápida y similares.
En este procedimiento, generalmente cualquier
cantidad de compuesto que contiene silicio o silicio elemental puede
usarse o introducirse en el metal de tántalo, siempre que la
cantidad resulte en una aleación basada en tántalo según se
reivindica. Preferiblemente, la mezcla de polvo, una vez formada,
contiene entre aproximadamente 0,01% en peso y aproximadamente 25%
en peso, preferiblemente entre aproximadamente 0,5% en peso y
aproximadamente 2,0% en peso, y preferentemente entre
aproximadamente 0,80% en peso y aproximadamente 1,2% en peso de
silicio elemental, respecto al peso de la mezcla entera.
Tal y como se ha indicado anteriormente, esta
mezcla puede contener además otros ingredientes, aditivos o
dopantes, como los que se usan típicamente en los metales de tántalo
convencionales, como el itrio, circonio, titanio o mezclas de
éstos.
En la forma de realización preferida de la
presente invención, la mezcla se reduce al estado líquido mediante
fusión por arco electrónico (en vacío), de modo que la mezcla puede
fundirse a cualquier velocidad, incluyendo una velocidad de entre
aproximadamente 200 libras (90,71 kg) por hora y 700 libras (317,51
kg) por hora, usando, por ejemplo, un horno de haz electrónico
Leybold de 1200 kW, que puede colar en lingotes de entre 10 y 12
pulgadas (entre 25,4 cm y 30,48 cm). Puede fabricarse cualquier
tamaño de lingote, dependiendo del tipo de horno de haz electrónico
y de su capacidad de enfriamiento.
Preferiblemente, la aleación subsiguientemente
formada se reduce al estado líquido o se funde más de una vez, y
preferiblemente al menos dos o más veces. Cuando se funde al menos
dos veces, la primera fusión se lleva a cabo preferiblemente a una
velocidad de fusión de aproximadamente 400 libras (181,44 kg) por
hora y la segunda fusión se lleva a cabo preferiblemente a una
velocidad de fusión de aproximadamente 700 libras (317,51 kg) por
hora. Así, la aleación, una vez formada, puede reducirse al estado
líquido cualquier número de veces, obteniéndose una aleación más
purificada y para ayudar a reducir los niveles de silicio a los
márgenes deseados en el producto final, ya que el silicio o el
compuesto que contiene silicio puede añadirse en exceso.
La aleación que resulta del procedimiento
anteriormente descrito contiene cantidades de silicio elemental
entre 50 ppm y 5% en peso, y preferentemente menos de 1% en peso de
silicio elemental respecto al peso de la aleación.
Otro procedimiento de elaboración de la aleación
de la presente invención implica la reducción al estado líquido de
un sólido que contiene silicio y un sólido que contiene tántalo. En
este procedimiento, el sólido que contiene silicio puede reducirse
al estado líquido separadamente, y el sólido que contiene tántalo
puede también reducirse al estado líquido separadamente. Entonces,
los dos estados líquidos pueden combinarse. Alternativamente, el
sólido que contiene silicio y el sólido que contiene tántalo pueden
añadirse como sólidos y reducirse subsiguientemente al estado
líquido.
Una vez que el sólido que contiene silicio y el
sólido que contiene tántalo se reducen al estado líquido, por
ejemplo mediante fusión, los dos líquidos se mezclan para formar una
mezcla líquida que se transforma subsiguientemente en una aleación
sólida. Al igual que en el procedimiento descrito anteriormente,
pueden añadirse ingredientes adicionales, aditivos y/o dopantes
durante el procedimiento.
El silicio o el compuesto que contiene silicio
puede introducirse alternativamente como un gas y "filtrarse" a
la cámara de fusión o crisol.
La presente invención también resulta en un
producto con uniformidad aumentada en las resistencias a la
tracción. Tal y como se ha establecido anteriormente, el metal de
tántalo, especialmente cuando se forma en barras o formas similares,
puede mostrar una gran variación en las propiedades mecánicas, tales
como la resistencia a la tracción, a lo largo de la longitud y/o
anchura de la barra. Con las aleaciones de tántalo de la presente
invención, se mejora la uniformidad de la resistencia ala tracción
del metal de tántalo, en comparación con el metal de tántalo que no
contiene silicio. En otras palabras, la variación o desviación
típica de la resistencia a la tracción puede reducirse en las
aleaciones de la presente invención. Así pues, la uniformidad de la
resistencia ala tracción en el metal de tántalo puede aumentar
mediante el dopaje o adición de silicio al metal de tántalo, de
manera que se forme una aleación de Ta-Si que posea
una uniformidad de la resistencia a la tracción aumentada o
mejorada, comparada con la del metal de tántalo que no contiene
silicio, especialmente cuando el tántalo se forma en alambre o
bandas.
La cantidad de silicio presente en el metal de
tántalo sería la misma descrita anteriormente. La desviación típica
de la resistencia a la tracción puede descender varias veces usando
metal de tántalo que contiene silicio. Por ejemplo, la desviación
típica de la resistencia a la tracción puede reducirse en
aproximadamente 10 veces o más comparada con un metal de tántalo que
no contenga silicio. Preferiblemente, la desviación típica se reduce
al menos 10%, preferiblemente al menos 25%, y preferentemente al
menos 50% comparada con un metal de tántalo que no posee
silicio.
De manera similar, la tendencia a la fragilidad
del metal de tántalo puede reducirse formando una aleación de
Ta-Si, comparada con el tántalo fundido sin silicio
o con el polvo metalúrgico de tántalo sin silicio.
Aparte de estas ventajas, la presente invención
permite controlar el nivel de resistencia a la tracción mecánica.
Más en detalle, en función de la cantidad de silicio presente en la
aleación de Ta-Si y la temperatura de recocido usada
en la aleación, pueden conferirse márgenes controlados y específicos
de resistencia a la tracción a la aleación. Por ejemplo, una mayor
temperatura de recocido conllevará una resistencia ala tracción
menor en la aleación. Además, una mayor cantidad de silicio presente
en la aleación conllevará una mayor resistencia ala tracción en la
aleación. Así, la presente invención permite controlar o
"sintonizar" la resistencia a la tracción específica que se
desee en un metal de tántalo, en función de estas variables.
La temperatura de recocido que ayuda a determinar
el nivel controlado de resistencia a la tracción mecánica en el
metal de tántalo es preferiblemente la última recocción llevada a
cabo en la aleación de Ta-Si. Este último recocido
de la aleación de Ta-Si es el recocido que más
controla la determinación del nivel concreto de resistencia a la
tracción mecánica en el metal de tántalo. Generalmente, la aleación
de Ta-Si puede recocerse a cualquier temperatura que
no lleve a la fusión de la aleación. Los intervalos de temperatura
de recocción preferidos (por ejemplo, recocción intermedia y final)
se encuentran entre aproximadamente 900ºC y aproximadamente 1600ºC,
preferiblemente entre aproximadamente 1000ºC y aproximadamente
1400ºC, y preferentemente entre aproximadamente 1050ºC y
aproximadamente 1300ºC. Estas temperaturas de recocción se basan en
la recocción durante aproximadamente 1 a aproximadamente 3 horas,
preferiblemente aproximadamente 2 horas. Así, si se desea obtener
una resistencia a la tracción baja (por ejemplo, 144,3 KSI), la
recocción intermedia se llevaría a cabo a una temperatura de
aproximadamente 1200ºC. Si se desea una resistencia a la tracción
mayor en el metal de tántalo (por ejemplo, 162,2 KSI), la recocción
intermedia se llevaría a cabo a una temperatura de aproximadamente
1100ºC.
Una vez formada la aleación, la aleación de
Ta-Si puede someterse a cualquier procesamiento
adicional, como cualquier metal de tántalo convencional. Por
ejemplo, la aleación puede someterse a forjado, estirado, enrollado,
reducción, extrusión, disminución de tubos o más de una de estas y
otras etapas de procesamiento. Tal y como se ha indicado
anteriormente, la aleación puede someterse a una o más etapas de
recocción, especialmente dependiendo de la forma concreta o uso
final del metal de tántalo. Las temperaturas y tiempos de recocción
para procesar el metal de Ta-Si se han descrito
anteriormente.
Así, puede darse cualquier forma a la aleación,
como un tubo, una banda, una lámina, un alambre, una barra, o un
componente embutido, usando los procedimientos conocidos por los
expertos en la materia. La aleación puede usarse en aplicaciones de
condensador y horno, y otras aplicaciones para metales en las que se
considere la tendencia a la fragilidad.
La presente invención se clarificará de manera
adicional mediante los siguientes ejemplos, que pretenden ser
puramente ejemplares de la presente invención.
Se usó un polvo de tántalo de bajo contenido en
sodio, que poseía las siguientes características:
El lingote poseía las siguientes impurezas
(ppm):
| Carbono 10 | Manganeso <5 |
| Oxígeno 80 | Estaño <5 |
| Nitrógeno <10 | Níquel <5 |
| Hidrógeno <5 | Cromo <5 |
| Niobio <25 | Sodio <5 |
| Titanio <5 | Aluminio <5 |
| Hierro 15 | Molibdeno <5 |
| Cobre <5 | Circonio <5 |
| Cobalto <5 | Magnesio 5 |
| Boro <5 | Volframio <5 |
Sobre este polvo de tántalo se añadió 1% en peso
de Si (en forma de polvo de silicio elemental de calidad de
reactivo) respecto al peso de la mezcla. El polvo mezclado se
sometió entonces a fusión por arco electrónico en un horno de arco
electrónico de 1200kW Leybold, usando una velocidad de fusión de
222,5 lb/hora (100,92 kg/hora). Una vez fundidos los polvos, se deja
solidificar la aleación y se refunde nuevamente en el arco
electrónico usando una velocidad de fusión de 592,0 lb/hora (268,53
kg/h). La aleación formada poseía silicio en una cantidad que
oscilaba entre aproximadamente 120 ppm de Si y aproximadamente 150
ppm de Si. La aleación formada se labró y se forjó por rotación para
obtener una barra de 4'', y se eliminaron las rebabas. A
continuación, esta barra se recoció a 1530ºC durante dos horas. La
barra se sometió entonces a 5 recocciones intermedias adicionales a
1300ºC durante dos horas, a la vez que se enrollaba y estiraba hasta
un diámetro de 0,2 mm y un alambre de 0,25 mm de diámetro, en el que
una parte de cada alambre se recocía en forma de cordón a una
temperatura de entre 1500ºC y 1600ºC, a tres velocidades diferentes
(35 pies/min, 30 pies/min, y 25 pies/min -10,67 m/min, 9,14 m/min y
7,62 m/min respectivamente-), mientras que la parte restante de la
muestra de alambre no se recoció. La muestra se comparó con un polvo
metalúrgico de metal de Ta no recocido formado de la misma manera
pero sin adición de Si. Las muestras de alambre analizadas mostraron
las siguientes resistencias a la rotura por tracción, medidas por
ASTM E-8.
| Ta no recocido | Aleación de Ta-Si | ||
| Diámetro | Media | Intervalo ZSD | |
| 0,2 mm | 132 | 122/142 | 130,0 |
| 124,3 | |||
| 133,8 | |||
| 0,25 mm | 133 | 123/143 | 120,6 |
| 134,6 | |||
| 130,4 |
Así mismo, se llevaron a cabo análisis de combado
en las muestras, y el alambre de aleación de la presente invención
resistió con éxito a la tendencia a la fragilidad mediante un
sinterizado a 1950ºC durante 30 minutos.
Se preparó un polvo que contenía tántalo y
silicio y se le dio forma de lingote, como en el Ejemplo 1. El
lingote de tántalo se fundió electrónicamente (como en el Ejemplo 1,
excepto que se usó la velocidad de fusión que se muestra en la Tabla
2) en cinco secciones. Las cantidades de silicio indicadas en la
Tabla 2 a continuación son las cantidades de silicio presentes en la
aleación.
| Sección | Material de Base | Peso (lb) | % de Si | Velocidad de Fusión |
| en la Fusión | (en peso) | Planificada (lb/h) | ||
| 1 | HR | 708 (321,14 kg) | 1,0 | 400 |
| 2 | HR | 809 (366,95 kg) | 0,5 | 400 |
| 3 | Ánodos coloreados | 497 (225,43 kg) | 1,0 | 400 |
| desoxidados al 70%, | ||||
| más 30% de HR | ||||
| 4 | HR | 721 (327,04 kg) | 1,0 | 200 |
| 5 | HR | 687 (311,61 kg) | 0,5 | 200 |
La cantidad de silicio presente en el metal de
tántalo se determinó por espectrografía de emisión. Se descubrió que
el metal con 0,5% de silicio añadido daba como resultado unos
niveles de Si retenido significativamente reducidos, de entre
aproximadamente 30 y aproximadamente 60 ppm, y una reducción en el
Índice de Dureza Briner (BHN) de 12 puntos, comparado con la muestra
con 1,0% en peso de silicio.
Las muestras (sección 3) con 1,0% de silicio
añadido dieron como resultado unos niveles de Si retenido reducidos
tanto en la superficie (138-160 ppm) como
internamente (125-200 ppm). Las muestras de
velocidad de fusión disminuida resultaron en un ligero incremento en
la retención de Si en la superficie (135-188 ppm) e
internamente (125-275 ppm). En cada caso, la dureza
de la aleación era muy uniforme, mostrando un BHN de 114 con un
intervalo de 103 a 127.
Se prepararon muestras de alambre como en el
Ejemplo 1, excepto que la temperatura de recocción intermedia final
se ajustó tal y como se muestra en la Tabla 3 a continuación. La
temperatura de recocción intermedia final fue también de dos
horas.
| Resistencia a la Rotura por | ||||
| Tracción | ||||
| Diámetro | Recocción | Media | Intervalo | Desviación |
| Intermedia | Típica | |||
| 0,2 mm (aleación de Ta-Si) | 1200ºC | 144,3 | 5,7 | 1,58 |
| 0,2 mm (metal de Ta) | 1300ºC | 133,4 | 9,3 | 5,94 |
| 0,2 mm (aleaciónde Ta-Si) | 1100ºC | 162,2 | 1,3 | 0,54 |
| 0,2 mm (metal de Ta) | 1300ºC | 135,8 | 9,0 | 4,73 |
Como puede apreciarse a partir de los resultados
de la Tabla 3, la aleación de Ta-Si muestra una
desviación típica en la resistencia a la tracción mucho menor. Así
mismo, la variación en la temperatura de recocción muestra la
capacidad para controlar el intervalo de resistencia a la
tracción.
Otras formas de realización de la presente
invención resultarán aparentes para los expertos en la materia, a
partir de la consideración de la memoria descriptiva y la práctica
de la invención aquí descrita. Se pretende que la memoria
descriptiva y los ejemplos se consideren como ejemplares únicamente,
con el verdadero alcance de la invención dado en las siguientes
reivindicaciones.
Claims (36)
1. Un lingote de aleación basado en tántalo
obtenido reduciendo tántalo y silicio a un estado líquido mediante
fusión, en el que el tántalo es el metal de mayor porcentaje en peso
presente, y dicha aleación comprende entre 50 ppm en peso y 5% en
peso de silicio elemental, respecto al peso de dicha aleación.
2. El lingote de aleación de la reivindicación 1,
en el que dicha aleación posee menos de 10% en peso de metales
diferentes al tántalo presente.
3. El lingote de aleación de la reivindicación 1,
en el que dicha aleación comprende entre 50 ppm y 1.000 ppm de
silicio elemental, respecto al peso de dicha aleación.
4. El lingote de aleación de la reivindicación 1,
en el que dicha aleación comprende entre 50 ppm y 300 ppm de silicio
elemental, respecto al peso de dicha aleación.
5. El lingote de aleación de la reivindicación 1,
en el que dicha aleación comprende menos de 1% en peso de silicio
elemental, respecto al peso de dicha aleación.
6. El lingote de aleación de la reivindicación 1,
que además comprende itrio, circonio, titanio, o mezclas de
éstos.
7. El lingote de aleación de la reivindicación 1,
en el que dicha aleación posee un tamaño de grano de entre 75 \mum
y 210 \mum cuando se calienta a 1800ºC durante 30 minutos.
8. El lingote de aleación de la reivindicación 1,
en el que dicha aleación posee un tamaño de grano de entre 19 \mum
y 27 \mum cuando se calienta a 1530ºC durante 2 minutos.
9. Un tubo que comprende el lingote de aleación
de la reivindicación 1.
10. Una lámina o barra que comprende el lingote
de aleación de la reivindicación 1.
11. Un alambre que comprende el lingote de
aleación de la reivindicación 1.
12. Un componente de condensador que comprende el
lingote de aleación de la reivindicación 1.
13. Un procedimiento de elaboración del lingote
de aleación de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8,
que comprende:
mezclado de un primer polvo que comprende tántalo
o un óxido del mismo con un segundo polvo que comprende silicio o un
compuesto que contiene silicio para formar una mezcla;
reducción de dicha mezcla a un estado líquido por
fusión;
formación de un lingote de aleación a partir del
estado líquido.
14. El procedimiento de la reivindicación 13, en
el que dicha mezcla comprende entre 0,01% en peso y 25% en peso de
silicio elemental.
15. El procedimiento de la reivindicación 13, en
el que dicha mezcla comprende entre 0,5% en peso y 2,0% en peso de
silicio elemental.
16. El procedimiento de la reivindicación 13, en
el que dicha mezcla comprende entre 0,80% en peso y 1,2% en peso de
silicio elemental.
17. El procedimiento de la reivindicación 13, en
el que dicha mezcla comprende además itrio, circonio, titanio, o
mezclas de éstos.
18. El procedimiento de la reivindicación 13, en
el que dicha reducción de la mezcla al estado líquido comprende la
fusión de dicha mezcla.
19. El procedimiento de la reivindicación 13, en
el que dicha fusión es una fusión por arco electrónico.
20. El procedimiento de la reivindicación 13, en
el que dicha fusión es por plasma.
21. El procedimiento de la reivindicación 13, en
el que dicha fusión es por refusión de arco a vacío.
22. El procedimiento de la reivindicación 13, que
además comprende la reducción de dicho lingote de aleación sólido a
un estado líquido y la formación de nuevo en un lingote de aleación
sólido.
23. El procedimiento de la reivindicación 13, que
además comprende someter a dicho lingote de aleación sólido a
forjado, estirado, enrollado, reducción, extrusión disminución de
diámetro de tubo o combinaciones de éstos.
24. El procedimiento de la reivindicación 13, que
además comprende recocer dicho lingote de aleación sólido.
25. Un procedimiento de elaboración de un lingote
de aleación de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8
que comprende:
reducción a un estado líquido, separada o
conjuntamente, de un sólido que contiene silicio y un sólido que
contiene tántalo para formar un líquido que contiene silicio y un
líquido que contiene tántalo;
mezclado del líquido que contiene silicio y el
líquido que contiene tántalo para formar una mezcla líquida; y
formación de un lingote de aleación sólido a
partir de dicha mezcla líquida.
26. El procedimiento de la reivindicación 25, en
el que dicha mezcla comprende entre 0,01% en peso y 25% en peso de
silicio elemental.
27. El procedimiento de la reivindicación 25, en
el que dicha mezcla comprende entre 0,5% en peso y 2,0% en peso de
silicio elemental.
28. El procedimiento de la reivindicación 25, en
el que dicha mezcla comprende entre 0,8% en peso y 1,2% en peso de
silicio elemental.
29. El procedimiento de la reivindicación 25, en
el que dicha mezcla comprende además itrio, circonio, titanio, o
mezclas de éstos.
30. El procedimiento de la reivindicación 25, en
el que dicha reducción de la mezcla al estado líquido comprende la
fusión de dicha mezcla.
31. El procedimiento de la reivindicación 30, en
el que dicha fusión es una fusión por arco electrónico.
32. El procedimiento de la reivindicación 30, en
el que dicha fusión es por plasma.
33. El procedimiento de la reivindicación 30, en
el que dicha fusión es por refusión de arco a vacío.
34. El procedimiento de la reivindicación 25, que
además comprende la reducción de dicho lingote de aleación sólido a
un estado líquido y la formación de nuevo en un lingote de aleación
sólido.
35. El procedimiento de la reivindicación 25, que
además comprende someter a dicho lingote de aleación sólido a
forjado, estirado, enrollado, reducción, extrusión disminución de
diámetro de tubo o combinaciones de éstos.
36. El procedimiento de la reivindicación 25, que
además comprende recocer dicho lingote de aleación sólido.
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