JPS63216901A - タンタル材料の脱酸方法 - Google Patents

タンタル材料の脱酸方法

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JPS63216901A
JPS63216901A JP62275600A JP27560087A JPS63216901A JP S63216901 A JPS63216901 A JP S63216901A JP 62275600 A JP62275600 A JP 62275600A JP 27560087 A JP27560087 A JP 27560087A JP S63216901 A JPS63216901 A JP S63216901A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 タンタルコンデンサーは典型的にはタンタル粉末ヲプレ
スしてベレット状にし、ペレットを炉中で焼結して多孔
質体を作り、次いでその多孔質体を適当な電解質中で陽
極処理して焼結体表面に連続した誘電体酸化物フィルム
を形成して製造される。
コンデンサーに適したタンタル粉末は、コンデンサー製
造業者、タンタル処理業者の両方から努力により開発さ
れてきた。その結果高品質のコンデンサーを製造するの
にタンタル粉末が最も良く作用するためにタンタル粉末
に要求される特注を得ようとした。その特徴とは表面積
、純度、収縮率、生強度及び流動性がある。
特に、タンタル粉末のキャパシタンスは表面積の関数で
あるから、充分な表面積を特徴づけるべきである。焼結
後の表面積が大きい程、比キャパシタンスは大きい。
粉末の純度も重要な考慮の対象である。金属及び非金属
の汚染により誘電性を劣化する傾向がある。高い焼結温
度は揮′＠注の汚染物のあるものを除去することがある
。しかしながら、高温であると真の表Ｉｆｉ積を減じ、
従って、コンデンサーのΦヤパシタンスｔも減じてしま
う。焼結の除に表面積の損失を最小にすることがタンタ
ル粉末のキャパシタンスを保つために必焚である。
タンタル粉末の流動性及び生強度（加工後未焼結粉末の
機械的強度）は効率的生産を促すためにコンデンサー製
造業者にとってはＩＬ１！なパラメーターである。粉末
の流動性は高速でプレス処理するのＶＣｆ＃らかにダイ
に供給させることができ、生強度は製品の取扱いや輸送
、移動を余計な破損を生じさせずに行うことを可能する
ものである。
上記したように、タンクルペレットのキャパシタンスは
焼結した粉末の表面積の直接関数である。
より大きな表面積は、もちろんペレット当りの粉末のグ
ラム数を増や丁ことによって得ることができるが、コス
ト面で考えればｆ川する粉末のグラム当りの表面積を増
や子方法に開発が集中すべきである。タンタル粉末０粒
径を減じると単位重量当りの表面積なより大きくするか
ら、しばしば粒径の減少に伴う他の悪影響を招くことな
くタンタル粉末をより細か（する方法に努力を注いでき
た。
非常に粉末が細かい場合の６つの大きな欠点は流動特注
が悪いこと、酸素富有歓が過剰なこと、及び焼結時に表
面積を過剰に失うことである。
１１Ｅ％コンデンサーの場合タンタル中の酸素言有緻は
重要である。多孔質のタンタルペレットの酸素を有量が
３０００　ｐｐｍであるとき、そのようなペレットから
作られたコンデンサーは不充分な寿命特注を有すること
がある。拙いことにタンタル粉末は酸素に対して高い親
和性を有していから、加熱とそれに続ぐ空気接触を富む
加工工程は＃を素濃度の増別は避は峻い。電気用タンタ
ル粉末は通常真空中で加熱されて部分的に塊状になる。
この処理中酸化物表［ｆＩ層が金属中に浴は込むからタ
ンタル粉末は普通かなりの酸素量を取り込む。空気に触
れると新しい表面層が形成して全酸素富装置に７ＪＯわ
る。この粉末をその後コンデンサー用のアノードに加工
するとき、この１！Ｉ！素は表面酸化物として再結晶し
、非晶質酸化物の誘電層を通してショートしてコンデン
サーの電圧遮断あるいは高い漏洩電流の原因となる。
ａ！累の吸装置はｅｌ１表面に比ガするだろうから、高
いキャパシタンス性を持つ微粉末は大気中の酸素とずっ
と反応し易（なる。この理由により、微粒化したタンタ
ル粉末の酸化物言荷重は当然より粗い粒子部分よりも高
い。このことは特に、特別に細かい１個１個の粒子から
焼結した翼状化したタンタル粉末についていえる。この
場合、熱塊状化処理後そしてタンタル表面の再活性の結
果としてｆＲ素の追加吸収が起る。タンタルコンデンサ
ーの電気的性質は、もしタンタルのｌｌｌ素含有皺をコ
ンデンサーのアノードとして２７０工前及び／又は加工
＊ＫＤＩｔ少されうるならば、看しく改良されるだろう
。
タンタルの脱酸のために、アルカリ土類金属、アルミニ
ウム、インドリウム、炭素及び炭化タンタルが全て、従
来タンタル粉末と混合された。しかしながら、この技術
にはある欠点がある。アルカリ土類金属、アルミニウム
及びイツトリウムは耐火性酸化物となり、例えばａ！に
よる浸出により、コンデンサーとして適当なものとなる
前に除去しなければならない。炭素の歓は調節しなけれ
ばならない。なぜなら炭素が残留すると５０　ｐｐｍは
どの低いレベルでさえコンデンサーに影響するからであ
る。今まで提案されてきた更に他の方法は、酸化を抑え
、従って酸素言臀量を低く抑えるためにチオシアネート
処理を利用するかあるいはタンタル処理工程中炭化水素
又は還元雰臼気を利用するものであった。
本発明によれば、タンタルよりもより酸素活性性の金属
の存在下で水素ガスを含有する雰囲気において加熱操作
を行うことによりタルタル及ヒ／又はニオブ材料から酸
素を除去する。タンタル又はニオブを含むいかなる材料
も有効に処理することができる。そのようなタンタル及
び／又はニオブ材料は代表的にはあらゆる形のタンタル
、ニオブ金属、合金であり、酸化物、水素化物等々のよ
うなタンタル及びニオブの化合物がある。好ましい態様
としては、標準の面熱処理、例えば塊状化あるいは焼結
の際中にタンタル及び／又はニオブの粉末中に酸素が醪
は込むことを、本発明の処理条件下で上記処理を行って
避ける。もう１つの態様においては、アノードにプレス
したタンタル及び／又は二オシの粉末から、酸素活性金
属の存在下で水素含有雰囲気中でアノードを焼結して、
除去することができる。
適当な酸素活性金属は、ぺｊＪ　ＩＪウム、カルシウム
、セリウム、ハフエウム、ランタン、リチウム〜パラセ
オジム、スカンジウム、トリウム、チタン、ウラン、バ
ナジウム、イツトリウム、ジルコニウム、それらの合金
、例えばミツシュメタル、それらの混合物等からなる群
から選ばれる。チタン及びジルコニウムが好ましい。
理論付けすれば、水素ガスはタンタル及び／又はニオブ
酸化物と反応して水蒸気を発生して、次いでこの水蒸気
は酸素活性金属によって「ｒツタ−」されて活性金属の
酸化物と水素とを生成する。
そのような反応の機構は次の式により例示される。
それによればタンタルが脱酸される金属として示されて
おり、チタンが代表的な＃！素活性金楓ｒツターとして
示されている。
（Ａ）　　ＴａａＯｓ　＋５Ｈ２＝　５ＨｚＯ＋２Ｔａ
（１））　　ｎ２ｏ＋Ｔｔ　　　→ＴｉＯ＋Ｈ，２活性
金属ｒツタ−はタンタル材料と物理的に接触する必要が
ないが、最良の結果を得るにはタンタルに近づけて置く
ことが好ましい。ｒツタ−金属の最も大きい表面積を提
供するためには、ｒツタ−金属なスポンジ状にして用い
ることが好ましい。しかしながら、ｒツタ−金属はどん
な形態で由いてもよい。飼えばシート、スポンジあるい
は粉末でよい。
加熱処理は約９００　℃〜約２４００℃（約１１７３°
Ｋ〜約２６７３°Ｋ）の温度で行うことができる・１’
　ｙタリング反応は温度を増した方がよい。好ましい温
度範囲は約１１００〜約２０００℃（約１３７３°〜約
２２７３°Ｋ）である。趣良の結果を得るためには、熱
処理工程において達成しようとする温度よりも低い融点
を持つブラタ−金属を用いるのが好ましい。タンタル粉
末の熱処理＆ＩＣ特に好ましい温度範囲は約１２５０〜
約１４５０℃（約１５２３’Ｋ　〜約１７２３°Ｋ）で
ある。タンタルアノードとしては約１３００〜約１５５
０℃（約１５７６°に〜約１８２３°Ｋ）の熱処理温度
が好ましい。
次の実施例は本発明を更によ＜ａ明するものである。実
施例は当然例示であり、本発明・の範囲を限定するもの
と解釈丁べきではない。
キャパシタンス、直流 漏洩測定方法 （Ａ）　　ペレットの製造 タンタル粉末を結合剤なしで市販のペレットプレスを用
いて加圧成形した。典型的な例としては、プレス後の密
度は、粉末重量が１．２ｙで直径を６．４１Ｕトシタト
き６．０＆／ＣＯであった。
（纏　真空焼結 成形したペレットを１　［１−５）ル（０，００１３３
ｐａ）より低い高真空中で６０分間（１８００秒間）１
５００℃（１７７３°Ｘ）以上の温度で焼結した。
（０）　　陽極処理 焼結ペレットを９０±２℃（６６３±２’Ｋ）の成形浴
中においてＩ　Ｑ　Ｑ　Ｖ　ＤＣで陽極処理した。
電解液は０．１優の燐酸であった。
陽極処理速度は１ボルト／分に制御した。１００Ｖ　Ｄ
Ｏで６時間後、ペレットを洗浄し、乾燥した。
（１））　テスト条件 陽極処理、洗浄、乾燥後、７ノードをまず直流漏洩（Ｄ
ＯＬ）Ｋついてテストした。燐ａ！溶液を用いた。アノ
ードを頂部からテスト溶液に浸し、適当な電圧を２分（
１２０秒）間を印加した。その後ＤＯＴ、＋を測定した
。
ＤＯＬ到定を終えた後、２００ボルトに形成したアノー
ドを１０％燐酸を言むトレーに入れ、６０〜４５分（１
８００〜２７００秒）浸した。
２１°Ｃ（２９４°Ｋ］の１０％燐酸に浸したアノード
についてキャパシタンスを測定した。梨１６１１Ｂジェ
ネラル　ラジオ　キャ７ｆシタンステストブリッジを用
いて０．５ボルトのａ、　Ｃ，シグナル、６ボルトのａ
ｄ、ｃ、バイアスで測定した。
ペレット強度の測定方法 （Ａ）　　アノードの製造 タンタル粉末を結合剤なしで市販のペレットプレスを用
いて加圧成形した。プレス後の密度は、１．６．１７の
粉末重皺を用いて、直径、長さがそれぞれ６．４＆１１
１８．４＆ＩＩｌのとき６．０　＆　／ｃｃであった。
（靭　テスト 、円筒形のペレットを、２枚の平板の間にその長さ方向
を板に平行に置いた。板の一万に力をかけてペレットが
破壊するまで定常的に力を増加させた。破壊時点での力
を破壊強度として記録した。
酸素分析 酸素の分析はＬｅｃｏ　Ｔｃ　−３００２、Ｎ２アナラ
イプを用いて行う。これは不活性ガスフュージョンテク
ニックである。
ＢＩＴ表面積 タンタルの全表面積はＮｕｍｉｎＯＯＯｒｒ表面孔容積
アナライデー（Ｎｕｍｅｃ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製
造）を用いて測定する。この方法で得たＢ　Ｂ　Ｔ　（
Ｂｒｕｎａｕｅｒ−ＩＣｍｍｅｔ−Ｔｅｌｌｅｒ）表面
積は外部表面積ばかりでなく、孔の存在により生ずる内
部表面積を富む。
笑施列１ ６個のレベル（レベル間隔２ｃｒ！Ｌ）のタンタルリグ
を用いてテストサンプルを、処理時に支えた。
リグはトップの棚が焼結タンタルペレットｗ保ｎするよ
うに置き、そのペレットは光温度計の読み取りのターゲ
ットとした。１３４０　Ｉ）ｐｍ　０２を言む一６０メ
ツシュのタンタル粉末７０ｙを平均に分けて、２つのタ
ンタルトレイ（１ｃ！！ＬＸ　４ｃｉＸ　５儂）に拡ケ
タ。次いでこれらの２つのトレイ（サンプルＡ及びＢ）
をリグの最上段から第２、第３の棚に置いた。第３のタ
ンタルトレイをジルコニウムシート（５Ｘ５ｃｍ）で覆
い、タンタル粉末のトレイより下の第４の棚に置いた。
タンタルのトレイを保持するトレイな、円筒形のタンタ
ル加熱エレメントとシールドで囲うようにして真空炉内
に沈めた。次いで一組のタンタル熱シールドを、トレイ
な保持するタンタルリグを全体的に包んで炉の熱領域内
を均一な温度にするように加熱エレメントの頂部に置い
た。次いで炉を閉じで真空に引いて１ミクロンにし、炉
の漏洩速度を測定した。Ｍｃｌｅｏｄ　ｐｆ−ジにより
測定して５分（６００秒）間Ｋ　Ｏ，５ミクロンより低
い漏洩が許容できるも、Ｃｔ）と考えた。次いで炉のス
イッチを入れた。タンタル粉末を真空下で１０００〜１
０５０℃ｚ２７３〜１３２３°Ｋ）まで１５分（９００
秒ン間で加熱した。加熱速度は炉の電流値を２分間隔で
１０００〜１０５０℃（１２７３〜１６２６°Ｋ）に違
するのに充分な＊［ｉ　（通常１４００アンペア）Ｋな
るまで上げて行くことによってコントロールした。温度
はオプチカルパイロメーターを用いて最上段の棚に置い
たタンタルペレットを直接見ながら読み取った。
タンタル粉末は約８００℃でガスを出し始め１こ。
これは炉圧の増加で証明された。これは炉の前方に置い
たヴアリアン真空ｒ−ゾにより監視した。
典型的には炉内圧ははマフ０ミクロンに増７ＪＯした。
１０５０℃（１３２３°Ｋ）に達するまでに炉内圧は減
少を始めた。次いで６０分（１８００抄）間１０５０°
Ｃ（１３２３°Ｋ）を保持した。炉内圧を炉の前線で測
定して４０〜６０ミクロンまで減少させた。マクレオド
デージは０．５ミクロンより高く増加することｔ全（示
さなかった。
１０５０℃（１３２３°Ｋ）の保持サイクル後、炉内温
度な次第に上昇させた。
は’ｆ１２００℃（１４７３°Ｋ　）　ｖ）時点テＸ２
１ｆ−を閉じて炉内を隔離した。炉内を次いでＮ２で１
０騙り圧力になるまで後充填した。炉内温度を４時間（
１，４４ｘ　１０’秒）の間保持した後、炉内温度を１
４５０°Ｃ（１７２３°Ｋ）に５分（３００秒）間かけ
て上げた。炉はなおもＨ２で１０１ｊ１の圧力を保ちな
がら１時間（３６００秒）の間１４５０°Ｃ（１７２３
°Ｋ）に保持した。
１４５０°Ｇ（１７２３°Ｋ）の保持サイクルを終えた
後、炉を０．５ミクロンに減圧し、タンタル粉末を室温
に冷却した。
各トレイの脱酸素タンタル粉末を別々に一４０メツシュ
に処理して化学分析した。各トレイからの一４０メツシ
ュタンタルを組み合わせて２度目の化学分析をした。
脱酸テスト条件：真空下１０５０°０（１３２３’Ｋ）
３０分（１８００秒）、 １０１１１Ｈ２１２５０℃（１５２３ ０ｘ）で４時間（１，４４ｘ１０’ 秒）、１０ＩｕｌＩＨ２下１２５０ 〜１４５０（１５２３〜 １７２３°Ｋ）、１Ｑｕ＋Ｈ，下 １４５０°Ｃ（１７２３°Ｋ）で １時間（３（５００秒） 化学分析は次のとおりであった。
タンタル粉末初期０２ｆｆ有１１１３４０ＰＰ”。
次の脱酸処理：０゜ サンプルＡ　　　　　　　　１ｏｓｓｐｐｍ＋ｙデ”Ｂ
　　　　　　　　　１１０９５ｐｐサンプルＡとＢの複
合　　　１０９５　ｐｐｍ脱酸処理はサンプルＡ及びＢ
に行われ、粉末の０２言何量が有意に減じた。同じタン
タル粉末を標準の熱処理したところ粉末の０２言臀置は
３００〜５００　ｐｐｍだけ増加した。
実施ガ２ ７０ｙのタンタル粉末（５Ｉ！施的ＩＫ使柑したと同じ
原料）をジルコニウムのストリップの存在下でＨ２ガス
により脱酸した。炉のりブの負荷の仕方及び漏洩チェッ
クは実施列１と同じであった。
タンタル粉末を真空下で１０５０℃（１３２３°Ｋ）に
別熱し、粉末のガス発生の証明が終るまで６０分（１８
００秒）関保持した。そして炉内圧は炉の前線に測定し
て４０〜６０ミクロンに城じた。
ガス発生サイクルを終えた後、１０５０℃（１３２！１
°Ｋ）で炉の真空弁を閉じ、炉をＨ２でＩＱａｕｍの圧
にバックフィルした。炉内温度を次いで１２５０℃（１
５２３°Ｋ）に９分Ｃ５４０秒）間で上げた。１２５０
℃１５２３°Ｋ）に達してから、この態度な４時間（１
，４４Ｘ１０’秒）の間保持した。４時間（１，４４Ｘ
１０’秒］の保持ヲ終えた後、炉を排気して０．５ミク
ロンにした。
仄いで炉内温度を１４５０℃１７２３°Ｋ）に上げて、
この温度６Ｃ３０分（１８００秒）保持した。
１４５０℃（１７２３°Ｋ）のサイクルを終えたとき、
炉を止め、タンタル粉末を真空下で室温に冷却しに。タ
ンタル粉末を実施列１と同じ方法で加工した。
脱酸処理条件：真”２下１０５０℃（１３２３ｏＫ）で
６０分（１８００秒］、 １０ｕＨ２１２５Ｄ℃（１５２３ ０Ｋ　）で４時間（１，４４Ｘ１０’秒入真空下１２５
０〜１４５０℃ （１５２３〜１７２３°Ｋ） 真空下１４５０°Ｑ（１７２３°Ｋ） で６０分（１８００秒） 化学分析値は久のようであった。
タンタル粉末の初期０２言有１−１５４０ｐｙｎ脱酸処
理後　　　　　　　　　　　ｏ２サンプル０　　　　　
　　　　　１３１０　ｐｐｍｔｙゾルＤ　　　　　　　
　　　Ｉ３３５Ｉ）ｐｍ＋ンｆルａとＤｃｖｖ合　　　
　１３３５ｐｐｍサンプル０及びＤの説ｔＲ素処理はＴ
ａ粉末にょる０２増卯を妨げた。同じＴａ粉末の同様の
熱処理を標準の真空条件な用いて行った結果、粉末の０
２富有量は６００〜５００　ｐｐｍだけ増加させた。
実施ガロ タンタル粉末（実施ガ１で用いたものと同じ）７０＆を
ピック剤としてチタンストリップを用いてＨ２ガスで脱
＃を素した。炉リグの負荷の仕方及び炉の漏洩チェック
は実施ＦＰＪ１と同じように行った。
タンタル粉末を真空下で１０５０℃（１３２３°Ｋ）に
ＤＯ熱し、真空下粉末のガス発生の証明が終るまで６０
分（１８００秒）間保持した。１０５５℃（１３２８°
Ｋ）で炉の真空弁を閉じ、炉をＨ２で１０Ｕｌの圧力に
バックフィルした。炉Ｉ７３温度を１２５０℃（１５２
３°Ｋ）Ｋ９分（５４０秒）かけて上げた。１２５０℃
（１５２３°Ｋ）になったとき、この温度を２時間（７
２００秒）保持した。
２時間（７２００秒）保持時間が終ったとき、炉を０．
５ミクロンに排気した。次いで炉内温度を１４５０℃（
１７２３°Ｋ）に上げて、この温度に３０分（１８００
秒）間保持した。１４５０℃（１７２３°Ｋ）のサイク
ルが終ったとき、炉を停止し、タンタル粉末を真空下で
室温に冷却した。
タンタル粉末を実施列１と同様に卯工した。
脱酸処理条件：　真空下１０５０°Ｏ（１３２３０Ｋ　
）で６０分間（１８００秒）、 １０ａｕｃＨ２１２５０℃（１５２３°Ｋ）で２時間（
１，４４Ｘ１０’秒 ）、真空下１２５０〜 １４５０℃（１５２３〜 １７２３°Ｋ）、 真空下１４５０℃（１７２３ ０にンで３０分間（１８００秒ン 化学分析値は次のようであった。
り７ｐｋ粉の初期０２　言に＊　：　１３４　Ｑ　ｐｌ
）ｍ脱酸処理後　　　　　　　　　　　　ｏ２サンプル
Ｋ　　　　　　　　　　１４２５　ｐｐｍサンプルＦ　
　　　　　　　　　１４４５　Ｉ）１）ｍサンプルＥと
Ｆの複合　　　　１４５５　ｐｐｍサンプルＥ及びＦの
説散索処理は、標準の真空卯熱処理条件下での０２増ｖ
ｕ　３００〜５００　ｐｐｍに比べて最小の０２増加し
た。
実施列４ １６２５　ｐｐｍの０２を富む一６０メツシュタンタル
粉末７０＆をピック剤としてジルコニウムストリップの
存在下でＨ２ガスで脱酸素した。炉リグへの負荷の仕方
及び炉の漏洩チェックは実施例１と同じであった。タン
タル粉末を真空下で９００’Ｏ（１’１７３°Ｋ）に加
熱し、ガス発生の証明が完了するまでこの温度に保持し
た。１１６０℃（１４３３°Ｋ）で炉Ｉ　Ｘ　２２弁を
閉じ、炉’ａ’　Ｈ２テ１Ｑｕ＋の圧力にバックフィル
した。炉内温度を６分（３６０秒）で１２５０℃に上げ
た。炉内温度を１２５０℃（１５２３°Ｋ）で１時間（
３６００秒）かけて徐々に１４５０℃（１７２３°Ｋ）
に上げた。１４５０℃（１７２３°Ｋ）に達したとき、
炉を排気して０．５ミクロンにし、炉を停止した。
タンタル粉末を真空下で室温まで冷却し、実施例１と同
様にして処理した。
脱酸処理条件：　真空下９００〜１０００℃（１１７３
〜１２７６°Ｋ）で 真空脱ガス粉末 Ｉ　Ｑ　１１１３１　Ｈ２下１２５０〜１４５０℃（１
５２３〜１７２３°Ｋ）１ 時間（３６００秒］２７ｏ熱速度 、 化学分析筐は次のようであった。
タンタル粉末の初期０２富有量　１６２５　ｐｐｍ説＃
Ｒ素後　　　　　　　　　　　　　０２サンプル３　　
　　　　　　　１６３０ｐｐｍサンプルＨ１６３５ｐｐ
ｍ サンプルＧとＨの複合　　　　１６４０１）ｐｍサンプ
ルＧ及びＨの脱酸素熱処理は粉末の０２言ｗｔは本質的
に不変であった。この高表面粉末の標準真空熱処理は６
００〜５００　ｐｐｍの０２増加となった。
実施ガ５ タンタル粉末（実施ｇＡＪ４と同じ）７０＆をピック剤
としてチタンストリップの存在下でＨ２で脱酸した。炉
リグの負荷の仕方及び炉の漏洩チェックは実施例１と同
じであった。タンタル粉末を真空下で９００℃（１１７
３°Ｋ）にＶａ熱し、ガス発生が終るまでこの温度に保
持した。１２００１Ｅ（１４７３°Ｋ）にガス発生の証
明が完了するまで保持した。１２００℃（１４７３°Ｋ
）で炉の真空弁を閉じて、炉ＹＨ２で１０１１ｓの圧力
にバックフィルした。１２５０℃（１５２３°Ｋ〕で炉
内温度を６時間（１，０８Ｘ１０’秒）かけて徐々に１
４５０℃（１７２３°Ｋ）に上けた。１ａ５０℃ｎ７２
３°Ｋ）に達したとき、炉を０．５ミクロンまで排気し
、炉を停止した。タンタル粉末を真空下でＮ温に冷却し
、−４０メツシユにした。サンプルエ及びＪのタンタル
粉末を合わせ、化学分析した。
脱酸処理方法：　９００〜１０００°Ｑ（１１７３〜１
２７６°Ｋ）で真空脱ガス ＩＱｌｉｌＨｇ下１２５０〜 １４５０℃（１５２３〜 １７２３°Ｋ）３時間（１，Ｑ　１３ ×１０′秒〕加熱速度 化学分析値は次のようであった。
タンタル粉末の初期０２言有ｔ１６２５ｐｐｍサンプル
エとＪの複合　　　　　１５７０　ｐｐｍ１２５０〜１
４５０℃（１５２３〜１７２３°Ｋ）の時間延長を含む
脱酸素処理条件はタンタル粉末の０２言ａｔを更に減少
させた。
実施列６ タンタル粉末（実施例４の同じ）６０ｙをピック剤のチ
タン不ボンゾの存在下でＨ２ガスで脱酸した。チタンス
ポンジはピック剤として使用する前に別の炉で８００“
０（１０７３’Ｋ）で真空脱ガスした。タンタル粉末の
脱酸処理方法即ち炉リグの負＋８Ｔの仕方及び炉の漏洩
チェックは実施例１と同じであった。但し、チタンスト
リップの代りにチタンスポンジを用いた。タンタル粉末
を真空下で９００℃（１１７３°Ｋ）に加熱し、この温
度にガス発生の証明が完了するまで保持した。１１５０
’Ｑ（１４２３°Ｋ）で炉の真空弁を閉じて、炉をＨ２
で１０１１の圧力にバックフィルシタ。１２５０℃（１
５２３’Ｋ）で、炉温な６時間（１，０３Ｘ１［１番秒
）かけて徐々に１４５０℃（１７２３°Ｋ）に上げた。
１４５０℃（１７２３°Ｋ）に達したとき、この温度を
更に１時間（３６００秒）保持しに。
１時間（３６００秒）保持時間が終ったとき、炉を肌５
ミクロンに排気し、炉を停止した。タンタル粉末を真空
下で室温に冷却して一４０メツシュにした。サンプルＸ
とのタンタル粉末を合わせて、化学分析した。
＄Ｌ酸処理条件＝　９００〜１０００℃（１１７３〜１
２７６°Ｋ）で真空脱ガス、 １０鵡Ｈ２下１２５０〜 １４５０℃（１５２３〜 １７２３°に２６時間（１，（１８ Ｘ１０４秒）加熱速度、 ＩＱｉｌｘＨ２下１４５０°０ （１７２３°Ｋ）で１時間 （３６００秒） 化学分析値は次のようであった。
タンタル粉末の初期ｏ２含有ｔ　１６２５　ｍ）１）ｍ
サンプルＫ　トＬ　Ｑ）複合　　　　１４３０　ｐｐｍ
チタンスポンジはタンタル粉末の処理の主たる脱酸機構
の一部として有効なピック剤であることを示した。
実施ガフ タンタルをアノードとした後処理した際本発明の脱酸処
理の効果を証明するために、タンタル粉末の２つのサン
プルを市販のプレスで加圧成形してペレットとした。こ
れらのアノードペレットをＩ　Ｑ−３トル（０，１３３
Ｐａ）の標準の高真空下で１５００℃（１７７３°Ｋ）
以上の温度で３０分（１８００秒）間焼結した。別のア
ノードの一組をＺｒ金槁の存在下１０鵡のＨ２下で焼結
した。下記表に示すように、本発明の処理を用いた場合
酸累言有敏は減少したが電気的性質は何の影響を受けな
かった。一方、真空下での標準の焼結処理後では有意な
酸素言置の増加があった。
× −（イ） × −へ セリ（イ）−１ 実施例８ この例は、脱酸処理をアノードを製造するのに用いるタ
ンタル粉末に適用することによりアノードの電気的性質
にそれほどの悪影はないことを更に説明するものである
。同じタンタル粉末材料（初期Ｏｚ’ｒＭ　ｔ　１２８
０　ｐｌ）ｍ　）の２つのサンプルを個々に加熱処理し
た。対照のサンプルは標準の真空条件で加熱処理し、次
いでプレスしてアノードとし、焼結した。もう一方のサ
ンプルを本発明の脱酸処理な由いて加熱処理し、次いで
対照サンプルと同様にしてプレスしてアノードとし、焼
結した。下記のように対照サンプルは処理中に４３５　
ｐｐｍの０２を取り込んだが、本発明の方法で処理した
サンプルは僅か１３５　ｐｐｍに０２増加を示さなかっ
た。
タンタル粉末 初期０２１２８０ｐｐｍ 処理　　　　（１７４８ｏＫ）Ｘ３０分　（１５２３°
Ｋ）Ｘ１２０分（１８００秒）　　　　　　　（７２０
０秒ン真空下１４５０℃ ６０分（１８００秒） ０２言有ｉｔ　　　　１７１５　　　　　　１３８５（
ｐｌ）ｍ） で焼結　　　　　　　　で焼結 電気的性質 キャパシタンス　　１０８５２　　　　　　　１０７６
０（ｕｙＶ／ｇ） 直径収縮率　　２．６　　　　　　　２．６（俤） ＤＯＬ（ｎＡ／ｕ？Ｖ）　　　０．２４　　　　　　　
　　　０．３６破砕強度（１１）１１）　　　＞５０　
　　　　　　　　４７ＢＩＴ表ｄｉｌｌ槓（ｍ”／ｇ）
　０．２１　　　　　　　　０．１９実施例９ この列はタンタル粉末をアノードとした後脱酸の効果を
示すものである。２７５個のアノード（全重緻２３グラ
ムンを２つのタンタルトレイに入れ、実施ガ１に記載し
たように真空炉に入れた。
これらのアノードは種々０２言ａｔを変えて４つのグル
ープにした。一枚のジルコニウムシートを第３のタンタ
ルトレイの上に置いて実施例１のように炉の熱領域内に
置いた。
上記タンクルアノードを真空下で１２００℃（１４７３
°Ｋ）に加熱した。１２００℃（１４７３°Ｋ）で、炉
の真窒弁を閉じ、炉をＨ２で２００Ｕの圧力にバックフ
ィルした。次いで炉内温度を９分（５４０秒）にわたっ
て１５００℃（１７７３０にンに上げた。１５００℃（
１７７３°Ｋ）に達したとき、この温度を６０分（３６
００秒）間保持した。１５００℃（１７７３°Ｋ）サイ
クルを完了したとき、炉を停止し、タンタルアノードを
真空下意温に冷却した。脱酸処理の前後のアノードの化
学分析値は下記の通りである。
アノード　　　初期０２レベル　　　　　脱酸処理後グ
ループ　　　　　　　　　　　　　　　　　０２レベル
＆　　　　　　　　　　　　　（ｐｌ）ｍ）　　　　　
　　　　　　　　　　　（ｐＰｍン実施例１０ 実施列９に記載したのと同様の実験をｚｒシートを用い
て２ＱＵＨ２で１４００℃（１６７３°Ｋ）６０分（３
６００秒）間行った。アノードの０２言有量において同
様の減少があった。
アノード　　　初期０２レベル　　　　　脱酸処理後グ
ループ　　　　　　　　　　　　　　　　　０２レベル
鳥　　　　　　（１）：Ｐｍ）　　　　　　　　　（ｐ
ｐＭ）実施列１１ 水素化タンタル粉末３ボンドを６つタンタルトレイに平
均的に分配し、ピック剤としてＺｒ金属を入れた真空炉
内に置いた。水素化タンタルは１１４０　ｐｐｍの０２
を含むものであり、真空下で１０００℃（１２７３°Ｋ
）に加熱して化学的に結合したＨ２を除いた。タンタル
粉末から更にガス発生が見られずこの処理を終えたとき
、炉内温度を１２００°Ｏ（１４７３°Ｋ）に上げた。
１２００’Ｑ（１４７３°Ｋ）で炉の真空弁を閉じて炉
内なＨ２の２０騙圧にバックフィルした。炉内温度を１
２５０℃（１５２３°Ｋ）Ｋ上げ、この温度に６０分（
３６００秒）間保持した。６０分（３６００秒）の保持
サイクルを終えたとき、炉を真空に引いてＨ２ガスを除
去し、炉を停止した。次いで炉ヲアルゴンがスでバック
フィルして炉室とタンタル粉末なＮ＠にした。
各トレイに置いたタンタル粉末の表面を取り除いて、残
りのタンタル本体部分とは別々に分析した。粉末の表面
と本体部分の分析値を以下に示す。
本体部分　　　　　説＃ｌ後の０２（ｐｐｎ）トレイ１
１１４０ 、Ｖイ２　　　　　　　　　１１８５ トレイ３　　　　　　　　１１５５ 表面合計　　　　　　　１１４５ 上記脱酸後の粉末に１４５０℃（１７２３’Ｋ）Ｘ６０
分（３６００秒）２０１ｍＬＨ２の条件で第２の脱酸処
理を施した。タンタル粉末は前述のようにしてｚｒ金金
属共に炉内に置いた。粉末を真空下で１２５０℃（１５
２３°Ｋ）ｌｃ７ＪＯ熱した。
１２５０℃（１５２３°Ｋ）で炉室を隔離して２ＱＱｕ
ｃＨ２にバックフィルした。炉ＦＥ３に度を１４５０℃
（１７２３°Ｋ）に上げてこの温度に６０分（３６００
秒）間保持した。タンタル粉末の表面から各トレイ毎に
サンプリングし、残りのバルクと共に分析した。
バルク　　　　　　脱ｍ凌０２（ｐｌｕｍ）トレイ１　
　　　　　　　　１４９５ トレイ２　　　　　　　　　１３４０ トレイ３　　　　　　　　１３４０ 表面合計　　　　　　　１０７５ 実施例１２ タンタル粉末の熱処理中０２コントクールの更ＶＣ１つ
の列として、同じタンタル粉末の熱処理をＩＸ空の場合
とＨ２の場合の脱ａ！素において比較を行った。初めに
９５０　ｐｐｍ　ｃｖ　Ｏ２を含むタンタル粉末約１０
０ｇを１１００℃（１３７３°Ｋ）で６時間（２，１６
ＸＩ　Ｏ４秒）の間真空熱処理した。
粉末の化学分析を行ったところその０２富有量は１５３
５　ｐｐｍに増えた。同じ種類で同じ量のタンタル粉末
なＺｒストリップ約１０ｙの存在下で２００ＵのＨ２で
１１００°Ｑ（１３７３°Ｋ）６時間（２，１６Ｘ　１
０’秒］熱処理した。このタンタル粉末はより低いｏ２
増卯を示し１３６０〜１４１０　ｐｐｍだった。Ｈ２脱
酸条件のために０２の増加が減ったことを示している。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）タンタル及び／又はニオブ材料の酸素含有量を減
    ずる方法において、該材料を、ベリリウム、カルシウム
    、セリウム、ハフエウム、ランタム、リチウム、プラセ
    オジム、スカンジウム、トリウム、チタン、ウラン、バ
    ナジウム、イットリウム、ジルコニウム、これらの合金
    及び混合物等からなる群から選んだ酸素活性金属の存在
    下、水素含有雰囲気で約９００℃〜約２４００℃（約、
    １７３°Ｋ〜約２６７３°Ｋ）の温度において加熱する
    ことを特徴とする、上記方法。
  2. （２）タンタル及び／又はニオブ材料を約１１００℃〜
    約２０００℃（約１３７３°〜約２２７３°Ｋ）で加熱
    する、特許請求の範囲第１項に記載の方法。
  3. （３）酸素活性金属がチタン、ジルコニウム又はその混
    合物である、特許請求の範囲第１項に記載の方法。
  4. （４）タンタル材料がタンタル粉末である、特許請求の
    範囲１項に記載の方法。
  5. （５）タンタル粉末を、約１２５０°〜約１４５０℃（
    約１５２３°〜約１７２３°Ｋ）の温度において加熱す
    る、特許請求の範囲第４項に記載の方法。
  6. （６）タンタル材料はタンタルアノードの形である、特
    許請求の範囲第１項に記載の方法。
  7. （７）タンタルアノードを約１３００°〜約１５５０℃
    において加熱する、特許請求の範囲第６項に記載の方法
    。
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