1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Неорганические материалы
  4. T. 59, № 5, 2023

Неорганические материалы, 2023, T. 59, № 5, стр. 501-507

Восстановление оксидных соединений тантала парами кальция

В. М. Орлов 1, *, М. В. Крыжанов 1

1 Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева – обособленное подразделение ФИЦ “Кольский научный центр Российской академии наук”
184209 Мурманская обл., Апатиты, Академгородок, 26А, Россия

* E-mail: v.orlov@ksc.ru

Поступила в редакцию 21.11.2022
После доработки 20.12.2022
Принята к публикации 22.12.2022

Аннотация

Исследовано восстановление Ta2O5 и Mg4Ta2O9 парами кальция при температуре 750–850°С. Установлены особенности пористой структуры кальциетермических порошков тантала и влияние крупности частиц используемого прекурсора на полноту восстановления. Для восстановления танталата Mg4Ta2O9 со средним размером частиц 2 мкм была необходима выдержка не менее 4 ч при температуре 800°С, уменьшение среднего размера частиц до 0.15 мкм позволило достичь полного восстановления уже после часовой выдержки при температуре 750°С.

Ключевые слова: тантал, порошок, кальциетермическое восстановление, пентаоксид тантала, танталат магния, пористая структура

Список литературы

  1. Зеликман А.Н., Меерсон Г.А. Металлургия редких металлов. М.: Металлургия, 1973. 608 с.

  2. Зеликман А.Н. Металлургия тугоплавких редких металлов. М.: Металлургия, 1986. 440 с.

  3. Bergman R.M., Mosheim Ch.E. Tantalum Powder Process: Pat. 4684399 US, Publ. 08.04.1987.

  4. Purushotham Y., Balaji T., Kumar A. et al. Chemical and Physical Properties of Tantalum Powder // Mod. Phis. Lett. B. 2001. V. 15. № 20. P. 867–871. https://doi.org/10.1142/S0217984901002622

  5. Cho S.W., Shim G., Park J.S. et al. Making of Tantalum Powder Using the Hunter Process // Met. Mater. Int. 2006. V. 12. № 1. P. 51–56. https://doi.org/10.1007/BF03027523

  6. 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.

  7. Обгольц О.Я., Волынкин В.П., Фролова Л.М., Ангилевко В.Н. Способ получения порошка тантала регулируемой крупности: Пат. 2647971 РФ. Опубл. 23.10.2017. БИ. № 30.

  8. Shekhter L.N., Tripp T.B., Lanin L.L. Method for Producing Tantallum/Niobium Metal Powders by the Reduction of Their Oxides with Gaseous Magnesium: Pat. 6171363 US. Publ. 01.09.2001.

  9. Shekhter L.N., Tripp T.B., Lanin L.L et al. Metalothermic Reduction of Refractory Metal Oxides: Pat. 6849104 US. Publ. 01.02.2005.

  10. 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.

  11. Nersisyan H.H., Lee J.H., Lee S.I., Won C.W. The Role of the Reaction Medium in the Self-Propagating High Temperature Syntesis of Nanosized Tantalum Powder // Combust. Flame. 2003. V. 135. № 4. P. 539–545. https://doi.org/10.1134/S107042721003002X

  12. Орлов В.М., Крыжанов М.В. Магниетермическое восстановление оксида тантала в режиме самораспространяющегося высокотемпературного синтеза // Металлы. 2010. № 3. С. 18–23.

  13. Nersisyan H.H., Ryu H.S., Lee J.H., Suh H., Won H.I. Tantalum Network Nanoparticles from a Ta2O5 + kMg System by Liquid Magnesium Controlled Combustion // Combust. Flame. 2020. V. 219. September. P. 136–146. https://doi.org/10.1016/j.combustflame.2020.05.019

  14. Jung-Woo H., Ho-Sang S., Jae-Young J. Tantalum Powder Preparation from Ta2O5 by Calciothermic Reduction // Korean J. Met. Mater. 2012. V. 50. № 11. P. 823–828. https://doi.org/10.3365/KJMM.2012.50.11.823

  15. Baba M., Ono Y., Suzuki R.O. Tantalum and Niobium Powder Preparation from Their Oxides by Calciothermic Reduction in the Molten CaCl2 // J. Phys. Chem. Solids. 2005. V. 66. № 2–4. P. 466–470. https://doi.org/10.1016/j.jpcs.2004.06.042

  16. Suzuki R.O., Baba M., Ono Y., Yamamoto K. Formation of Broccoli-Like Morphology of Tantalum Powder // J. Alloys Compd. 2005. V. 389. № 1–2. P. 310–316. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2004.08.016

  17. Baba M., Suzuki R.O. Dielectric Properties of Tantalum Powder with Broccoli-Like Morphology // J. Alloys Compd. 2005. V. 392. № 1–2. P. 225–230. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2004.09.039

  18. Орлов В.М., Крыжанов М.В. Получение нанопорошков тантала магниетермическим восстановлением танталатов // Металлы. 2015. № 4. С. 93–97.

  19. Орлов В.М., Крыжанов М.В., Князева А.И. Порошки тантала с мезопористой структурой // Физикохимия поверхности и защита материалов. 2016. Т. 52. № 5. С. 500–504. https://doi.org/10.7868/S0044185616050181

  20. Müller R., Bobeth M., Brumm H., et al. Kinetics of Nanoscale Structure Development during Mg-Vapour Reduction of Tantalum Oxide // Int. J. Mater. Res. 2007. V. 98. № 11. P. 1138–1145. https://doi.org/10.3139/146.101567

  21. Колосов В.Н., Орлов В.М., Мирошниченко М.Н. Восстановление кислородных соединений металлов V и VI групп парами кальция // Неорган. материалы. 2020. Т. 56. № 1. С. 37–43. https://doi.org/10.31857/S0002337X20010066

  22. Волков А.И., Жарский И.М. Большой химический справочник. Мн.: Современная школа, 2005. 608 с.

  23. Розенберг Л.А., Штельман С.В. Состояние кислорода в танталовых порошках // Изв. АН СССР. Металлы. 1985. № 4. С. 163–164.

  24. Орлов В.М., Киселев Е.Н. Восстановление оксидных соединений тантала парами магния в интервале температуры 540–680°С // Неорган. материалы. 2022. Т. 58. № 8. С. 829–835. https://doi.org/10.31857/S0002337X22080097

  25. Несмеянов А.Н. Давление пара химических элементов. М.: Изд-во АН СССР, 1961. 396 с.

  26. Sing K.S.W. et al. Reporting Physisorption Data for Gas/solid Systems with Special Reference to the Determination of Surface Area and Porosity (Recommendations 1984) // Pure Appl. Chem. 1985. V. 57. № 4. P. 603–619.

  27. Орлов В.М., Крыжанов М.В., Киселев Е.Н. Особенности формирования пористой структуры порошков тантала и ниобия при магниетермическом восстановлении танталата и ниобата лития // Неорган. материалы. 2020. Т. 56. № 9. С. 986–992. https://doi.org/10.31857/S0002337X20080114

  28. Орлов В.М., Крыжанов М.В., Калинников В.Т. Магниетермическое восстановление оксидных соединений тантала // Докл. Академии Наук. 2014. Т. 457. № 5. С. 555–558. https://doi.org/10.7868/S0869565214230157

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Неорганические материалы

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал