Podstawowe właściwości tantalum i produkcja kręgów tantalu

W złożonym systemie współczesnego przemysłu i technologii kulki tantalu, jako kluczowy materiał wykonany z rzadkiego tantalu metalowego, odgrywają kluczową rolę. Tantalum, z unikalnymi właściwościami fizycznymi i chemicznymi, pozostawił głęboki znak w wielu dziedzinach, od elektroniki po lotnisko oraz od opieki medycznej po inżynierię chemiczną.

I. Podstawowe cechy tantalu i produkcja kręgów tantalu

(1) unikalne właściwości tantalu

Tantalum jest rzadkim metalem z wyjątkowo niską zawartością skorupy ziemskiej, w przybliżeniu tylko 1-2 ppm, co sprawia, że ​​koszty wydobycia i rafinacji są stosunkowo wysokie. Ale ma szereg znakomitych nieruchomości, które wyróżniają się wśród wielu materiałów. Punktem topnienia tantalu jest nawet 3017 stopni, druga tylko do kilku metali, takich jak wolfram, renium i osm. Ta charakterystyka o wysokiej temperaturze topnienia umożliwia tantalu utrzymanie stabilnych właściwości fizycznych i chemicznych nawet w środowiskach o wysokiej temperaturze. Tymczasem Tantalum ma doskonałe właściwości robocze na zimno i może być przetwarzany w różne kształty i specyfikacje produktów poprzez kucie, toczenie, rysowanie i inne techniki, w tym kręgi tantalum, o które martwimy się. Ma również wyjątkowo wysoką stabilność chemiczną, zdolną do oporu korozji różnych silnych kwasów i alkaliów. Przez długi czas może pozostać stabilny, nawet w wysoce korozyjnych mediach, takich jak Aqua Regia. Ta charakterystyka stanowi podstawę do zastosowania w ekstremalnych środowiskach chemicznych.

(2) Proces produkcyjny dysków tantalum

Produkcja kręgów tantalowych zwykle obejmuje wiele złożonych kroków. Po pierwsze, tantalum jest ekstrahowane z rud tantalu. Typowe rudę tantalu obejmują tantalian i drobny kwarc itp. Po wstępnej obróbce, takie jak kruszenie, szlifowanie i korzystanie, tantalum jest oddzielone od rudy metodami chemicznymi, takimi jak wymywanie kwasu i topienie alkaliczne w celu uzyskania związków zawierających tantalu, a następnie dalsze zmniejszone w celu uzyskania metalicznego tantalu. Po uzyskaniu metalicznego tantalu wybierz odpowiednią technologię przetwarzania zgodnie ze specyfikacjami i zastosowaniem wymaganych kręgów tantalum. W przypadku kręgów tantalu o wysokiej precyzji i wymaganiach o wysokiej czystości często przyjmuje się metalurgię proszku. Tantalum proszek jest prasowany w formie, a następnie spiekany w wysokich temperaturach, aby był zagęszczony. Wreszcie, poprzez przetwarzanie mechaniczne, takie jak cięcie, szlifowanie i polerowanie, osiągana jest wymagana dokładność wymiarowa i jakość powierzchni. Jeśli jest to okrąg tantalu o specjalnych wymaganiach dotyczących przewodności elektrycznej, plastyczności itp., Można przyjąć metodę odlewania. Metalowa tantalum jest stopiona i wrzucana do określonej formy, a następnie przetwarzana później.

Ii. Podstawowe zastosowania piłek Tantalum w polu elektronicznym

(1) Kluczowe elementy kondensatorów tantalum

W branży elektronicznej jednym z największych obszarów zastosowań płytek tantalowych jest produkcja kondensatorów tantalum, która jest również najważniejszym obszarem zużycia metalu tantalum, co stanowi ponad 60% całkowitego zużycia tantalu. Kondensatory tantalu mają wiele znakomitych nieruchomości, które są nierozerwalne z kluczowej roli dysków tantalum. Powierzchnia tantalu może tworzyć gęstą, stabilną amorficzną warstwę tlenku o wysokiej wytrzymałości dielektrycznej. Ta folia tlenkowa jest kluczem do kondensatorów tantalu, aby osiągnąć wydajność wysokiej pojemności. Podczas procesu produkcyjnego krążki tantalu są stosowane jako anody, a na ich powierzchniach powstaje folia tlenku poprzez utlenianie anodowe. Następnie dodaje się materiały katodowe i elektrolity w celu wytworzenia kompletnych kondensatorów. Ponieważ spiekane bloki proszku tantalu mogą uzyskać dużą powierzchnię w bardzo małej objętości, kondensatory tantalum mają kompleksowe zalety wydajności, takie jak wysoka pojemność, niski prąd upływowy, niski równoważny opór serii, dobre cechy wysokiej i niskiej temperatury oraz długą żywotność. Jest szeroko stosowany w polach, takich jak komunikacja (przełączniki, telefony komórkowe, pagery, maszyny faksowe itp.), Komputery, elektronika samochodowa, urządzenia gospodarstwa domowego i biurowe, instrumenty i mierniki, lotnisko, przemysł wojskowy itp., Na przykład w telefonach komórkowych, kondensatory tantalum są wykorzystywane w modułach obwodowych, takich jak zarządzanie energią i przetwarzanie sygnału, aby zapewnić stabilną obsługę telefonów komórkowych. W polu lotniczym urządzenia elektroniczne w satelitach i samolotach muszą niezawodnie działać w złożonych środowiskach elektromagnetycznych i ekstremalnych warunkach temperatury. Kondensatory Tantalum stały się preferowanym wyborem ze względu na ich wyjątkową wydajność.

(2) Cele rozpylające w produkcji półprzewodników

W procesie produkcji półprzewodników wafle tantalum odgrywają również istotną rolę jako cele rozpylające. Ponieważ technologia zintegrowanego obwodu nadal rozwija się w kierunku mniejszych rozmiarów i wyższej wydajności, wymagania dotyczące celów rozpylania również stają się coraz wyższe. Tantalum ma doskonałą przewodność elektryczną i stabilność. Wykonane z niego okrągłe cele tantalu mogą precyzyjnie odkładać atomy tantalu na materiałach podłoża, takich jak płytki krzemowe podczas procesu fizycznego osadzania pary (PVD), tworząc wysokiej jakości folie metalowe. Te folii tantalum są używane do wytwarzania kluczowych struktur, takich jak połączenia i warstwy barierowe w obwodach zintegrowanych. W zaawansowanych procesach produkcyjnych układów, takich jak nanometr 7- i 5-, warstwy barierowe tantalu mogą skutecznie zapobiegać dyfuzji atomów metali, takich jak miedź, zapewniając wydajność elektryczną i niezawodność układu. Tymczasem jakość okrągłych celów tantalu bezpośrednio wpływa na wydajność filmów tantalu i szybkość wydajności układów.