氢化钽的主要应用

背景及概述^[1]

钽是工业上的重要金属材料，它的熔点高，耐腐蚀性好，应用在很宽的领域，主要用作电解电容器的烧结阳极的钽粉和钽丝，制做高温真空炉的发热体和保温层等结构材料以及化工防腐蚀材料，高温合金、硬质合金和超级合金。由于钽金属具有优良的电介性能、化学稳定性、导热性和特殊的抗蚀性能，因此其靶材可用作为电子材料、溅射膜材料和耐蚀材料，在微电子产业、平面显示器、光碟、磁头磁盘等方面都得到了十分广泛的应用。氢化钽可用于制备钽。

制备^[1]

氢化钽制备如下：称取100KgYS/T427-2000FTa2O5-1五氧化二钽，保证所有粉末过180μm的筛孔，使用炭黑、一次TaC为还原剂，炭黑含固定碳98.6％，一次TaC碳含量为6.25％，按照质量守恒定律进行计算，称取109.2KgTaC，6.51Kg炭黑，保证五氧化二钽超过化学计量2％。同时称取21Kg塑料球，随同物料装入三维高效混合机中，混合15h，将球筛出，将混合后物料装入石墨坩埚，手动分层压制。在高温真空炉内进行还原，步由室温升温到1150℃～1250℃，3h升到，保温3h；第二步升温到1600-1700℃，5h升到，保温至真空度<100Pa，第三步升温到2000-2200℃，4h升到，保温至压升率<1Pa/5min，达到要求出炉后，将还原后物料直接装入氢化脱气炉，抽空后，通入0.2Mpa的氢气，给炉子通电加热，通过3h从室温升到500℃，保温5h，停电降温，过程当中一直保持氢气压力为0.2Mpa，制得氢化钽。

应用^[2-3]

氢化钽应用举例如下：

1）制备一种钽钌合金靶材，包括依次进行的步骤如下：将氢化钽粉和钌粉混合成混合粉末，将混合粉末装入包套容器中，然后将包套容器封焊，并在包套容器上焊接一个出气管；将包套容器加热进行脱氢；通过出气管对包套容器抽真空，然后将出气管焊死；然后进行热等静压处理；经热等静压处理后去除包套容器，获得高纯钽钌合金钯坯，将高纯钽钌合金靶坯机加工并与背板焊接，即得钽钌合金靶材组件。本发明采用氢化钽粉和钌粉作为原料，混合装入包套后进行脱氢处理，脱氢的同时，由于氢气的还原作用，粉末的氧含量会被降低，这样可以获得纯度更高、氧含量更低的钽钌合金靶坯。另外，本发明通过热等静压处理，获得的钽钌合金靶坯致密度高、晶粒细小。

2）制备一种医用假体器件或医用移植物，含有一种金属材料(A)，选自钛或其合金、锆或其合金、钽或其合金、铪或其合金、铌或其合金和一种铬-钒合金，其中金属材料(A)的表面部分涂有一层分别相应的氢化物材料(B)，选自氢化钛、氢化锆、氢化钽、氢化铪、氢化铌和氢化铬和/或氢化钒，所述器件或移植物的特征在于氢化物材料(B)层包含一种或多种与其相结合的生物分子物质(C)。该器件或移植物表现出改进的生物相容性。金属材料(A)优选钛。

主要参考资料

[1] CN201410733679.5 碳还原法烧结制备高纯钽锭用钽粉的方法

[2] CN201410491549.5一种钽钌合金靶材及其制备方法

[3] CN01820238.1具有改善的生物相容性的医用假体器件和移植物