(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
脱酸素段階前の熱処理の間、タンタルのバルブ金属粉末を窒化することを特徴とする窒化バルブ金属の製造方法であって、該窒化が２００℃〜６００℃の温度で生じる窒化バルブ金属の製造方法。
【請求項２】
該窒化が２００℃〜３５０℃で始まる請求項１記載の方法。
【請求項３】
該窒化が、バルブ金属の熱処理の焼成段階が生じる前に生ずる請求項１記載の方法。
【請求項４】
該窒化が、バルブ金属の熱処理の焼成段階が生じた後に生ずる請求項１記載の方法。
【請求項５】
該窒化が窒素ガスで行なわれる請求項１記載の方法。
【請求項６】
該窒化が少なくとも１つの窒素発生化合物で行なわれる請求項１記載の方法。
【請求項７】
該窒化が１５００ppm〜４０００ppmの窒素含量を有する該バルブ金属を生じる請求項１記載の方法。
【請求項８】
該熱処理が、バルブ金属を１２５０℃〜１５００℃の温度に１０分間〜２時間加熱することを含む請求項１記載の方法。
【請求項９】
該窒化が２５０℃〜６００℃の温度で生じる請求項１記載の方法。
【請求項１０】
該窒化の前に、該バルブ金属が脱水素処理される請求項１記載の方法。
【請求項１１】
該窒化後に該窒化バルブ金属を少なくとも１つの不動態化段階、少なくとも１つの脱酸素段階、および少なくとも１つの焼成段階にかける請求項１記載の方法。
【請求項１２】
バルブ金属平均温度を、該窒化が終了するまで１０℃／分未満で昇温させる請求項２記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の背景
本発明はキャパシター等のような用途に使用するための受け入れられる品質を有するバルブ金属（ｖａｌｖｅ  ｍｅｔａｌｓ）およびその製造方法に関する。キャパシターアノードに形成されているとき、特にバルブ金属により達成されるキャパシタンスおよびＤＣ漏れ（ｌｅａｋａｇｅ）の領域において、タンタルのようなバルブ金属の性質を改良する要望が産業において常にある。種々のバルブ金属特性が改良される態様はバルブ金属を製造することを含む方法の種々の段階を変更することを含み、そしてバルブ金属を精製することを含む。
【０００２】
バルブ金属を製造するために当業者に知られている一般的な方法がある。たとえば、タンタルは鉱石から得られ、つづいて粉末に粉砕される。ついでタンタルは酸溶液の使用、ならびにニオブおよび他の不純物を含む酸溶液からタンタルを含む酸溶液の密度分離により、破砕された鉱石から分離される。そして、タンタルを含む酸溶液は結晶化され塩になり、さらにこのタンタル含有塩は、タンタル含有塩をタンタルに還元し、そしてタンタルを含まない元素を有する塩を生成するために、純ナトリウムと反応される。ついで水洗浄が塩を除去し、そしてタンタルを回収するために使用され、ついで化学的不純物を除去するために１つ以上の酸洗（ａｃｉｄ  ｌｅａｃｈｉｎｇ）にかけられる。ついでタンタルは乾燥され、原ロット粉末（ｂａｓｉｃ  ｌｏｔ  ｐｏｗｄｅｒ）として知られるものを生成する。通常、この原ロットは熱処理もしくは熱凝集段階にかけられ、ついで粉末ケーキを得るために不動態化され、それはつづいて粉末に粉砕される。マグネシウムのような酸素ゲッターを用いる脱酸素段階がついで実施される。脱酸素段階後に、タンタル粉末は通常、酸洗にかけられ、そして乾燥される。ついで粉末はペレットに押圧され、そしてキャパシターアノード製造業者による次の処理のために焼成される。
【０００３】
タンタルのようなバルブ金属を窒化することは当業者に関心があり、このような窒化はこのような窒化タンタルから形成されるキャパシターアノードのＤＣ漏れを減少されうると考えられている。
【０００４】
現在の窒化法は脱酸素段階で窒素含有化合物もしくは窒素ガスの使用を含む。この方法はバルブ金属における窒素の均一な分布を欠くことを含む不都合がある。
【０００５】
したがって、バルブ金属を窒化する方法、ならびに得られる生成物を改良する要望がある。
【０００６】
本発明の要約
本発明の特徴はタンタルのようなバルブ金属を窒化する方法を提供することである。
【０００７】
本発明のもう１つの特徴は、バルブ金属全体に窒素の比較的均一な分布を与える方法を提供することである。
【０００８】
本発明のさらなる特徴は優れた流動（フロー）特性および／またはスコット（Sｃｏｔｔ）密度とともに高いキャパシタンス能力を有する、タンタルのような窒化バルブ金属を提供することである。
【０００９】
本発明の付加的な特徴および利点は次の説明で部分的に説明され、そして部分的にはその説明から明らかであり、または本発明の実施により学ばれる。本発明の目的および他の利点は詳細な説明および請求項で具体的に述べられる要素および組合せにより理解され、得られるであろう。
【００１０】
これらの、および他の利点を達成するために、本発明の目的によれば、ここで具体化され幅広く説明されるように、本発明は窒化バルブ金属を製造する方法に関し、脱酸素段階の前に十分な温度および圧力でバルブ金属粉末を窒化する段階を含む。好ましくは、バルブ金属の窒化は熱処理段階の間であるが、つねに脱酸素段階の前に行われる。
【００１１】
さらに、本発明は窒化バルブ金属に関し、そこでは窒素含量は約１，５００ppm〜約４，０００ppmであり、そしてバルブ金属全体に実質的に、そして均一に分布されている。ここで言及されるすべてのｐｐｍは質量による。
【００１２】
さらに、本発明はタンタルのような窒化バルブ金属に関し、バルブ金属の少なくとも１部は２μm以下の細孔径を有する。
【００１３】
加えて，本発明は、キャパシターアノードに形成されるとき約４０，０００ＣＶ／g〜約８０，０００ＣＶ／gのキャパシタンスを有し、そして約２５〜約４０g／in３(１６．４cm３)のスコット密度、および／または約７０〜約３００mg／sのフローを有する窒化タンタルに関する。
【００１４】
前述の一般的説明およびその次の詳細な説明の両方は、例示および説明のためであり、請求項のような、本発明のさらなる説明を提供する。
【００１５】
添付の図面は本出願に組入れられ、その１部を構成し、本発明のいくつかの態様を示し、その説明とともに本発明の趣旨を説明するのに役立つ。
【００１６】
本発明の詳細な説明
本発明は窒化バルブ金属、および窒化バルブ金属を製造する方法に関する。本発明のために、バルブ金属は、タンタルおよびニオブを含むが、これらに限定されない。好適にはバルブ金属はタンタルおよびニオブであり、そしてもっと好適にはタンタルである。
【００１７】
窒化されるバルブ金属はいかなる形態であってもよいが、好ましくは粉末の形態である。粉末は、いかなる形状、たとえばフレーク、結節状（ｎｏｄｕｌａｒ）、もしくはそれらの組合せ等であり得る。さらに、粉末はいかなる表面積、および粒径および／または凝集体径でありうる。たとえば、粉末は約０．５〜約１０m2／g、そしてもっと好ましくは約１〜約３m2／gのＢＥＴ表面積を有しうる。
【００１８】
さらに、タンタルのような粉末がキャパシターアノードに形成されるとき、好ましくはキャパシターは、３０ボルトおよび５．５g／ccの押圧密度で形成されるとき、約２０，０００〜約８０，０００ＣＶ／g、そしてもっと好ましくは約２６，０００〜約６４，０００ＣＶ／gのキャパシタンスを有する。
【００１９】
好ましくはバルブ金属粉末、特にタンタルは、約７０〜約３００、そしてもっと好ましくは約８０〜約２００mg／sのフローを有し、それはＷＯ９９／６１１８４に記載されるフローテストにより測定され、その記載はここに全体的に組入れられる。さらに、もしくは代替的に、好ましくはバルブ金属粉末、特にタンタルは約２５〜約４０、そしてもっと好ましくは約２６〜約３２g／in３のスコット密度を有する。
【００２０】
バルブ金属粉末に存在する窒素の量は、キャパシターアノードのような用途に適したいかなる量であってもよい。好適には、窒素含量は約１，５００ppm〜約４，０００ppmである。本発明者は約４，０００ppmより通常大きい量はもっと低い量の窒素に比べて付加的な性質向上をもたらさない。同様に、約１，５００ppmより低い量の窒素は通常、窒素ドープで求められる所望の向上を達成しない。したがって、約１，５００ppm〜約４，０００ppmの範囲が有利であり、もっと好適には約２，０００ppm〜約３，０００ppmの窒素の範囲である。
【００２１】
さらに、バルブ金属は約５０ppm〜約１００ppmのようなリン含量を有しうる。さらにバルブ金属は約１，５００ppm〜約３，５００ppmのような酸素含量を有しうる。
【００２２】
さらに、バルブ金属粉末、好ましくはタンタルは、少なくとも１部の細孔は２μm以上の細孔径を有し、キャパシターアノ−ドが形成され、含浸されると有利な性質に導く。なぜならこのような細孔径は対向電極液でもっと均一な、そして十分な含浸を可能にするからである。
【００２３】
上述のように、バルブ金属の窒化方法はバルブ金属の原ロット粉末で始めるのが好適である。次の説明は例としてタンタルを用いるが、次の説明はいかなるバルブ金属にも適用し得、そして熱処理の温度および時間のようなプロセス条件は含まれるバルブ金属の種類に依存して変動することが理解されなければならない。
【００２４】
本発明方法において、原ロット粉末は当業者に知られるいかなる処理方法によっても得られる。このような一般的な処理方法は本発明の背景において説明され、鉱石を回収すること、鉱石を破砕すること、溶液抽出を実施して塩の形態のタンタルを回収すること、そしてタンタルおよび他の塩を生成するためにナトリウムでタンタル塩を還元することを通常含む。これらの他の塩は水洗で除去されるのが通常であり、そして酸洗化学的不純物を除去するために実施されうる。ついでタンタルは原ロットを得るために乾燥される。これらの上述の段階はいかなる態様でも修飾され得、または代替段階が原ロット粉末として当業者に知られるものを得るために使用されうる。
【００２５】
原ロットが得られると、熱処理の前にタンタル粉末もしくは他のバルブ金属のさらなる処理を実施するのが本発明のために好適である（任意であるが）。熱処理の前の１つの好適な処理段階は、１９９９年１２月２日に発行されたＰＣＴ公開Ｎｏ．ＷＯ９９／６１１８４（引用により全体をここに組入れられる）に記載される水凝集を実施することである。粉末もしくは粉末ケーキの形態タンタル粉末は先行する水凝集もしくは他の凝集法の有無にかかわらず、ついで熱処理にかけることができ、そこでタンタル粉末の窒化が生じる。
【００２６】
本発明のために、熱処理および熱凝集は同一の処理段階をいい、タンタル粉末もしくは他のバルブ金属粉末を通常、炉内で、そして通常真空下に上昇された温度にさらすことを含む。
【００２７】
好適には、熱処理段階において、そしてタンタル粉末に関して、もし有意量の水素がタンタル粉末に、たとえば約２００もしくは３００ppmよりも多いオーダーで存在すると、脱ガス段階は存在する水素を実質的に除去するために実施されるのが好適である。通常、脱ガス段階はタンタル粉末から十分に水素を除去するので、脱ガス段階後に、タンタル粉末に存在する水素量は水素５０ppm未満、そして好ましくは水素ガス４０ppm未満である。
【００２８】
タンタル粉末が脱ガスされると（必要ならば）、タンタル粉末の熱処理もしくは熱凝集が生じうる。タンタルに関して、熱処理の焼成段階は約１１００℃〜約１５００℃の温度で生じるのが通常であり、それは炉において粉末表面で到達されるおよそ平均温度である。通常、この温度範囲での熱処理は約１０分〜約２時間で生じるのが、他の時間も所望の性質に依存して使用されうる。本発明のために、熱処理は、粉末の表面積をいくらか減少させるのが通常である焼成段階に達するのに十分な時間を含む。さらに、熱処理は真空下、好ましくは約０．０１Ｔｏｒｒ以下で生じるのが通常である。タンタル粉末の窒化は熱処理の間、そして脱酸素段階の前に生じる。
【００２９】
タンタル粉末もしくは他のバルブ金属の窒化は好ましくは約６００℃以下、そしてもっと好ましくは約２５０℃〜約６００℃、そしてさらに好ましくは約３００℃〜約４００℃の温度で生じる。窒化は好ましくは６００℃以下で生じるので、１２５０℃〜１５００℃で生じる熱処理の焼成段階の前、またはこの高温温度相が生じた後に、これらの温度が達成し得、意味し、適切に窒化する場合に、窒化するのが好適である。本発明において、金属粉末の窒化は、金属粉末の温度がある安定に達成し、実質的に変動しない（たとえば５０℃よりも多くは変動しない）と生じる。さらに、好適には窒化は粉末の１つの位置での窒素の吸収を避けるために約２００℃〜３００℃の温度で開始する。好適には窒化は２００℃〜３００℃のような低い温度で開始され、ついで温度は約１℃〜約１０℃／分で上昇される。このように、温度の着実な増加は、窒素吸収が粉末全体にわたって均一であることを確実にし、そしてさらに温度が吸収のために実質的に均一であり、吸収は粉末および表面積に依存するが、吸収させるのに十分な時間で到達されることを確実にする。
【００３０】
タンタル粉末の窒化は窒素ガスもしくは窒素含有ガスのような窒化剤を使用して、または窒素含有もしくは発生化合物（たとえばＴａＮ）で達成されうる。好適には、窒素ガスがこの処理に用いられる。通常、タンタル粉末は約２５０℃〜約６００℃の好適な温度範囲であると、窒化法は好ましくは述べられたとおりである。好適な態様において、窒素ガスが真空下に炉内に導入され、そして導入される窒素ガスの量は得られる窒化粉末に望まれる窒素の量および炉内に存在する原ロット粉末の量に依存する。例において、種々の量の窒素が粉末における種々の窒素含量を達成するために導入された。本発明については、当業者は最終的な金属粉末において望まれる量の窒素に対して炉内に導入されるべき窒素量を容易に決定しうる。
【００３１】
窒素ガスもしくは他の窒素発生法は、約６００℃を越える温度で生じない。なぜなら、窒素のタンタルとの組合せは発熱反応であり、熱を発生し、調節され得ない自己触媒プロセスをもたらす。この反応は原ロット粉末における窒素の不均一な分布をもたらす。
【００３２】
通常、窒化プロセスの間、窒素は炉に導入され、そして炉内に存在する原ロット粉末により容易に吸収される。窒素ガスが吸収されると、またはこの段階の前に、原ロット粉末は比較的高い熱処理相もしくは前述の熱処理の焼成段階にさらされる。高温での望ましい熱処理および原ロット粉末の望ましい窒化が生じると、温度は、粉末は不動態化するために実質的に低下されるのが好適である。通常、粉末は粉末ケーキの形態であり、ついで粉砕にかけられる。ついで粉末は脱酸素プロセスにかけることができる。いかなる従来の脱酸素プロセスも、たとえばマグネシウムもしくは他の酸素ゲッターとともに使用されうる。脱酸素段階およびつづく酸洗が終了すると、さらに粉末は、たとえばペレットに押圧され、そして焼成されるバルブ金属の所望のキャパシタンスおよび種類に依存する所望温度で焼成することにより、従来の方法により処理されうる。ついで焼成されたペレットは、米国特許明細書第４，８０５，０７４；５，４１２，５３３；５，２１１，７４１；および５，２４５，５１４ならびにヨーロッパ特許出願０６３４７６２Ａ１（引用により全体をここに組入れられる）に説明されるような、産業において知られている標準的な方法を用いてキャパシターアノードとして使用されうる。
【００３３】
熱処理段階の間、バルブ金属の窒化は脱酸素段階の間に通常生じる他の窒化処理に比べて有利である。熱処理段階の間に窒化することにより、バルブ金属粉末全体にわたって窒素のもっと均一な分布が達成される。このことが生じる１つの理由は、金属処理の早期段階で窒化が生じ、そしてその後にバルブ金属を高温にさらすことを含む多くの他の段階があるという事実により得る。これらの付加的段階は窒素を均一に分布するのに役立つ。このように、窒化が早期に生じ得れば生じ得るほど、バルブ金属全体にわたる窒素のもっと均一な分布が達成されうる。例においてわかるように、均一な窒素分布が達成された。
【００３４】
最終生成物に望まれる窒素含量の量を達成するために１つ以上の窒化段階を実施することは確かに可能であり、そして本発明の範囲内である。
【００３５】
本発明は、本発明を例示するために、次の例によりさらに明らかにされる。
例
例１
表１に示す性質を有するタンタル原ロット粉末４４ポンド（１９．８kg）が使用された。原ロットタンタル粉末は炉に導入され、真空下に置かれた。水素脱ガス処理は原ロット粉末の温度を１時間、約７４５℃に上昇させることにより実施され、そしてこの時間の間、水素の離脱から生じる圧力増加は真空を用いて排気された。その後、真空下で、原ロット粉末温度は約６０分間、約１１４６℃にさらに上昇され、ついで原ロット粉末の温度は３０分間、約１４５８℃に上昇され、ついで温度は約３５０℃に低下された。炉が約１０００℃に冷却されると冷却プロセスに役立つようにアルゴンガスが導入された。この比較的低い温度に達すると、アルゴンガスは除去され、そしてポンプで排気し、約８０Ｔｏｒｒの圧力でアルゴンを窒素ガスで置換することにより窒素ガスが真空に導入された。この窒素添加の間、原ロット粉末の温度は１℃/分の上昇率で約５００℃に上昇され、そして窒素の圧力は、タンタルが窒素を吸収したので約１Ｔｏｒｒ以下に低下された。窒素が吸収されると炉はアルゴンで再び満たされ、粉末は冷却された。図１はこのプロセスをプロットする。
【００３６】
測定に際し、原ロット粉末は約１５００ppmの窒素含量を有していた。図１は温度および圧力変化、ならびに熱処理時の窒素導入時点を示す。
【００３７】
例２
例１に使用されたものと類似の原ロット粉末（このタンタル７２ポンド−３６ポンドは５０ppmでドープされた）が例１のように熱処理にかけられ、原ロット粉末は、約７５０℃に１時間１５分、原ロット粉末温度を上昇させることにより水素脱ガスプロセスにかけられた。この時間の間、水素ガスの脱離は真空下で排気された。真空レベルが１０ミクロン以下に達すると、原ロット粉末の温度は、ついで約３５０℃に冷却され、約８０Ｔｏｒｒの窒素ガスが炉に導入された。例１のように、窒素ガスはタンタル粉末により本質的に十分に吸収され、そして約６０分の間、温度が上昇した。窒化が終了すると、炉チャンバーは１０ミクロン以下に排気され、そして原ロット粉末の温度は約１１８６℃に、約１時間半、上昇され、ついで約１３５０℃に、約３０分さらに高く上昇され（熱処理の焼成段階）、その後、原ロットタンタル粉末の温度は次の処理のために冷却された。図２は、このプロセスをプロットする。
【００３８】
例３
例１および２からの粉末はついで次のように処理された：
ケーキの形態であった処理された材料は破砕され、７０メッシュふるい（ＵＳふるい）を用いてふるい分けされた。７０メッシュ粉末はマグネシウムと混合された。マグネシウム含量は０．７５wt％であった。マグネシウムを混合されたタンタル粉末は８５０℃で反応することにより脱酸素された。この脱酸素段階は適切なレベルにタンタル粉末の酸素含量を低下させるために実施された。脱酸素されたタンタル粉末は、ついで硝酸、フッ化水素酸および脱イオン水で処理され、残留マグネシウムおよび脱酸素処理時に発生した酸化マグネシウムを除去した。酸処理された粉末は、１０μmhos／cm未満の伝導率が脱イオン（ＤＩ）水中で得られるまでＤＩ水でリンスされた。リンスされたタンタル粉末は真空乾燥器を用いて乾燥された。乾燥粉末は代表例が採取され、粉末の物理的、化学的および電気的性質を分析された。その結果は表１，２および３に示される。電気的性質は次の手順を用いて評価された。
【００３９】
１．  アノード作製
（ａ）Ｎ＝試料あたり１６アノード
（ｂ）径＝０．１２３５インチ
長さ＝０．１０２１インチ
粉末質量＝１００mg
Ｄｐ＝５．０g／cc
２．  アノード焼成（ＮＲＣ炉）：
（ａ）１焼成
１４３０℃、３０分（１０℃／分）
３．  １００Ｖ  Ｅｆ評価
（ａ）アノード化
（１）１形成
Ｎ＝１試料あたり８アノード（１ツリー）
ツリー／試料＋標準
（２）電解質（１％Ｈ３ＰＯ４、９０℃、３．０８mmho）
（３）一定の電流密度：（７５ma/g）
（４）端末電位＝１００．０ＶＤＣ＋／−０．０３
（５）端末電位時間＝１８０分−０／＋５分
（６）２５℃に３０分、浸漬
（７）１００℃の炉に３０分
（ｂ）漏れＤＣ
（１）チャージＥ＝７０．０＋／−０．０２
（２）チャージ時間＝３０秒および１２０秒
（３）ＤＣＬ試験電解質＝１８％、Ｈ３ＰＯ４２１℃
（ｃ）キャパシタンス/ＤＦ
（１）キャパシタンス試験電解質＝１８％Ｈ２ＳＯ４、２１℃
（２）バイアス＝２．５ＶＤＣ
（３）周波数＝１２０Ｈｚ
（４）直列キャパシタンス
（５）ＧｅｎＲａｄ＃１６５８
例４
試料は表９に記載される原ロットタンタル粉末を用いて調製された。試料は、リン１００ppm（質量）を付与するために、リンドーパント溶液を含む３４％脱イオン水でタンタル６０ポンドを浸漬することにより調製された。粉末は１６時間浸漬された。浸漬された粉末は「テフロン」被覆ステンレス鋼に移され、そして追加の３％脱イオン水が添加された。湿った粉末は振動テーブルを用いて８〜１０分間、振動された。振動後にこれらのトレイは水が分離するように少なくとも６０分間、置かれた。分離された水はデカントされた。ついで、乾燥トレイは真空乾燥器に移された。商業的な乾燥器はＳＴＯＫＥＳ  ＶＡＣＵＵＭ  Ｉｎｃ．より購入された。型番号は３３８Ｊである。ステンレス鋼トレイ内の材料は約１９５°Ｆ（約９１℃）および圧力５０Ｔｏｒｒで約１４時間乾燥された。乾燥タンタル粉末は、ついで熱処理のためにタンタルトレイに移された。熱処理は約１３０９℃で約３０分間、実施された。ついで、ケーキは粉砕のためにバッチかんに移され、粉砕され７０メッシュ（ＵＳふるい）ふるいを用いてふるい分けされた。材料の−７０メッシュ部分は８５０℃で２％マグネシウムを用いて脱酸素され、そして硝酸、過酸化水素および脱イオン水を用いて酸洗された。粉末は、伝導率が５μｍhos/cm未満に低下するまでＤＩ水でさらにリンスされた。リンスされた粉末は真空乾燥器で乾燥された。試料は８５０℃で２％マグネシウムを用いて酸素を低下させるために再び脱酸素され、そして上述のように、酸洗、リンスおよび乾燥された。最終生成物は分析され、そのデータは表４および９に示される。
【００４０】
電気的評価は次の手順を用いて実施された。
１．アノード作製
（ａ）Herberer Press
（１）Ｎ＝試料あたり１６アノード
（２）注油なしの粉末
（３）寸法＝０．１５４５インチ径×０．１２２５インチ長さ
（４）Ｄｐ＝５．０g／cc
（５）粉末質量＝１８８mg
２．アノード焼成：
（ａ）ＮＲＣ炉
１３３５℃、１０分（「Ａ」昇温）
３．３０Ｖ  Ｅｆ評価
（ａ）アノード化
（１）Ｎ＝１試料あたり８アノード（１ツリー）
ツリー／試料＋標準
（２）電解質；
Ｅ２５１試験電解質（０．０６％Ｈ３ＰＯ４、８３℃、２．８
６mmho）
（３）一定の電流密度：Ｅ２５１試験電流（３３７．５ma/g）
（４）端末電位＝３０．０ＶＤＣ＋／−０．０３
（５）端末電位時間＝３００分−０／＋５分
（６）２５℃に３０分、浸漬
（７）１００℃の炉に３０分
（ｂ）漏れＤＣ
（１）チャージＥ＝２１．０＋／−０．０２
（２）チャージ時間＝３０秒および１２０秒
（３）ＤＣＬ試験電解質＝１８％Ｈ３ＰＯ４、２１℃
（ｃ）キャパシタンス/ＤＦ
（１）キャパシタンス試験電解質＝１８％Ｈ２ＳＯ４、２１℃
（２）イアス＝２．５ＶＤＣ
（３）周波数＝１２０Ｈｚ
（４）直列キャパシタンス
（５）ＧｅｎＲａｄ＃１６５８
タンタル粉末の最終的な性質は表４，５および９に示される。
【００４１】
例５
この例において、ロットあたり原ロットタンタル粉末約４５ポンドが例４に示されるように、しかし粉末の最終温度が約１３００℃、約３０分として、窒化処理された。得られる窒化タンタルの特性は表４および５に示される。図３は、押圧され、焼成されたタンタルペレットの細孔分布を示し、そして図４は各細孔についての累積細孔容積を示す。
【００４２】
例６
原ロットタンタル粉末７２ポンドが目標窒素含量１５００ppmとして、窒素でドープされた。この処理において、粉末は７４０℃に加熱され、ついで水素を脱ガスされ、そして粉末は約３２５℃に冷却された。この時点で、窒素ガスは例１と同様な方法で導入された。窒素ドープに続いて、試料は取り除かれ、窒素ドープの分布が炉内のタンタル粉末を含むトレイのすべてについて均一であるか否かを測定した。窒素でドープした粒子およびたのパラメータは表６に示される。表７（実験No.５）も、最終生成物において目標値が窒素２５００ppmで炉内の種々の試料について窒素ドープしたことを含むもう１つの実験を示す。
【００４３】
比較として、タンタル粉末は脱酸素段階の間に窒化された。窒素ドープ量は比較的高かったが、これはすべてのトレイ試料において窒素が吸収されるのを確実にするためになされた。詳細は表８に示される。
【００４４】
表６および７からわかるように、窒素含有量は各場合において平均して目標値に非常に近く、そして種々のトレイ間の全体的な差異も許容しうるパラメータの範囲内であった。窒化が脱酸素段階の間に生じるとき、トレイにより不均一な窒素分布が表８にみられるように観察された。もっと詳しくは、吸収された窒素量には、トレイにより大きな差異があった。熱処理の間の窒化は約１,０００〜１,５００ppmの変動を生じ、脱酸素の間の窒化は２０,０００ppmを超える変動を生じた。
【００４５】
他の本発明の態様は明細書の考察およびここに開示された発明の実施から当業者に明らかであろう。詳細な説明および例は例示のためであり、本発明の真の範囲および精神は特許請求の範囲およびその均等物により示される。
【００４６】
【表１】
0004261105.tif 000002
【００４７】
【表２】
0004261105.tif 000003
【００４８】
【表３】
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【００４９】
【表４】
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【００５０】
【表５】
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【００５１】
【表６】
0004261105.tif 000007
【００５２】
【表７】
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【００５３】
【表８】
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【００５４】
【表９】
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【００５５】
【表１０】
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【００５６】
【表１１】
0004261105.tif 000012
【図面の簡単な説明】
【図１】  タンタル粉末が窒化される熱処理時における温度および圧力を示す図。
【図２】  タンタル粉末が窒化される熱処理時における温度および圧力を示す図。
【図３】  窒化タンタルの細孔径ｖｓ.対数示差貫入（ｍL/ｇ）を示す図。
【図４】  窒化タンタルの細孔径ｖｓ.累積細孔容積（ｍL/ｇ）を示す図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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