钽粉(Tantalum Powder)

粉末状的金属钽，呈暗灰色或银灰色，是制备电容器和钽材的重要原料。

分类   钽粉通常根据其用途分为电容器级和冶金级两大类。电容器级钽粉一般又分为三个系列：低压系列(工作电压不大于25V)、中压系列(工作电压为32～40V)和高压系列(工作电压不小于50V)。

电容器级钽粉   用于制造钽电容器芯子的钽粉，其品质主要由其物理性能、化学成分和电性能来衡量。

(1)物理性能。物理性能主要有平均粒径、粒形、流动性和成形密度等。低压系列产品应有小的平均粒径、复杂的粒形和低的成形密度，高压系列产品则应有较大的平均粒径、简单的粒形和较高的成形密度。流动性的好坏决定着钽粉是否能用自动成形机成形。因此，随着小型片式钽电容器产量迅速增加，人们对钽粉的流动性给予了很大的关注。

(2)化学成分。化学成分对钽粉的电性能有直接影响，高的杂质含量，特别是高的磷、硼、氧、碳、钾、钠和铁含量，将使钽阳极氧化膜的漏电流增加、击穿电压下降，从而使钽粉的电性能变坏。但是，钽粉中某些元素的含量也不是越低越好。发现，掺入某种选定的元素能提高钽粉的某种电性能。实践证明：向钽粉中掺入微量磷化物能抑制钽块烧结时的收缩，从而提高钽粉的重量比电容量；掺入微量的具有高介电强度的铝化物，能提高钽粉的击穿电压。

(3)电性能。电性能是指钽粉经过称量、压块、真空烧结、阳极氧化后，其钽阳极块表面氧化膜的直流漏电流、击穿电压和钽阳极块的电容量等性能。所有这些性能既是由非晶形五氧化二钽阳极氧化膜的本征特性决定的，又与钽粉的物理性能和化学成分密切相关。

对电容器级钽粉的物理性能、化学成分和电性能的具体要求，中国国家标准(GB／T3136-1995)中均有详细、明确的规定。

冶金级钽粉用于制备各种钽材或作为合金添加剂的钽粉，因此主要是用物理性能和化学成分衡量其品质。其作为重要物理性能指标的粒度以通过150目标准筛为好；松装密度以3～6g／cm³为好。为避免真空烧结和熔炼过程中化学成分损失，氧含量应控制在0.2％左右。钨、钼、铌等高熔点金属因不能在真空熔炼过程中去掉，应严格控制它们的含量。

制备方法   制备钽粉的方法有五氧化二钽的金属热还原法、碳还原法、熔盐电解法、卤化钽的氢还原法、金属热还原法和钽的含氟络合物的金属热还原法等。目前，工业上主要是用氟钽酸钾的钠还原法来制备金属钽粉，其反应式为：

K₂TaF₇+5Na=Ta+2KF+5NaF 

具体做法是，将K₂TaF₇与NaCl或KCl按一定比例混合并装入还原罐中，在氩气保护下，于300～800℃注钠搅拌还原。还原产物出炉后水洗除掉氟化物和过量的钠，盐酸洗涤除掉铁等金属杂质，氢氟酸洗涤除掉氧和硅，再用水洗至中性并烘干，即得钠还原钽粉的原粉。原粉经过筛分、调配、真空凝聚后即制得电容器级或治金级钠还原钽粉。这样制备的电容器级钽粉主要用于低、中压系列。由此种钠还原钽粉经过压制、真空垂熔烧结成垂熔钽条，再经氢化、磨细后就制成垂熔钽粉，该种电容器级钽粉主要用于中、高压系列。上述垂熔钽条若先用真空电子束熔炼成钽锭，然后再氢化、磨细，就制成了粒形最为简单的电子轰击钽粉，该种电容器级钽粉主要用于高压系列。