專利名稱：鈮燒結(jié)體及其生產(chǎn)方法以及使用這種鈮燒結(jié)體的電容器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及即使在大電容情況下也能提供較好漏電流值的鈮燒結(jié)體及其生產(chǎn)方法和使用該燒結(jié)體的電容器。
背景技術：
用于移動電話和個人計算機等電子裝置中的電容器要求是尺寸小而電容大的電容器。在這些電容器中，優(yōu)選使用的是鉭電容器，因為其電容大，不與其尺寸成正比，而且鉭電容器還有良好的特性。通常，鉭電容器利用鉭粉末的燒結(jié)體作為陽極。為了增大鉭電容器的電容，必須增大燒結(jié)體的質(zhì)量。
燒結(jié)體質(zhì)量增大不可避免地增大電容器的形狀，因而不滿足小尺寸電容器這一要求。解決這些問題的一個途徑是讓電容器使用的材料具有大于鉭的介電常數(shù)。具有這種較大介電常數(shù)的一種材料是鈮。
日本已公開專利申請55-157226號公開了生產(chǎn)用于電容器的燒結(jié)元件的方法。這種方法包括的步驟是將鈮粉末壓制成型并燒結(jié)，這些粉末顆粒的大小從燒結(jié)的一團到粒徑為2.0μm甚至更小的細小顆粒；細細地磨碎被壓制成型的燒結(jié)體，把一根導線連到燒結(jié)體的精細磨碎的顆粒；然后再燒結(jié)該連接體。然而，上述申請未描述所得到的電容器的詳細特性。
美國專利4,084,965號公開了一種使用鈮粉末的電容器，其中粒徑為5.1μm的鈮粉末是通過氫化作用和磨碎從鈮錠得到的。然而，該鈮燒結(jié)體具有高LC值，因而認為鈮燒結(jié)體的性能差。
本發(fā)明的發(fā)明者們已經(jīng)提議通過對鈮部分地氮化以及其他方式來改善鈮的漏電流特性(下稱LC值)(日本已公開專利申請10-242004號，美國專利6,115,235號)。例如，通過在制備上述鈮燒結(jié)體的過程中提高燒結(jié)溫度，可進一步降低LC值。然而，隨著燒結(jié)溫度的升高，所得到的燒結(jié)體每單位質(zhì)量的電容與在燒結(jié)體表面形成電介質(zhì)的形成電壓的乘積(以下簡稱CV值)會變小。結(jié)果便難于達到最終目標，即，得到有高CV值和低LC值的很好平衡的鈮燒結(jié)體這個目標。如果電容器是由這樣的鈮燒結(jié)體制成的，即制備這個燒結(jié)體時只以得到高CV值為目標，則存在的問題是將產(chǎn)生具有特別大LC值的電容器。
所以，本發(fā)明的一個目的是提供一種鈮燒結(jié)體，即使在大電容的情況下它也能有較好的漏電流值(LC值)，以及這種鈮燒結(jié)體的生產(chǎn)方法和使用上述燒結(jié)體的電容器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的發(fā)明者們已經(jīng)廣泛地研究了上述問題，并發(fā)現(xiàn)了一種前所未有的適于電容器中使用的鈮粉末的燒結(jié)方法，可將電容器中的鈮粉末在最高燒結(jié)溫度下持續(xù)預先確定的時間，然后完成本發(fā)明。
換句話說，本發(fā)明提供下述鈮燒結(jié)體及其生產(chǎn)方法和使用該燒結(jié)體的電容器。
通過燒結(jié)鈮粉末制備的鈮燒結(jié)體，這里每單位質(zhì)量的電容(CμF/g)與形成電壓(V伏特(V))的乘積(CV)為90,000μF/g或更大，鈮粉末初級粒子的平均粒徑(D50μm)和漏電流(LCμA/g)的乘積除以CV值所得到的值為5×10-4μm·μA/(μF·V)或更小。
如上述方面[1]中描述的鈮燒結(jié)體，這里的鈮粉末被部分地氮化。
如上述方面[2]中描述的鈮燒結(jié)體，這里鈮粉末中的氮含量在20ppm(質(zhì)量)至200,000ppm(質(zhì)量)范圍內(nèi)。
如上述方面[3]中描述的鈮燒結(jié)體，這里鈮粉末中的氮含量在500ppm(質(zhì)量)至7,000ppm(質(zhì)量)范圍內(nèi)。
生產(chǎn)鈮燒結(jié)體的方法，其包括在高溫下燒結(jié)鈮粉末的步驟，這里將鈮粉末在溫度500℃至2,000℃下燒結(jié)并使其在最高燒結(jié)溫度下持續(xù)60分鐘至150分鐘。
如上述方面[5]中描述的生產(chǎn)鈮燒結(jié)體的方法，這里將鈮粉末在溫度900℃至1500℃下燒結(jié)并使其在最高燒結(jié)溫度下持續(xù)80分鐘至130分鐘。
如上述方面[5]或[6]中描述的生產(chǎn)鈮燒結(jié)體的方法，這里將鈮粉末粒化，得到平均粒徑為3μm或更小的初級粒子。
如上述方面[7]中描述的生產(chǎn)鈮燒結(jié)體的方法，這里將鈮粉末?；?，得到平均粒徑為3μm至0.1μm的初級粒子。
如上述方面[5]至[8]的任何一個中描述的生產(chǎn)鈮燒結(jié)體的方法，這里的鈮粉末被部分地氮化。
如上述方面[9]中描述的生產(chǎn)鈮燒結(jié)體的方法，這里鈮粉末中的氮含量在20ppm(質(zhì)量)至200,000ppm(質(zhì)量)范圍內(nèi)。
如上述方面[10]中描述的生產(chǎn)鈮燒結(jié)體的方法，這里鈮粉末中的氮含量在500ppm(質(zhì)量)至7,000ppm(質(zhì)量)范圍內(nèi)。
一個電容器，包含一個含有如上述方面[1]至[4]的任何一個中描述的鈮燒結(jié)體的電極、在該燒結(jié)體表面上提供的電介質(zhì)以及在所述電介質(zhì)上提供的一個反電極。
如上述方面[12]中描述的電容器，這里的電介質(zhì)包含由電解氧化形成的鈮氧化物。
如上述方面[12]中描述的電容器，這里的反電極包含至少一種選自電解液、有機半導體和無機半導體中的材料。
如上述方面[14]中描述的電容器，這里的反電極包含有機半導體，其中有機半導體選自含有苯并吡咯啉的四聚物和氯醌的有機半導體，含有四硫并四苯作為主要成分的有機半導體，含有四氰基醌二甲烷作為主要成分的有機半導體，以及含有導電聚合物作為主要成分的有機半導體，其中導電聚合物通過將含有至少兩個通式(1)或(2)代表的重復單元的聚合物與摻雜劑摻雜制備得到
其中R1-R4可以是相同的或不同的，每個獨立地代表氫原子、含有1-6個碳原子的烷基或含有1-6個碳原子的烷氧基；X代表氧原子、硫原子或氮原子；R5只有當X是氮原子時才存在，它代表氫原子或含有1-6個碳原子的烷基，R1和R2以及R3和R4可以獨立地組合成環(huán)。
如上述方面[15]中描述的電容器，這里的有機半導體是至少一種選自聚吡咯，聚噻吩以及它們的取代衍生物中的材料。
具體實施例方式
現(xiàn)在將解釋根據(jù)本發(fā)明得到燒結(jié)體的一個實施例。
用作制備燒結(jié)體的原材料的鈮粉末可以有平均粒徑為3μm或更少，優(yōu)選為3μm-0.1μm的范圍內(nèi)的初級粒子。當平均粒徑超過3μm時，該鈮粉末就不是優(yōu)選的，因為在這種情況下難于得到具有高CV特性和低LC特性的燒結(jié)體，而這正是本發(fā)明的目的之一。
這里所用的平均粒徑是值D50(當按質(zhì)量累積分布使質(zhì)量百分數(shù)達到50％時的粒徑)，它是用顆粒大小分布測量裝置(商標為“Microtrac”)測量的。例如，可以通過用鈉還原氟鈮酸鉀，或者把鈮錠的氫化物磨碎并脫氫，或者使鈮氧化物被碳還原，由此制備具有這樣平均粒徑的鈮粉末。當通過把鈮錠的氫化物磨碎并脫氫來制備鈮粉末時，通過調(diào)節(jié)鈮錠中的脫氫程度和用磨碎機磨碎的時間可得到具有所希望的平均粒徑的鈮粉末。
本發(fā)明的鈮粉末可以具有上述平均粒徑，而且優(yōu)選部分地被氮化。在這種情況中，被氮化的粉末中氮的含量在20 ppm(質(zhì)量)至200,000ppm(質(zhì)量)范圍內(nèi)(下文中術語“ppm(質(zhì)量)”將簡化為“ppm”)。
由上述鈮粉末制備燒結(jié)體并在燒結(jié)體的表面形成介電質(zhì)，見下文中的描述。當在磷酸的水溶液中測量LC值時，氮含量優(yōu)選為為500ppm-7,000ppm，更優(yōu)選為500ppm-4,000ppm，以提供一種鈮燒結(jié)體，它即使在大電容的情況下也能使漏電流值(LC)降低。這里所用的氮含量是指由化學氮化造成的量，而不是由鈮粉末的吸附和向鈮粉末中物理摻雜造成的量。
鈮粉末可以由液體氮化、離子氮化和氣體氮化中的任何一種或其組合來氮化。在這些方法中，優(yōu)選的方法是鈮粉末在氮氣氛中進行的氣體氮化，因為其設備簡單而且容易操作。例如，可以將前述鈮粉末放置在氮氣氛中實現(xiàn)氣體氮化。在這種情況中，通過將鈮粉末在溫度2,000℃或低于2,000℃下放置60小時或少于60小時，可得到具有所希望氮含量的鈮粉末。通過提高加工溫度，可縮短加工時間。
在測量要進行氮化的顆粒的粒徑之后，通過在初步試驗中改變氮化溫度和時間可控制鈮粉末中的氮含量。
上述鈮粉末可在使用前被軋碎以具有適當?shù)男螤睿蛘呖梢园衍埶榈姆勰┡c適量未被軋碎的鈮粉末混合。任何傳統(tǒng)的軋碎方法都可使用。例如，讓未被軋碎的鈮粉末在真空中承受高溫使其團聚和固化，然后將該團聚物粉碎。另一種作法是，在把特定的粘合劑與未被軋碎的鈮粉末混合之后，將得到的混合物粉碎。在后一種情況中，必要時可使用溶劑將鈮粉末和粘合劑捏合，在這種情況中，待捏合的混合物干燥之后再將其粉碎。通常使用聚乙烯醇或丙烯酸系樹脂作為粘合劑。溶劑可選自丙酮、醇類、酯類如乙酸丁酯、水等。
這樣軋碎的鈮粉末的平均粒徑為300μm或更小，優(yōu)選為200μm或更小，更優(yōu)選為200μm至1μm的范圍。
通過燒結(jié)前述鈮粉末，可生產(chǎn)根據(jù)本發(fā)明的鈮粉末燒結(jié)體。例如，通過將鈮粉末壓制成預先確定的形狀，然后在壓強1.33×10-4-1.33×10-2Pa(帕斯卡)下把壓制成形件加熱到溫度500℃-2000℃，優(yōu)選900℃-1500℃，并讓鈮燒結(jié)體在最高燒結(jié)溫度下保持60分鐘-150分鐘，優(yōu)選80分鐘-130分鐘，便可生產(chǎn)出燒結(jié)體。
這里，鈮燒結(jié)體的最高燒結(jié)溫度是指燒結(jié)溫度條件范圍內(nèi)的最高溫度。上述最高燒結(jié)溫度在燒結(jié)裝置中可以在溫度控制范圍±25℃內(nèi)變化，并可通過自身控制溫度使其在相對于預設最大溫度的±50℃溫度范圍內(nèi)具有波動形式，如方波、脈沖波、或三角波來確定。
燒結(jié)溫度下限取決于鈮粉末的平均粒徑。例如，鈮粉末的平均粒徑越小，則燒結(jié)溫度的下限越低。
當在平均粒徑相同的情況下改變燒結(jié)溫度時，在低燒結(jié)溫度下生產(chǎn)的燒結(jié)體表現(xiàn)出高LC值，當然CV值會增大。這種燒結(jié)體不能實際用作電容器中使用的材料。然而，在本發(fā)明中，即使燒結(jié)溫度低，可以讓鈮燒結(jié)體在最高燒結(jié)溫度下保持60分鐘至150分鐘，優(yōu)選80分鐘至130分鐘，這會優(yōu)選地得到電容器中使用的鈮燒結(jié)體。結(jié)果，CV值可提高到90,000μFV/g或更高，而LC值降低。換言之，值D50·LC/CV，即在考慮鈮粉末平均粒徑和CV值的情況下對LC特性的一種度量，可降低到5×10-4μm·μA/(μF·V)或更低。
一般而言，LC/CV值代表每單位表面面積的LC值。當構(gòu)成各燒結(jié)體的鈮粉末有不同粒徑時，認為即使鈮粉末的表面面積相同，這些燒結(jié)體的LC值也是改變了。這是因為鈮粉末有不同的表面形狀。上述D50·LC/CV值是考慮到表面形狀對LC性能的一種度量。當用D50·LC/CV值大于5×10-4μm·μA/(μF V)的燒結(jié)體生產(chǎn)電容器時，則有可能該電容器表現(xiàn)出特別高的LC值，而這是不希望出現(xiàn)的。
當讓鈮粉末在最高燒結(jié)溫度下承受的時間少于60分鐘或大于150分鐘時，便不能得到具有所希望的高電容和低LC值的鈮燒結(jié)體。
現(xiàn)在將描述電容器的制造。
本發(fā)明的電容器包含所述鈮燒結(jié)體作為一個電極、在其表面上提供的電介質(zhì)以及在電介質(zhì)上提供的反電極。
在上述鈮粉末壓制成型的過程中，由具有整流作用的金屬(如鈮或鉭)制成的且有適當形狀和長度的引出線與鈮粉末集成壓制在一起，從而使引出線的一部分可以插入壓制件中。換言之，進行組裝以使該引出線能用做從燒結(jié)體向外的引線。
根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選使用包含鈮氧化物的電介質(zhì)作為本發(fā)明電容器的電介質(zhì)。在本發(fā)明中使用的鈮氧化物是指“鈮的氧化物”的一般性術語。與鈮原子鍵連的氧原子個數(shù)沒有限制。例如，鈮的氧化物包括Nb2O5、NbO2、NbOx(X在1.0至2.5范圍內(nèi))。
含有鈮氧化物的電介質(zhì)，例如，通過把鈮燒結(jié)體作為一個電極在電解液中進行化學處理可容易地得到。對于鈮電極在電解液中進行的化學處理，通常使用一種質(zhì)子酸的水溶液，例如0.1％的磷酸或硫酸水溶液。當鈮電極在電解液中進行化學處理得到含有鈮氧化物的電介質(zhì)時，便能提供一個以鈮電極作為陽極的電解電容器。
在本發(fā)明的電容器中使用的反電極無特別限制。例如，優(yōu)選利用至少一種選自鋁電解電容器工業(yè)中傳統(tǒng)上公知的電解質(zhì)、有機半導體以及無機半導體中的材料(化合物)。
電解質(zhì)的具體實例包括二甲基甲酰胺和乙二醇的混合溶液，其中在此混合溶液溶解有5質(zhì)量％的異丁基三丙基銨四氟化硼電解質(zhì)，以及碳酸亞丙酯和乙二醇的混合溶液，其中溶解有7質(zhì)量％的四乙基銨四氟化硼電解質(zhì)。
有機半導體的具體實例包括，包含苯并吡咯啉四聚物和氯醌的有機半導體，含有四硫并四苯作為主要成分的有機半導體，含有四氰基醌二甲烷作為主要成分的有機半導體，以及含有導電聚合物作為主要成分的有機半導體，該導電聚合物通過將含有至少兩個通式(1)或(2)代表的重復單元的聚合物與摻雜劑摻雜制備得到
其中R1-R4可以是相同的或不同的，每個獨立地代表氫原子、含有1-6個碳原子的烷基或含有1-6個碳原子的烷氧基；X代表氧原子、硫原子或氮原子；R5只有當X是氮原子時才存在，它代表氫原子或含有1-6個碳原子的烷基，R1和R2以及R3和R4可以獨立地組合成環(huán)。任何傳統(tǒng)的摻雜劑都可用作上述摻雜劑。
含有2個或2個以上的通式(1)或(2)代表的重復單元的聚合物實例是聚苯胺、聚苯(醚)、聚苯硫醚、聚噻吩、聚呋喃、聚吡咯、聚甲基吡咯以及它們的取代衍生物和共聚物。在這些聚合物中，優(yōu)選聚吡咯、聚噻吩以及它們的取代衍生物如聚(3，4-亞乙二氧基噻吩)。
無機半導體的具體實例包括含有二氧化鉛或二氧化錳作為主要成分的無機半導體以及含有四氧化三鐵的無機半導體。這些半導體可以單獨使用或組合作用。
當使用的有機或無機半導體的電導率為10-2s·cm-1至103s·cm-1時，得到的電容器的阻抗變得較小，從而在高頻處可進一步增大電容。
當反電極為固體時，可在其上面形成一個導電層，以改善與外部引線(如引線框)的電接觸。
導電層可以由導電糊固化、電鍍、金屬沉積或形成耐熱導電樹脂膜來形成。作為導電糊，優(yōu)選銀糊、銅糊、鋁糊、碳糊、鎳糊等。這些糊可以單獨使用或組合使用。當使用兩種或更多種導電糊時，這些糊可以混合在一起或作為單獨的層疊加在一起。一旦施用導電糊，便將導電糊放在大氣中或加熱以便固化。對于電鍍，可使用鎳鍍、銅鍍、銀鍍、鋁鍍等。對于金屬沉積，可以使用鋁、鎳、銅、銀等。
更具體地說，電容器是以這樣的方式構(gòu)成的在第二電極上相繼覆蓋鋁糊和銀糊，然后使用如環(huán)氧樹脂之類的材料進行密封?？梢詫﹄娙萜魈峁┾壔蜚g引出線，它是與鈮燒結(jié)體集成壓制和燒結(jié)在一起，或者在后來焊接。
本發(fā)明的具有上述結(jié)構(gòu)的電容器可用在各種應用中，此時該電容器用樹脂鑄模、樹脂外殼、金屬外殼、樹脂浸漬或?qū)盈B薄膜封裝起來。
當反電極是液體時，由電極和電介質(zhì)組成的電容器被裝在與反電極電連接的容器中。在這種情況中，使用鈮燒結(jié)體的電極被設計成經(jīng)由鈮或鉭引出線引到外面，并用電絕緣橡膠之類與該容器絕緣。
當使用由本發(fā)明的方法制備的鈮燒結(jié)體生產(chǎn)電容器時，可得到具有大電容和良好的漏電流特性的電容器。
實現(xiàn)本發(fā)明的最佳方式現(xiàn)在將參考實施例和比較例更具體地解釋本發(fā)明，但本發(fā)明不特別局限于下述實施例。在下述實施例和比較例中，采用下述方法測量粉末中的氮含量、燒結(jié)體的電容、燒結(jié)體的漏電流值(LC值)以及被加工成芯片電容器的電容器的電容。
(1)粉末中的氮含量使用LECO公司制造的根據(jù)熱傳導率確定氧和氮的裝置來測量粉末中的氮量。氮含量表示成氮量與單獨測量的粉末重量的比值。
(2)燒結(jié)體的電容將燒結(jié)體在80℃溫度下在0.1％的磷酸水溶液中進行化學處理達200分鐘，以在燒結(jié)體表面形成電介質(zhì)。把上述燒結(jié)體浸入30％的硫酸水溶液中，并把硫酸溶液中的鉭電極與惠普公司(Hewlett Packard Co.，Ltd.)制造的LCR測量裝置“LCR計”相連，以測量室溫下的電容。在120Hz的電容被認為是該燒結(jié)體的電容。
(3)燒結(jié)體的漏電流值(LC值)按上述(2)形成電介質(zhì)。然后，在室溫下在上述浸入20％磷酸水溶液中的燒結(jié)體和在該磷酸溶液中的一個電極之間加直流電壓連續(xù)3分鐘，該直流電壓是為形成電介質(zhì)所加的形成電壓的70％。在3分鐘之后測量的電流值被認為是該燒結(jié)體的漏電流值。
(4)加工成芯片電容器的電容器的電容加工成芯片電容器的電容器的電容是在120Hz在室溫下用惠普公司制造的LCR計測量的值。漏電流是在加額定電壓1分鐘后測量的電流值。
在下述實施例和參考例中，CV和LC值每個都是由20個電容器測量得到的平均值。
實施例1-3和比較例1-4用鈉還原氟鈮酸鉀得到平均粒徑為1μm的鈮粉末，讓這種鈮粉末在1050℃在1.33×10-4Pa的真空中持續(xù)20分鐘。然后，通過破碎使鈮粉末成為平均粒徑為150μm的顆粒。使被軋碎的粉末在300℃在氮流中持續(xù)1.5小時，從而得到部分氮化的鈮粉末，其氮含量為1600ppm(質(zhì)量)。將這樣得到的鈮粉末與直徑為0.3mm的鈮引出線壓制在一起，從而得到1.8mm×3.5mm×4.5mm的壓制件，其結(jié)構(gòu)是有長度為3.5mm的一部分引出線在壓制件中，而長度為6mm的另一部分在外面。將多個這種壓制件(20×18個單元)在最高燒結(jié)溫度1150℃下在壓強1.33×10-4Pa按表1中所示改變燒結(jié)時間進行燒結(jié)，從而得到燒結(jié)體。將每個燒結(jié)體在80℃在0.1％的磷酸水溶液中在加20V電壓的情況下進行化學處理達200分鐘，以在燒結(jié)體的表面上沉積鈮的氧化物作為電介質(zhì)。
表1所示為每個燒結(jié)體的CV值、LC值和D50·LC/CV值。進一步將30％的醋酸鉛水溶液與30％的過硫酸銨水溶液的1∶1混合物在40℃與該電介質(zhì)接觸20次，從而使二氧化鉛(質(zhì)量97％)和硫酸鉛的混合物沉積，形成反電極。然后，在反電極上相繼覆蓋碳糊和銀糊，再以環(huán)氧樹脂密封。這樣，便生產(chǎn)出一個電容器。表3所示為生產(chǎn)出的每個電容器(7.3mm×4.3mm×2.8mm)的電容和施加6.3V電壓得到的LC值。在每個實施例中這些值是從20個電容器取得的平均值，但去掉了LC值大于100μA的電容器。這樣被去掉的電容器的數(shù)量也示于表3中。
實施例4-6和比較例5-8將通過磨碎和脫氫，從鈮錠的氫化物得到平均粒徑為0.7μm的鈮粉末在950℃下在1.33×10-4Pa的真空中持續(xù)20分鐘。然后，通過破碎使鈮粉末成為平均粒徑為120μm的顆粒。將被軋碎的粉末在300℃在氮氣流中持續(xù)1.5小時，從而得到部分氮化的鈮粉末，其氮含量按質(zhì)量為200ppm。將被氮化的鈮粉末以與比較例1中相同的方式壓制，并在最高燒結(jié)溫度1050℃下在壓強1.33×10-4Pa按表1中所示改變燒結(jié)時間進行燒結(jié)，從而得到燒結(jié)體。對每個燒結(jié)體，按與比較例1中的相同方式進行化學處理，并測量CV值、LC值和D50·LC/CV值。表1所示為上述各值。把10％的過硫酸銨水溶液與0.5％的蒽醌磺酸水溶液的1∶1混合物與電介質(zhì)接觸并把電介質(zhì)暴露于吡咯氣體中，這一過程重復5次，從而沉積出聚吡咯反電極。然后，以與比較例1中相同的方式生產(chǎn)電容器，表3所示為該電容器的各種值。
比較例9-12按與比較例1中相同的方式生產(chǎn)燒結(jié)體和電容器，但最高燒結(jié)溫度改變了，如表2所示。表2和表4所示為每個燒結(jié)體和電容器的各種值。
表1


表2

表3


表4

當把比較例1的結(jié)果與比較例9至12的結(jié)果比較時，發(fā)現(xiàn)隨著燒結(jié)溫度的提高，雖然LC值變得較好，但CV值降低，這顯著地降低了電容器的電容。從實施例1-6中關于電容器的值可以清楚看出，當在最高燒結(jié)溫度持續(xù)80分鐘至130分鐘并使用CV值為90,000μF·V/g或更大，D50·LC/CV值為5×10-4μmμA/(μF·V)或更小的鈮粉末時，可得到LC值和CV值有良好平衡的電容器，更具體地說，是電容為400μF或更大的電容器，不包括LC值大于100μA的電容器。
工業(yè)可應用性本發(fā)明的鈮燒結(jié)體是在制備燒結(jié)體的過程中在溫度500℃-2000℃下燒結(jié)并在最高燒結(jié)溫度下持續(xù)60分鐘至150分鐘之后完成的，其特點在于每單位質(zhì)量的電容(C)和形成電壓(V)的乘積(CV)為90,000μF·V/g或更大，而所述鈮粉末的初級粒子的平均粒徑(D50)和漏電流(LC)二者之積除以所述CV得到的值為5×10-4μm·μA/(μF·V)或更小。
含有本發(fā)明的鈮燒結(jié)體的電容器是電容和LC值達到很好平衡的電容器，即，一種高度可靠的電容器。
權(quán)利要求
1.一種通過燒結(jié)鈮粉末制備的鈮燒結(jié)體，這里每單位質(zhì)量的電容(CμF/g)與形成電壓(V伏特(V))的乘積(CV)是90,000μF·V/g或更大，鈮粉末初級粒子的平均粒徑(D50μm)和漏電流(LCμA/g)的乘積除以CV值所得到的值是5×10-4μm·μA/(μF·V)或更小。
2.如權(quán)利要求1中申明的鈮燒結(jié)體，這里的鈮粉末被部分地氮化。
3.如權(quán)利要求2中申明的鈮燒結(jié)體，這里在鈮粉末中的氮含量在20ppm(質(zhì)量)至200,000ppm(質(zhì)量)范圍內(nèi)。
4.如權(quán)利要求3中申明的鈮燒結(jié)體，這里在鈮粉末中的氮含量在500ppm(質(zhì)量)至7,000ppm(質(zhì)量)范圍內(nèi)。
5.一種生產(chǎn)鈮燒結(jié)體的方法，其包含高溫下燒結(jié)鈮粉末的步驟，這里鈮粉末在溫度500℃-2,000℃下燒結(jié)并將其在最高燒結(jié)溫度下持續(xù)60分鐘至150分鐘。
6.如權(quán)利要求5中申明的生產(chǎn)鈮燒結(jié)體的方法，這里鈮粉末在溫度900℃-1500℃下燒結(jié)并將其在最高燒結(jié)溫度下持續(xù)80分鐘至130分鐘。
7.如權(quán)利要求5或6中申明的生產(chǎn)鈮燒結(jié)體的方法，這里的鈮粉末被做成顆粒，使初級粒子的平均粒徑為3μm或更小。
8.如權(quán)利要求7中申明的生產(chǎn)鈮燒結(jié)體的方法，這里的鈮粉末被做成顆粒，使初級粒子的平均粒徑為3μm-0.1μm。
9.如權(quán)利要求5-8任何一項中申明的生產(chǎn)鈮燒結(jié)體的方法，這里的鈮粉末被部分地氮化。
10.如權(quán)利要求9中申明的生產(chǎn)鈮燒結(jié)體的方法，這里鈮粉末中的氮含量在20ppm(質(zhì)量)至200,000ppm(質(zhì)量)范圍內(nèi)。
11.如權(quán)利要求10中申明的生產(chǎn)鈮燒結(jié)體的方法，這里鈮粉末中的氮含量在500ppm(質(zhì)量)至7,000ppm(質(zhì)量)范圍內(nèi)。
12.一個電容器，其包含一個含有如權(quán)利要求1-4任一項中描述的鈮燒結(jié)體的電極、在該燒結(jié)體表面上提供的電介質(zhì)以及在所述電介質(zhì)上提供的一個反電極。
13.如權(quán)利要求12中申明的電容器，這里的電介質(zhì)包含由電解氧化形成的鈮氧化物。
14.如權(quán)利要求12中申明的電容器，這里的反電極包含至少一種選自電解溶液、有機半導體和無機半導體中的材料。
15.如權(quán)利要求14中申明的電容器，這里的反電極包含有機半導體，其中有機半導體選自含有苯并吡咯啉四聚物和氯醌的有機半導體，含有四硫并四苯作為主要成分的有機半導體，含有四氰基醌二甲烷作為主要成分的有機半導體，以及含有導電聚合物作為主要成分的有機半導體，其中導電聚合物通過將含有至少兩個通式(1)或(2)代表的重復單元的聚合物與摻雜劑摻雜制備得到 這里R1-R4可以是相同的或不同的，每個獨立地代表氫原子、含有1-6個碳原子的烷基或含有1-6個碳原子的烷氧基；X代表氧原子、硫原子或氮原子；R5只有當X是氮原子時才存在，它代表氫原子或含有1-6個碳原子的烷基，R1和R2以及R3和R4可以獨立地組合成環(huán)。
16.如權(quán)利要求15中申明的電容器，這里的有機半導體是至少一種選自聚吡咯、聚噻吩以及它們的取代衍生物中的材料。
全文摘要
一種鈮燒結(jié)體，它是以這樣的方式制備的在燒結(jié)過程中將鈮粉末在溫度500℃－2000℃下燒結(jié)并在最高燒結(jié)溫度下持續(xù)60分鐘至150分鐘。本發(fā)明的鈮燒結(jié)體的特點在于每單位質(zhì)量的電容(C)和形成電壓(V)的乘積(CV)為90,000μF·V/g或更大，而所述鈮粉末的初級粒子的平均粒徑(D
文檔編號C22C29/16GK1507643SQ0180829
公開日2004年6月23日 申請日期2001年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2000年4月21日
發(fā)明者內(nèi)藤一美, 河邊功 申請人:昭和電工株式會社