專利名稱：鈮粉、其燒結(jié)體和使用同樣材料的電容器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鈮粉。該種銀粉能夠穩(wěn)定制造具有大的每單位質(zhì)量電容和優(yōu)良的耐熱性的電容器。本發(fā)明還涉及一種使用該粉末的燒結(jié)體和一種使用該燒結(jié)體的電容器。
背景技術(shù)：
對于用在如移動電話和個人電腦的電子設(shè)備中的電容器，要求其尺寸小而電容大。在這些電容器中，鉭電容器是優(yōu)選的，因為相對尺寸而言，其電容較大，且性能優(yōu)良。在鉭電容器中，通常用鉭粉的燒結(jié)體作為陽極材料。為了提高鉭電容器的電容，必需增加燒結(jié)體的質(zhì)量，或使用通過精細粉碎鉭粉的方法提高了表面積的燒結(jié)體。
增加燒結(jié)體的質(zhì)量，必須放大電容器的形狀，這無法滿足縮小尺寸的要求。另一方面，在精細粉碎鉭粉以提高比表面積的方法中，鉭燒結(jié)體的孔徑減小，或在燒結(jié)階段封閉孔增加，這使得在下一步中浸漬陰極劑變得困難。作為解決這些難題的一種方法，正在研究一種采用介電常數(shù)大于鉭的材料的燒結(jié)體的電容器。眾所周知，鈮是一種介電常數(shù)較大的材料。鈮和鉭屬于同一族，因此，在鈮中，鉭可以以雜質(zhì)的方式存在。
JP-A-2001 307963(這里所用的術(shù)語“JP-A”意為“未經(jīng)審查而公布的日本專利申請”)(美國專利6,540,810)公開了當(dāng)純化鈮粉以制備鉭含量降至700質(zhì)量ppm或更低的鈮粉，并用這種粉末制備燒結(jié)體及隨后的電容器的時候，CV值或電容沒有降低。但是如果在生產(chǎn)過程中加入純化步驟，會延長鈮粉的生產(chǎn)時間，且降低回收。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種具有大的每單位質(zhì)量電容及優(yōu)良的耐熱性的電容器、一種制造電容器的燒結(jié)體，及一種制造燒結(jié)體的鈮粉。
作為廣泛研究的結(jié)果，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，可以通過將鈮粉配方調(diào)整到一個不要求必需純化鈮粉的特定范圍的方法來達到上述的目標(biāo)。
更明確地，本發(fā)明涉及下面的鈮粉，其燒結(jié)體，使用該燒結(jié)體的電容器，以及使用該電容器的電氣設(shè)備和電子裝置。
(1)一種鈮粉，其中鎂和鋯的含量各自為50到400質(zhì)量ppm，鎢的含量為20到200質(zhì)量ppm，鉭的含量為300到3000質(zhì)量ppm，其它除氧、氮、氫、鎂、鋯、鎢和鉭之外的元素的含量各為50質(zhì)量ppm或更少。
(2)如上面1中所述的鈮粉，其中氧的含量為4,000到100,000質(zhì)量ppm。
(3)如上面1或2中所述的鈮粉，其中氮的含量為20到200,000質(zhì)量ppm。
(4)如上面1到3任意一條中所述的鈮粉，其中氫的含量為5到200質(zhì)量ppm。
(5)如上面1到4任意一條中所述的鈮粉，其中初級粉末的平均粒徑為0.1到5微米。
(6)如上面5中所述的鈮粉，其中經(jīng)?；跫壏勰┒频玫亩壏勰┑钠骄綖?0到300微米。
(7)如上面1到6任意一條中所述的鈮粉，其中BET比表面積為0.5m2/g到40m2/g。
(8)如上面1到7任意一條中所述的鈮粉，其中CV值為80,000到200,000μFV/g。
(9)一種使用如上面1到8任意一條中所述鈮粉的燒結(jié)體。
(10)如上面9中所述的燒結(jié)體，其中BET比表面積為0.5m2/g到7m2/g。
(11)用作電極的由如上面9或10中所述的燒結(jié)體組成的電容器，一種在燒結(jié)體表面成型的電介體材料，以及安裝到電介體上的另一個電極。
(12)如上面11中所述的電容器，其中電介體主要由氧化鈮所組成。
(13)如上面11中所述的電容器，其中另一個電極的材料為選自電解溶液、有機半導(dǎo)體及無機半導(dǎo)體的至少一種。
(14)如上面13中所述的電容器，其中另一個電極的材料是一種有機半導(dǎo)體，該有機半導(dǎo)體為選自一種由苯并吡咯啉四聚物和氯醌所組成的有機半導(dǎo)體、一種主要由四硫代并四苯(tetrathiotetracene)所組成的有機半導(dǎo)體、一種主要由四氰基對醌二甲烷(tetracyanoquinodimethane)和一種導(dǎo)電聚合物所組成的有機半導(dǎo)體的至少一種。
(15)如上面14中所述的電容器，其中導(dǎo)電聚合物是選自聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺和其取代衍生物的至少一種。
(16)如上面14中所述的電容器，其中導(dǎo)電聚合物是一種通過向聚合物中摻入摻雜劑的方法制得的導(dǎo)電聚合物，該聚合物由一種如式(1)或(2)所表示的重復(fù)單元所組成 其中，R1到R4各自分別代表一種選自氫原子、線型或支鏈、具有1到10個碳原子的飽和或不飽和烴基、烷氧基或烷酯基、鹵素、硝基、氰基、伯胺基、仲胺基或叔胺基、CF3基、苯基和取代苯基的一價基團；R1和R2的配對與R3和R4的配對的烴鏈可以在任意位置彼此相連以形成二價鏈，以與被這些基團取代的碳原子一起形成至少一個3-、4-、5-、6-或7元飽和或不飽和烴環(huán)狀結(jié)構(gòu)；環(huán)鍵鏈在任意位置含有羰基、醚、酯、酰胺、硫、亞磺?；⒒酋；騺啺被I；X代表氧原子、硫原子或氮原子；僅僅當(dāng)X為氮原子時R5才存在，并表示氫或具有1到10個碳原子的線型或支鏈、飽和或非飽和烴基。
(17)如上面16中所述的電容器，其中導(dǎo)電聚合物是一種由下式(3)所表示的重復(fù)單元所組成的導(dǎo)電聚合物 其中R6和R7各自分別代表氫原子、具有1到6個碳原子的線型或支鏈、飽和或不飽和烴基、或能夠在烴基基團在任意位置相互連接的情況下，生成至少一個含有兩個氧元素的5-、6-或7元飽和烴環(huán)狀結(jié)構(gòu)的取代基，此環(huán)狀結(jié)構(gòu)包括一個含有可以被取代的亞乙烯基鍵的結(jié)構(gòu)，和一個可以被取代的亞苯基結(jié)構(gòu)。
(18)如上面17中所述的電容器，其中導(dǎo)電聚合物是一種通過向聚(3，4-亞乙基二氧代噻吩)中摻雜摻雜劑而獲得的導(dǎo)電聚合物。
(19)如上面11中所述的電容器，其中另一個電極是由一種至少部分為層型結(jié)構(gòu)的材料所組成的。
(20)如上面11中所述的電容器，其中另一個電極是由一種含有有機磺基陰離子作為摻雜劑的材料所組成的。
(21)使用如上面11到20任意一條中所述的電容器的電路。
(22)使用如上面11到20任意一條中所述的電容器的電子設(shè)備。
實施發(fā)明的模式下面描述一種用以獲得本發(fā)明的鈮粉的方案。
為了生產(chǎn)本發(fā)明的鈮粉，可以使用一種現(xiàn)有的鈮材料。例如，可以通過用鎂或鈉還原鹵化鈮，用鈉還原氟化鉀鈮，用熔融鹽(NaCl+KCl)在鎳陰極上電解氟化鉀鈮，用堿金屬、堿土金屬、碳或氫還原五氧化鈮，或?qū)渥⑷脞夊V并隨即研磨/脫氫的方法制得本發(fā)明的鈮粉。
本發(fā)明的鈮粉中鉭的含量為300到3,000質(zhì)量ppm，優(yōu)選為700到3,000質(zhì)量ppm。
通過將在下面所述的特定元素的含量控制在各自的特定范圍內(nèi)，可以防止使用鈮粉的燒結(jié)體或電容器的電容CV值降低，而不用像JP-A-2001307963(美國專利6,540,810)中所述那樣，有意將鉭含量降低至700質(zhì)量ppm或更低。此外，更有利的是，使用鈮粉的電容器在高溫載荷試驗中具有較好的值。
本發(fā)明的鈮粉含有含量各自為50到400質(zhì)量ppm的Mg和Zr，以及含量為20到200質(zhì)量ppm的W。除氧、氮、氫、Mg、Zr、W和Ta之外的其它元素的含量各自為50質(zhì)量ppm或更少。如果這些元素的含量超過了其各自的范圍，在所有這些CV值、電容和高溫載荷試驗值中均難以取得好的結(jié)果。
可以通過如將上面所述鈮粉與各種元素或含有這些元素的化合物相混合的方法，制備含有上述含量的Mg、Zr和W元素的本發(fā)明的鈮粉。通常制得的鈮粉，幾乎不含有各自含量為400質(zhì)量ppm或更高的Mg和Zr、含量為200質(zhì)量ppm或更高的W、含量為3,000質(zhì)量ppm或更高的Ta、以及含量分別為50質(zhì)量ppm或更高的除氧、氮、氫、Mg、Zr、W和Ta的其它元素。可以通過加入Mg、Zr和W的方法制得本發(fā)明的鈮粉。并且無需純化該鈮粉，因此，能夠不消耗太多時間而高產(chǎn)率地生產(chǎn)鈮粉。
將這些元素加入鈮粉的時間可以是在上述鈮粉制備之后，或是在制備過程中的任意階段，但是，該優(yōu)選的混合計時點最好通過初步試驗以預(yù)先確定。此外，至少一種用于制備該鈮粉的設(shè)備可以用含有這些特定元素的材料來制造，并設(shè)計此類設(shè)備，使得在鈮粉生產(chǎn)過程中，通過此類設(shè)備的磨損將各自預(yù)定量的特定元素混入鈮粉中。
由此而獲得的鈮粉通常含有各自含量為5到200質(zhì)量ppm的氫和碳。在室溫下，本發(fā)明的鈮粉在空氣中生成一層自然氧化薄膜。在這種情況下，所含氧的量為4,000到100,000質(zhì)量ppm，這取決于鈮粉的粒度而變?？梢酝ㄟ^使用如鎂、鈣或氫的還原劑還原自然氧化薄膜的方法降低氧的含量。例如，可以將氧含量為8,000質(zhì)量ppm或80,000質(zhì)量ppm的鎳粉還原，制得氧含量為5,000質(zhì)量ppm的鈮粉。
在本發(fā)明中，可以在使用前部分氮化鈮粉和/或稍后所述的第二粉末。鈮粉能被部分氮化，例如，通過在氮氣氣氛下氮化鈮粉的方法。在這種情況下，用于制備具有良好的漏泄電流值的電容器，氮的量優(yōu)選為20到200,000質(zhì)量ppm，更優(yōu)選為100到30,000質(zhì)量ppm。這里所用的氮化量指的是化學(xué)鍵合到鈮粉上的氮的量，而不是被鈮粉吸附的氮的量。
可以通過液體氮化、離子氮化及氣體氮化或通過這些方法的聯(lián)合使用對鈮粉進行氮化。由于設(shè)備簡單，操作方便，在氮氣氣氛中的氣體氮化是優(yōu)選的。例如，氮氣氣氛中的氣體氮化可以通過將鈮粉保留在氮氣氣氛中的方法來進行。目標(biāo)氮化量的鈮粉可以通過在2000℃或更低的環(huán)境溫度下、停留時間為幾個小時或更短的氮化來獲得。可以通過在較高溫度下處理鈮粉的方法來縮短處理時間?？梢栽谟蔀榱舜_定要被氮化的材料的氮化溫度和氮化時間的初步試驗確定的條件下控制鈮粉的氮化量。
本發(fā)明的鈮粉的平均粒徑在0.1微米到小于5微米之間，優(yōu)選在0.2微米到小于2微米之間。如果平均粒徑為5微米或更大，它的燒結(jié)體的CV值較小，且難于制造具有大電容的電容器，因此，這不是優(yōu)選的。反之，如果小于0.1微米，另一個電極的材料不容易被浸漬，并且，電容不利地降低。具有在上述范圍內(nèi)的平均粒徑的本發(fā)明的粉末，其比表面積為0.5m2/g到40m2/g。本發(fā)明的用于電容器的粉末可以被?；筋A(yù)定尺寸，并以二次粉末的形式使用。
?；梢酝ㄟ^公知的傳統(tǒng)方法實施。這些方法的實施例包括在真空中，將粉末置于500℃到2,000℃的高溫下，隨即施以濕法或干法破裂；將粉末與如丙烯酸類樹脂或聚乙烯醇樹脂的適當(dāng)?shù)恼澈蟿┗旌喜⑵屏眩灰约?，將粉末與如丙烯酸類樹脂或樟腦的化合物混合，在真空中置于高溫下，并隨即施以濕法或干法破裂。?；勰┑牧娇梢杂闪；c破裂的等級而自由地改變，然而，通常使用的是平均粒徑為50微米到300微米的?；Ｗ印Ｔ诹；⑵屏押螅蓪⒎勰┓旨?。也可以將適當(dāng)量的粒化前的粉末加入?；勰┲小＿@樣制得的?；勰┑谋缺砻娣e通常為0.4到20m2/g。
當(dāng)如后面所述那樣由本發(fā)明的鈮粉制備燒結(jié)體，并在0.1％的磷酸水溶液中，在80℃及預(yù)定電壓下電化學(xué)成形300分鐘的時候，燒結(jié)體顯示CV值為80,000到200,000μFV/g(此值在30％的硫酸水溶液中，在室溫、120Hz及1.5V偏壓的下30秒測得)。
可以通過燒結(jié)上述粉末的方法生產(chǎn)本發(fā)明的燒結(jié)體。下面描述該燒結(jié)體制備方法的一個方案，雖然該燒結(jié)體的制備方法不受此方案的限制。例如，通過將粉末壓模成預(yù)定形狀，并在10-4到10-1帕的壓力下，在500到2,000℃下加熱模壓件幾分鐘到幾小時的方法，制備燒結(jié)體。本發(fā)明的燒結(jié)體的比表面積通常為0.5m2/g到7m2/g。
可以制備含有例如鈮或鉭的起閥作用的金屬的、具有適當(dāng)形狀和適當(dāng)長度的導(dǎo)線，并通過向模壓件中插入部分導(dǎo)線的方法，經(jīng)粉末的壓模整體模壓導(dǎo)線，使得導(dǎo)線能夠設(shè)計為燒結(jié)體的外露導(dǎo)線。
使用上述燒結(jié)體作為一個電極，通過在該電極和另外的電極(對電極)之間插入電介體的方法制造電容器。該電容器的電介體的實施例包括主要由氧化鈮或氧化鉭所組成的電介體?？梢酝ㄟ^例如在電解溶液中電化學(xué)賦能鈮燒結(jié)體的方法，制得主要由氧化鈮所組成的電介體。為了在電解溶液中電化學(xué)形成鈮電極，通常使用質(zhì)子酸水溶液，如0.1％的乙酸或硫酸溶液。通過在電解液中電化學(xué)形成鈮電極的方法，制得主要由氧化鈮所組成的電介體，在這種情況中，本發(fā)明的電容器是一種電解電容器，且鈮端用作陽極。
本發(fā)明的電容器中的另一個電極選自有機半導(dǎo)體和無機半導(dǎo)體的至少一種。有機半導(dǎo)體具體的實例包括一種主要由苯并吡咯啉四聚物和氯醌所組成的有機半導(dǎo)體、一種主要由四硫代并四苯所組成的有機半導(dǎo)體、和一種主要由導(dǎo)電聚合物所組成的有機半導(dǎo)體。該導(dǎo)電聚合物是通過向一種聚合物中摻雜摻雜劑的方法獲得的，該聚合物由一種如式(1)或(2)所表示的重復(fù)單元所組成
其中，R1到R4各自分別代表一種選自氫原子、具有1到10個碳原子的線型或支鏈、飽和或不飽和烴基、烷氧基或烷酯基、鹵素、硝基、氰基、伯胺基、仲胺基或叔胺基、CF3基、苯基和取代苯基的一價基團；R1和R2基團對與R3和R4基團對的烴鏈可以在任意位置彼此相連以形成二價鏈，以便與被這些基團取代的碳原子一起形成至少一個3-、4-、5-、6-或7-元飽和或不飽和烴環(huán)狀結(jié)構(gòu)；該環(huán)鍵鏈在任意位置含有羰基、醚、酯、酰胺、硫、亞磺酰基、磺?；騺啺被I；X代表氧原子、硫原子或氮原子；僅僅當(dāng)X為氮原子時R5才存在，并代表氫或具有1到10個碳原子的線型或支鏈、飽和或非飽和烴基。
在本發(fā)明中，由一種如式1所述的重復(fù)單元所組成的導(dǎo)電聚合物優(yōu)選是一種由如后面的式(3)中所代表的作為重復(fù)單元的結(jié)構(gòu)單元所組成的導(dǎo)電聚合物 其中R6和R7各自分別代表氫原子、具有1到6個碳原子的線型或支鏈、飽和或不飽和烴基、或一種當(dāng)烴基在任意位置互相連接的情況下，可用來生成至少一種含有兩個氧元素的5-、6-或7元飽和烴環(huán)狀結(jié)構(gòu)的取代基。該環(huán)狀結(jié)構(gòu)包括一個具有可以被取代的亞乙烯基鍵的結(jié)構(gòu)和一個具有可以被取代的亞苯基結(jié)構(gòu)。含有這樣一種化學(xué)結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電聚合物帶有電荷，而且，可以向其中摻雜摻雜劑。摻雜劑可以使用公知的摻雜劑而不受限制。
含有由(1)到(3)任意一個結(jié)構(gòu)式所表示的重復(fù)單元的聚合物的實例包括聚苯胺、聚苯醚、聚苯硫醚、聚噻吩、聚呋喃、聚吡咯、聚甲基吡咯，及其取代衍生物和共聚物。在其中，優(yōu)選的是聚吡咯、聚噻吩及其取代衍生物(例如，聚(3，4-亞乙基二氧代噻吩))。
無機半導(dǎo)體的具體的實例包括一種主要由二氧化鉛或二氧化錳所組成的無機半導(dǎo)體，以及一種由四氧化三鐵所組成的無機半導(dǎo)體。這些半導(dǎo)體可以單獨使用，或由其兩種或更多種聯(lián)合使用。
當(dāng)所用的有機或無機半導(dǎo)體具有10-2到103S/cm的導(dǎo)電性時，制得的電容器具有較小的阻抗值和在高頻下較大的電容。
在另一個電極為固體的情況下，可以在其上裝備導(dǎo)電層，以獲得與外面的輸出導(dǎo)線(例如，引線框)之間良好的電接觸?？梢酝ㄟ^例如導(dǎo)電糊的固化、電鍍、敷金屬法或耐熱導(dǎo)電樹脂薄膜的成型的方法生成導(dǎo)電層。導(dǎo)電糊的優(yōu)選實例包括銀糊、銅糊、鋁糊、碳糊和鎳糊，這些導(dǎo)電糊可以分別使用，或由其兩種或更多種聯(lián)合使用。在使用兩種或更多種導(dǎo)電糊的情況下，可以將導(dǎo)電糊混合，也可以將一種導(dǎo)電糊分層疊加到另一種導(dǎo)電糊上。然后通過將其放置在空氣中或加熱條件下的方法固化施用的導(dǎo)電糊。電鍍的實例包括鍍鎳、鍍銅、鍍銀和鍍鋁。蒸氣淀積金屬的實例包括鋁、鎳、銅和銀。
更具體地，例如，碳糊和銀糊按照這個順序堆積在另一個電極上，并且整體用如環(huán)氧樹脂的材料封裝，由此制造電容器。電容器可以具有鈮或鉭導(dǎo)線，燒結(jié)此導(dǎo)線，并將其與上述燒結(jié)體一起整體模壓，或隨后焊接。
這樣制得的本發(fā)明的電容器用如樹脂模、樹脂盒、金屬夾套盒、樹脂浸漬或?qū)訅耗じ蔡?，隨后用作適于多種用途的電容器產(chǎn)品。
實施本發(fā)明的最佳方式本發(fā)明通過實施例和參比實施例得到了更為詳細的描述，但是不特別限制于下面的實施例。
采用LEKO制造的氮-氧分析器測定各實施例中粉末的氮化量。由一種產(chǎn)品測定燒結(jié)體的CV值，該產(chǎn)品的電生成電壓為20V，并在一定條件下(在0.1％磷酸水溶液中，在80℃下持續(xù)300分鐘，外加電壓為20V)的電化學(xué)形成后，在30％硫酸中測量其電容。至于鈮粉中除氧和氮之外的元素的含量，可以用ICP-AES測量Si和P，用高頻燃燒/IR測量C和S，用ICP-AES測量其它元素。當(dāng)制得的電容器在85℃及4V下放置1,000h時，超過起始值的±20％的電容的單位數(shù)值即可表示為電容器的高溫載荷試驗值。當(dāng)單位數(shù)值較小的時候，高溫載荷試驗值會變得較好。在每一實施例中，用于測定使用鈮粉的電容器的CV值和高溫載荷試驗值的樣品數(shù)量為30個。
實施例1到5及參比實施例1到3將鉭含量為1,200質(zhì)量ppm的鈮錠氫化，隨即濕法研磨，得到平均粒徑為0.78微米，比表面積為4.6m2/g的鈮粉。向其中加入鎂、氧化鋯和鎢酸銨以便將鎂、鋯和鎢的含量調(diào)整到表1中所示數(shù)值。在1200℃下真空加熱該粉末，取出，破碎并分級，制得平均粒徑為90微米，比表面積為1.5m2/g的粒狀粉末(也被稱為二次粉末)。此粒狀粉末被放置在氮氣氣流中，在400℃下保持3小時，由此制得部分氮化的鈮粉。在所得鈮粉中，各個元素的含量為氮為2,500質(zhì)量ppm，氧為32,000質(zhì)量ppm，氫為100質(zhì)量ppm，除氧、氮、氫、Mg、Zr、W和Ta之外的其它元素的含量為40質(zhì)量ppm或更少。將此粒狀粉末模壓至尺寸為1.8×3.5×4.0毫米(與直徑為0.3毫米的鈮線一起模壓，用作導(dǎo)線)，隨即在7×10-5Pa的低壓下，在1,300℃下燒結(jié)，制得比表面積為0.8m2/g的燒結(jié)體(燒結(jié)體的CV值列示在表1中)。隨后，在0.1％磷酸水溶液中，80℃及20V下持續(xù)300分鐘，對燒結(jié)體進行電化學(xué)形成。隨后，通過在摻雜劑的存在下，重復(fù)吡咯和氧化劑之間的反應(yīng)，在燒結(jié)體內(nèi)部的小孔中及在其表面上沉積聚吡咯，其中過硫酸銨為氧化劑，蒽醌磺酸鈉為摻雜劑，由此形成另一個電極。此外，碳糊和銀糊被按照這個順序堆疊，并用環(huán)氧樹脂封裝整體，制得電容器。測得的實施例與參比實施例的值列示在表1中。
實施例6到14及參比實施例4到12除了使用各自具有表1中所示鉭含量的鈮錠，以及通過在燒結(jié)體的小孔中重復(fù)乙酸鉛水溶液與過硫酸銨水溶液之間的反應(yīng)的方法，生成由含有98質(zhì)量％氧化鉛的二氧化鉛與硫酸鉛混合物所組成的另一個電極之外，采用與實施例1到3及參比實施例1到3中所用的相同的方式制造電容器。在參比實施例10、11和12中，以與實施例1、2和3中相同的含量，加入Mg、Zr和W。
實施例15到19及參比實施例13到15除了通過用鎂還原其中混有0.5％五氯化鉭的五氯化鈮的方法制造鈮粉，并通過在450℃下放置在氮氣流中3小時的方法將鈮粉氮化外，執(zhí)行與實施例1到5及參比實施例1到3中相同的步驟。
所得鈮粉的平均粒徑為0.53到0.78微米，比表面積為7.1m2/g，所得粒狀粉末的平均粒徑為120微米，比表面積為1.7m2/g。氮的含量為8,500質(zhì)量ppm，氧的含量為9,000質(zhì)量ppm，氫的含量為140質(zhì)量ppm，除氧、氮、氫、鎂、鋯、鎢和鉭之外的元素的含量各自為40質(zhì)量ppm或更少。燒結(jié)體的比表面積為1.3m2/g。使用所得的燒結(jié)體，以與實施例1到5和參比實施例1到3中相同的方法制造電容器。
表1


由實施例1到5與參比實施例1到3之間的比較、實施例6到8與參比實施例4和5之間的比較、實施例9到11與參比實施例6和7之間的比較、實施例12到14與參比實施例8和9之間的比較，和實施例15到19與參比實施例13到15之間的比較，以及由參比實施例10到12的結(jié)果，可以看出，由那些特殊金屬的含量被控制到各自的特殊量的鈮粉制得的燒結(jié)體和電容器，在CV值、電容和高溫載荷試驗值(也就是耐熱性)方面，顯示出良好的結(jié)果。
工業(yè)應(yīng)用性本發(fā)明提供一種用于電容器的鈮粉，其可以高產(chǎn)率生產(chǎn)，無需耗用過多時間，且能夠通過在電容器中使用該粉末，制造具有較高的每單位質(zhì)量電容及良好的耐熱性能的電容器。
權(quán)利要求
1.一種鈮粉，其中含有各自含量為50到400質(zhì)量ppm的Mg和Zr、含量為20到200質(zhì)量ppm的W以及含量為300到3,000質(zhì)量ppm的Ta、以及含量各自為50質(zhì)量ppm或更少的除氧、氮、氫、Mg、Zr、W和Ta之外的其它元素。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的鈮粉，其中氧的含量為4,000到100,000質(zhì)量ppm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的鈮粉，其中氮的含量為20到200,000質(zhì)量ppm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1到3中任意一項的鈮粉，其中氫的含量為5到200質(zhì)量ppm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到4中任意一項的鈮粉，其中初級粉末的平均粒徑為0.1到5微米。
6.鈮粉，其中通過?；鶕?jù)權(quán)利要求5中所述的初級粉末而獲得的二次粉末的平均粒徑為50到300微米。
7.根據(jù)權(quán)利要求1到6中任意一項的鈮粉，其中BET比表面積為0.5m2/g到40m2/g。
8.根據(jù)權(quán)利要求1到7中任意一項的鈮粉，其中CV值為80,000到200,000μFV/g。
9.一種使用根據(jù)權(quán)利要求1到8中任意一項的鈮粉的燒結(jié)體。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的燒結(jié)體，其中BET比表面積為0.5m2/g到7m2/g。
11.一種電容器，包括由權(quán)利要求9或10中所述的鈮燒結(jié)體作為電極之一，一種在燒結(jié)體表面成型的電介體，和在電介體上提供的另一個電極。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的電容器，其中電介體主要由氧化鈮組成。
13.根據(jù)權(quán)利要求11的電容器，其中另一個電極的材料為選自電解溶液、有機半導(dǎo)體及無機半導(dǎo)體的至少一種。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的電容器，其中另一個電極的材料是一種有機半導(dǎo)體，該有機半導(dǎo)體為選自一種由苯并吡咯啉四聚物和氯醌所組成的有機半導(dǎo)體、一種主要由四硫代并四苯所組成的有機半導(dǎo)體、一種主要由四氰基對醌二甲烷所組成的有機半導(dǎo)體和一種導(dǎo)電聚合物中的至少一種。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的電容器，其中導(dǎo)電聚合物是選自聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺，和其取代衍生物的至少一種。
16.根據(jù)權(quán)利要求14的電容器，其中導(dǎo)電聚合物是一種通過向聚合物中摻入摻雜劑的方法制得的導(dǎo)電聚合物，該聚合物由一種如式(1)或(2)所表示的重復(fù)單元所組成 其中，R1到R4各自分別代表一種選自氫原子、具有1到10個碳原子的線型或支鏈、飽和或不飽和烴基、烷氧基或烷酯基、鹵素、硝基、氰基、伯胺基、仲胺基或叔胺基、CF3基、苯基和取代苯基的一價基團；R1和R2對與R3和R4對的烴鏈可以在任意位置彼此相連以形成二價鏈，以與被這些基團取代的碳原子一起形成至少一個3-、4-、5-、6-或7-元飽和或不飽和烴環(huán)狀結(jié)構(gòu)；環(huán)鍵鏈在任意位置含有羰基、醚、酯、酰胺、硫、亞磺酰基、磺?；騺啺被I；X代表氧原子、硫原子或氮原子；僅僅當(dāng)X為氮原子時R5才存在，并表示氫或具有1到10個碳原子的線型或支鏈、飽和或不飽和烴基。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的電容器，其中導(dǎo)電聚合物是一種由下式(3)所表示的重復(fù)單元所組成的導(dǎo)電聚合物 其中R6和R7各自分別代表氫原子、具有1到6個碳原子的線型或支鏈、飽和或不飽和烴基、或可在烴基基團在任意位置相互連接的情況下生成至少一個含有兩個氧元素的5-、6-或7元飽和烴環(huán)狀結(jié)構(gòu)的取代基，此環(huán)狀結(jié)構(gòu)包括一個含有可以被取代的亞乙烯基鍵的結(jié)構(gòu)，和一個可以被取代的亞苯基結(jié)構(gòu)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的電容器，其中導(dǎo)電聚合物是一種通過向聚(3，4-亞乙基二氧代噻吩)中摻雜摻雜劑而獲得的導(dǎo)電聚合物。
19.根據(jù)權(quán)利要求11的電容器，其中另一個電極是由一種至少部分為層型結(jié)構(gòu)的材料所組成的。
20.根據(jù)權(quán)利要求11中所述的電容器，其中另一個電極是由一種含有有機磺基陰離子作為摻雜劑的材料所組成的。
21.使用根據(jù)權(quán)利要求11到20中任意一項所述的電容器的電路。
22.使用權(quán)利要求11到20中任意一項所述的電容器的電子設(shè)備。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用來制造電容器的鈮粉，其中含有各自含量為50到400質(zhì)量ppm的Mg和Zr、含量為20到200質(zhì)量ppm的W以及含量為300到3,000質(zhì)量ppm的Ta、以及含量各自為50質(zhì)量ppm或更少的除氧、氮、氫、Mg、Zr、W和Ta之外的其它元素。本發(fā)明還涉及用該粉末的燒結(jié)體和用該燒結(jié)體的電容器。本發(fā)明用該鈮粉制造的燒結(jié)體的電容器單位質(zhì)量的電容量大，且具有良好的耐熱性能。
文檔編號B22F5/00GK1533444SQ0380065
公開日2004年9月29日 申請日期2003年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月26日
發(fā)明者內(nèi)藤一美 申請人:昭和電工株式會社