專(zhuān)利名稱(chēng)：鉭粉的造粒裝置及造粒制造凝聚鉭粉的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及粉末加工技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種鉭粉的造粒的裝置和造粒制造凝聚鉭粉的方法。
背景技術(shù)：
由于技術(shù)的發(fā)展，要求作為電解電容器陽(yáng)極用的金屬鉭粉末要有高的比表面積，即細(xì)微的原生粒子，比如，比電容量達(dá)到80，000yFV/g以上的鉭粉原粉的原生粒子約為100 nm，原生粒子之間的距離(或孔隙)也很小。所述的原生粒子是指體現(xiàn)鉭粉表面積的粒子，例如，鈉還原氟鉭酸鉀制得的鉭粉是由珊瑚狀原生粒子組成的凝聚的顆粒，原生粒子越小，鉭粉的比表面積越高。鉭粉在熱處理或燒結(jié)后，由于原生粒子變大、變少而使比表面積降低。 用化學(xué)方法或機(jī)械方法獲得高比表面積的原粉，松裝密度小，沒(méi)有流動(dòng)性。在用鉭粉壓制成電解電容器陽(yáng)極體坯塊時(shí)，必須要有良好的流動(dòng)性，才能保證壓坯密度的均勻及各個(gè)壓坯所含鉭粉重量一致，從而保證所制造的電容器容量偏差在所規(guī)定的范圍。這就必須要經(jīng)過(guò)造粒，把微細(xì)粉末團(tuán)聚成較大顆粒，接著進(jìn)行熱處理等步驟，才能達(dá)到用于制作電解電容器陽(yáng)極的要求。作為評(píng)定鉭電解電容器的重要參數(shù)是電容量、漏電流和等效串聯(lián)電阻(ESR)。在實(shí)際使用中，特別希望單位體積的陽(yáng)極或單位重量的鉭粉獲得更高的電容量，有低的漏電流和低的等效串聯(lián)電阻，這就要求鉭粉有高的比表面積，高純度及很好的孔隙率，特別是凝聚顆粒內(nèi)部要有較大的孔隙率。燒結(jié)型鉭電解電容器是把鉭粉壓制形成坯塊，將坯塊燒結(jié)成多孔燒結(jié)體，接著通過(guò)電化學(xué)陽(yáng)極氧化在多孔體表面形成介電膜，然后在介電膜上形成陰極。燒結(jié)體的孔隙大小對(duì)電容器的質(zhì)量有很大影響，而燒結(jié)體的孔隙有凝聚粒子之間的較大孔隙和凝聚粒子內(nèi)部的較小孔隙，如果燒結(jié)體是由內(nèi)部很小的孔隙的凝聚粒子形成的，這種陽(yáng)極孔隙太小，陰極材料很難進(jìn)入細(xì)小的孔隙，特別是含有導(dǎo)電性聚合物的溶液有很高的粘性，很難進(jìn)入陽(yáng)極的微細(xì)孔隙，造成陰極材料不能完全覆蓋介電層，以致使得電解電容器的容量低，等效串聯(lián)電阻高。要得到良好的孔隙的燒結(jié)體，要求作為燒結(jié)體主要原料的鉭粉具有良好的孔隙率，特別是凝聚鉭粉顆粒內(nèi)部必須有較大的孔隙。另外，由于電路要求電解電容器的尺寸越來(lái)越小，有的長(zhǎng)方體鉭電容器陽(yáng)極的寬度、厚度尺寸不到I mm，中心還有一根直徑約O. 15 mm的鉭絲引線,兩旁也就有約O. 4 mm余地，所以要求鉭粉的顆粒粒徑小于180 μ m，有的特殊需要甚至要求小于150 ym或更細(xì)。為了改善鉭粉末的流動(dòng)性，獲得良好的加工性能和電氣性能，鉭粉生產(chǎn)者和電容器制造者對(duì)鉭粉造粒做出了許多努力。日本特許公告JP2089652C公開(kāi)了一種將鉭粉與水形成漿料，經(jīng)過(guò)離心除去2 30%的水分，然后烘干再進(jìn)行熱處理。這種方法鉭粉的孔隙里全部充入水后，在強(qiáng)大的離心力作用下，形成一個(gè)環(huán)形圈狀的餅，粒子受到強(qiáng)力擠壓，會(huì)使得原生粒子間靠得很近，烘干后的表觀密度并達(dá)到3 g/ cm3以上，并且熱處理前沒(méi)有制造成顆粒，熱處理后再破碎，流動(dòng)性有缺陷；這樣，在熱處理時(shí)表面積損失大，凝聚鉭粉顆粒內(nèi)部的孔隙小。日本特開(kāi)平2-34701A公開(kāi)了一種噴霧造粒鉭粉的制作方法，將鉭粉用水調(diào)成漿料，高壓噴出成霧狀液滴干燥得到球狀顆粒。但是該方法要使噴出的漿狀液滴在落下前干燥脫去水分，必須在較大容器里高溫烘烤，這對(duì)于比表面積大易氧化的粉末容易引起氧化乃至燃燒，也存在對(duì)產(chǎn)品的污染而且設(shè)備龐大復(fù)雜的問(wèn)題；并且，當(dāng)鉭粉與水調(diào)漿時(shí)，原生粒子在液體的表面張力作用下，原生粒子間孔隙小，相鄰原生粒子間彼此拉得很近，在后續(xù)的熱處理中，比表面積損失大，鉭粉顆粒內(nèi)孔隙率小。這樣的鉭粉制造的電解電容器陽(yáng)極，比容低，等效串聯(lián)電阻聞。美國(guó)專(zhuān)利號(hào)為US6576038B1公開(kāi)了一種凝聚金屬粒子如鉭和鈮粉的方法包括將可揮發(fā)或可氣化的液體與所述粒子結(jié)合形成濕的粒子，壓制上述濕的粒子，將濕粒子干燥形成餅，熱處理這餅得到凝聚粉末。該方法是將粉末里的所有孔隙都注入液體，經(jīng)過(guò)壓制或震動(dòng)，成為糊狀。這種方法由于液體的表面張力會(huì)使得原生粒子靠得很近，當(dāng)進(jìn)行熱處理時(shí)，同樣會(huì)使比表面積損失大，鉭粉凝聚顆粒內(nèi)孔隙??；由于在熱處理前是制成一個(gè)餅，熱處理后破碎的粒子形狀是多角形的，有流動(dòng)性欠佳的問(wèn)題。
日本公開(kāi)特許公報(bào)特開(kāi)2009-102680A公開(kāi)了一種鉭粉的造粒凝聚方法和造粒裝置，將鈉還原得到的松裝密度為O. 2 I. O g/cm3的鉭二次粒子，一邊加水，一邊用造粒裝置攪拌槳高速攪拌(攪拌線速度為15 25m/min，)形成含水粉；接著將上述濕鉭粉第二次不加水?dāng)嚢瑁瑪嚢杷俣葹?000 6000rpm，形成造粒粉的工序；將造粒粉進(jìn)行干燥；然后將干燥的粉進(jìn)行燒結(jié)得到凝聚粉末。該方法的第二次攪拌速度快，粒子間承受很大的擠壓力，粒子間孔隙??；且在熱處理前的造粒步驟不能得到良好的分散的粒子，影響流動(dòng)性，有造粒體內(nèi)孔隙不良的問(wèn)題。中國(guó)專(zhuān)利CN 1073480C公開(kāi)了一種將鉭粉置于傾角為30 50 °旋轉(zhuǎn)速度為20 50轉(zhuǎn)/分的圓盤(pán)造粒機(jī)里造粒，得到20 2000微米的預(yù)團(tuán)化顆粒，熱處理后壓碎，用60 100目篩子過(guò)篩，篩上的顆粒再次壓碎，直到全部通過(guò)60目篩。這就把原來(lái)造粒成球形的粒子壓碎成了多角形粒子，增加了一 400目細(xì)粉的比率，會(huì)使粉末的流動(dòng)性變差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明人經(jīng)過(guò)深入研究，驚奇地發(fā)現(xiàn)在用濕鉭粉造粒時(shí)，保持造粒后濕鉭粉必須有至少30%的孔隙率是得到良好性能鉭粉的關(guān)鍵。本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，提供一種簡(jiǎn)單、高效的鉭粉球化造粒裝置；本發(fā)明的另一目的是提供一種鉭粉球團(tuán)化造粒制造凝聚鉭粉的方法。本發(fā)明的目的按照下述方案實(shí)現(xiàn)
本發(fā)明提供一種鉭粉造粒裝置，它主要包括底部有通孔的圓桶形上開(kāi)口容器、由馬達(dá)帶動(dòng)的能夠在水平面旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的固定著底部有通孔的圓桶形上開(kāi)口容器的固定架和放置在上述圓桶形上開(kāi)口容器下面的接料盤(pán)，其中接料盤(pán)是放置在一個(gè)接料盤(pán)支座上。所述的粉末造粒裝置，其中所述的底部有通孔的圓桶形容器的底部是篩網(wǎng)。所述的粉末造粒裝置，其中接料盤(pán)是放置在一個(gè)料盤(pán)支座上。所述的粉末造粒裝置，其中通孔的孔徑為18(Γ500微米。所述的粉末造粒裝置，其中所述的固定底部有通孔的圓桶形上開(kāi)口容器的旋轉(zhuǎn)架能夠上下振動(dòng)。一種造粒制造凝聚鉭粉的方法，包括如下步驟
a.提供具有O.lm2/g"20m2/g BET比表面積的鉭粉；
b.用可揮發(fā)性液體濕潤(rùn)鉭粉，使鉭粒子表面覆蓋一層可揮發(fā)性液體膜，形成具有40%以上孔隙率的濕鉭粉；
c.將上述濕鉭粉加入到旋轉(zhuǎn)的底部有通孔的圓桶形容器里，濕鉭粉在其中經(jīng)過(guò)擠壓、振動(dòng)、旋轉(zhuǎn)球團(tuán)化造粒后漏入接料盤(pán)，形成一種濕的可分的凝聚鉭顆粒；
d.將上述濕的可分的凝聚鉭顆粒進(jìn)行干燥，形成可流動(dòng)的預(yù)凝聚鉭粉造粒體。e.將上述可流動(dòng)的鉭粉造粒體進(jìn)行熱處理，得到凝聚鉭粉.
其中用于本發(fā)明的鉭粉的BET比表面積為O. lm2/g 20m2/g，優(yōu)選為O. 2m2/g飛.0m2/g。其中步驟(b)中所述的可揮發(fā)性液體是去離子水、水溶液或含表面活性劑、粘結(jié)劑的水溶液、含乙醇的液體、含芳香族的液體以及它們的混合液體。上述的造粒制造凝聚鉭粉的方法，其中步驟(b)中所述的濕潤(rùn)鉭粉，是加入水或水溶液、醇、乙醇使鉭粉粒子表面形成100 IOOOnm厚的可揮發(fā)性溶液膜，形成具有40% 70%孔隙率的濕鉭粉。上述的造粒制造凝聚鉭粉的方法，其中步驟(c )中，底部有通孔的圓桶形容器里的濕鉭粉滾成小球，能夠通過(guò)通孔的則掉入接料盤(pán)里，形成一種濕的可分的預(yù)凝聚鉭顆粒，測(cè)定所述的濕的可分的預(yù)凝聚鉭顆粒在振動(dòng)頻率500赫茲，振幅為2 5_下振動(dòng)I分鐘至少具有3 O的孔隙率％，優(yōu)選具有3(Γ68的孔隙率％.
按照本發(fā)明造粒制造鉭粉方法，其中所述的形成的可流動(dòng)的鉭粉造粒體任選地接著進(jìn)行壓制、熱處理、降氧、脫氣、脫蠟、碳還原、氫還原、金屬熱還原等中的一個(gè)或多個(gè)步驟。本發(fā)明的有益效果有
1、經(jīng)過(guò)本發(fā)明方法造粒的鉭粉造粒體的最大粒徑被嚴(yán)格控制，制造的凝聚鉭粉粒度分布范圍小，-400目微粉比例小，流動(dòng)性好；
2、本發(fā)明設(shè)備簡(jiǎn)單，容易操作，對(duì)鉭粉不會(huì)造成污染；
3、本發(fā)明生產(chǎn)鉭粉成本低；
4、本發(fā)明造粒后進(jìn)行熱處理，鉭粉比容高，漏電流低；
5、本發(fā)明得到的凝聚鉭粉孔隙率高，這種鉭粉制造的鉭陽(yáng)極孔隙率好，損耗低，等效串聯(lián)電阻低。本發(fā)明的其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將從下面本發(fā)明結(jié)合附圖的詳細(xì)說(shuō)明和優(yōu)選實(shí)例體現(xiàn)出來(lái)。


圖I是本發(fā)明鉭粉造粒裝置的示意圖。圖2是本發(fā)明實(shí)施例I所使用的原材料鉭粉的掃描電鏡照片。圖3是按照本發(fā)明方法實(shí)施例I得到的粉末造粒體的掃描電鏡照片。圖4是本發(fā)明實(shí)施例I造粒體經(jīng)過(guò)熱處理的鉭粉的掃描電鏡照片。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明提供一種鉭粉造粒裝置。附圖I是本發(fā)明一種實(shí)施形態(tài)的鉭粉造粒裝置示意圖。本發(fā)明鉭粉造粒裝置主要包括篩網(wǎng)11和側(cè)壁10組成的篩子12，所述的篩子是圓筒形的；篩子12被固定在旋轉(zhuǎn)架3上面的卡盤(pán)8上，可用彈性橡皮條固定(未示出);在篩子12下面的接料盤(pán)5，把接料盤(pán)5放置在接料盤(pán)支座4上，支座4不隨旋轉(zhuǎn)架旋轉(zhuǎn)；篩子底下有縮頸斗7，它是為確保從篩網(wǎng)11漏下的凝聚的可分的濕顆粒完全被接料盤(pán)5接??；馬達(dá)20，帶動(dòng)偏心輪主軸I轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使偏心輪的偏心軸2圍繞著偏心輪主軸I旋轉(zhuǎn)，使固定著的篩子12與旋轉(zhuǎn)架3 —起在水平面上繞著偏心輪的主軸旋轉(zhuǎn)。對(duì)篩子12的大小沒(méi)有特別的限制，其直徑一般從200 mm至800 mm甚至更大。篩子直徑大，造粒效率高。對(duì)篩網(wǎng)11的孔徑的大小的選擇主要是根據(jù)造粒粉末在經(jīng)過(guò)后續(xù)的烘干、熱處理、降氧等步驟，粒徑收縮后顆粒粒徑能夠滿(mǎn)足預(yù)定要求來(lái)決定的。作為電容器用鉭粉的造粒，一般可選擇孔徑為180-700微米的孔的篩網(wǎng)。對(duì)偏心輪的半徑?jīng)]有特別的限制，一般為60 150mm。對(duì)轉(zhuǎn)速?zèng)]有特別的限制，一般為500 100轉(zhuǎn)/分。篩子12在旋轉(zhuǎn)時(shí)使得容器里的潤(rùn)濕的鉭粉顆粒旋轉(zhuǎn)，從而驅(qū)動(dòng)潤(rùn)濕了的團(tuán)聚顆粒與側(cè)壁之間，顆粒與底部之間以及顆粒與顆粒之間產(chǎn) 生旋轉(zhuǎn)、擠壓的力而形成類(lèi)似球形的造粒體，通過(guò)篩孔切分形成可分的小于篩網(wǎng)孔徑的造粒體6。支架還可以振動(dòng)，對(duì)篩子12內(nèi)的潤(rùn)濕粉末9擠壓、分散，更有利于造粒體通過(guò)篩子12的篩網(wǎng)孔。根據(jù)本發(fā)明，旋轉(zhuǎn)架也可以用作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)代替，使得圓桶形或方形上開(kāi)口容器10在水平方向做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使?jié)胥g粉造粒成濕的可分的凝聚鉭顆粒。本說(shuō)明書(shū)中公開(kāi)的粉末數(shù)據(jù)是用如下方法測(cè)試的流動(dòng)性值是參照中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 1482 - 84規(guī)定的方法，流動(dòng)速度是50g金屬粉末樣品流經(jīng)直徑為5mm的孔的標(biāo)準(zhǔn)漏斗所需時(shí)間(秒)，重復(fù)進(jìn)行三次取平均值計(jì)算得到的；粉末無(wú)流動(dòng)性是指粉末在流動(dòng)性測(cè)量?jī)x的漏斗里不往下流；粉末的BET比表面積數(shù)據(jù)是使用ASAP2021型比表面積測(cè)定儀測(cè)定的；粉末的松裝密度(SBD)是按照中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 5060— 85規(guī)定的方法進(jìn)行測(cè)試而得到的；粉末的平均粒徑(FSSS)是按照中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 3249— 82規(guī)定的方法進(jìn)行測(cè)試而得到的。本發(fā)明造粒制造凝聚鉭粉的方法的一個(gè)優(yōu)選實(shí)例包括如下步驟
Ca)提供具有O. lm2/g"20m2/g BET比表面積的鉭粉；
(b)用可揮發(fā)性液體濕潤(rùn)鉭粉，在鉭粉表面形成所述可揮發(fā)性液體膜，形成一種具有40%以上孔隙率的濕鉭粉；
(C)將步驟b)的濕鉭粉加入到旋轉(zhuǎn)的底部有通孔的圓桶形容器里，經(jīng)過(guò)擠壓、振動(dòng)、旋轉(zhuǎn)球團(tuán)化造粒后形成顆粒漏入接料盤(pán)，形成可分的濕的凝聚顆粒；
Cd)將所述的接料盤(pán)里上述濕的可分的凝聚顆粒干燥，形成可流動(dòng)的鉭粉造粒體。(e)將上述可流動(dòng)的造粒體進(jìn)行熱處理，得到凝聚鉭粉。按照本發(fā)明方法，對(duì)提供的鉭粉的BET比表面積沒(méi)有特別的要求，優(yōu)選比表面積
O.11112/^ 201112/^，更優(yōu)選為0.2 6.0 m2/g的鉭粉；比表面積低于O. lm2/g的鉭粉可以不進(jìn)行造粒，另一方面，現(xiàn)有技術(shù)很難得到比表面積高于20. O m2/g實(shí)用的鉭粉。所述的鉭粉可以是由含鉭化合物還原的鉭粉或鉭錠經(jīng)過(guò)氫化研磨的鉭粉；也可以是經(jīng)過(guò)熱處理的鉭粉。對(duì)鉭粉的粒子形狀也沒(méi)有特別的限制，可以是多角形的、粒狀的、珊瑚裝的或片狀的。
按照本發(fā)明方法，用可揮發(fā)性液體濕潤(rùn)粉末，所述的可揮發(fā)性液體可以是去離子水、水溶液、醇類(lèi)、如含乙醇的液體、含芳香族的液體以及它們的混合液體等。按照本發(fā)明方法，可以在液體里加入對(duì)產(chǎn)品粉末性能有改善作用的化學(xué)物質(zhì)，t匕如在電容器級(jí)鉭粉、鈮粉造粒時(shí)可以加入含磷、氮、硼、氧的化學(xué)物質(zhì)；在乙醇里溶解有粘結(jié)劑和/或潤(rùn)滑劑。在鉭粒子表面形成100 IOOOnm厚的可揮發(fā)性溶液膜，可以按照待造粒鉭粉的比表面積大致計(jì)算所要加入液體的量。把所要求的液體加入到鉭粉中后，經(jīng)過(guò)攪拌，混合，形成一種有4 O % 70%孔隙率的濕顆粒。所述的濕顆?？紫堵适菨胥g粉中的孔隙體積/(孔隙體積+液體體積+金屬鉭粉真實(shí)體積)X 100% ;濕鉭粉孔隙率低于40%，就不能確保造粒后至少有30%的孔隙率；如果濕鉭粉孔隙率大于70%，造粒效果不佳。鉭粒子表面液體膜的厚度和濕鉭粉的孔隙率是直接相關(guān)的，當(dāng)液體膜厚度厚，其孔隙率低。
用本發(fā)明裝置造粒后濕鉭粉的孔隙率是把造粒后的濕鉭粉加入到置于振動(dòng)頻率為500赫茲，振幅為2 5mm的平臺(tái)上的測(cè)量杯中振動(dòng)I分鐘后所測(cè)定的松裝密度和孔隙率。通過(guò)造粒后得到至少有30%孔隙率的可分的濕鉭粉凝聚顆粒，優(yōu)選為309Γ68%的孔隙率；造粒后的濕鉭粉的孔隙率如果低于30%，經(jīng)過(guò)熱處理后的鉭粉凝聚顆粒內(nèi)的孔隙小，由其制造的電容器等效串聯(lián)電阻聞。所述的用可揮發(fā)性液體潤(rùn)濕鉭粉，加入鉭粉中的液體是為了使鉭粉粒子表面形成一層液體膜，利用液體的表面張力，增加粒子之間的凝聚力，形成的液體膜越厚，粒子間凝聚力也越大；如果形成的液體膜不足lOOnm，凝聚效果差；但是，形成的液體膜太厚，如果超過(guò)lOOOnm，在造粒時(shí)，使得臨近的顆粒之間彼此靠得很近，造粒后鉭粉粒子間孔隙小，甚至所有的空隙都被液體充滿(mǎn)，這樣就把原生粒子間距離拉近了，熱處理后鉭粉空隙小，不利于得到高性能鉭粉，并且，這樣在熱處理或燒結(jié)過(guò)程中，表面積損失大，在鉭顆粒內(nèi)或鉭燒結(jié)體內(nèi)形成的孔隙小，還可能使彼此相鄰的粒子燒結(jié)到一起；并且，當(dāng)用這樣的液體膜超過(guò)IOOOnm的濕潤(rùn)的鉭粉按照本發(fā)明方法造粒時(shí)就可能會(huì)堵住篩網(wǎng)的孔，使得造粒無(wú)法進(jìn)行。一般比表面積越大的鉭粉，其原生粒子越細(xì)，原生粒子間距離也越小，為保證造粒后濕鉭粉有3 O % 68%孔隙率，對(duì)于比表面積較高的鉭粉，形成的液體膜的厚度應(yīng)該相對(duì)小些。所述的用可揮發(fā)性液體潤(rùn)濕鉭粉是把所述的液體加入到鉭粉里，經(jīng)過(guò)浸滲，再進(jìn)行混合，人工攪拌或機(jī)械混合。按照本發(fā)明方法，用孔隙率為4 O % 70%的濕鉭粉連續(xù)或間斷地被加入到旋轉(zhuǎn)的篩子里，對(duì)加料的速度沒(méi)有限制，篩子在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，一般保持其底部旋轉(zhuǎn)跳動(dòng)鉭粉厚度不超過(guò)約20_，將這種濕鉭粉加入到篩子里，濕鉭粉經(jīng)過(guò)擠壓、振動(dòng)、旋轉(zhuǎn)滾成球，能夠通過(guò)篩子底部的通孔的顆粒，漏入接料盤(pán)，不能夠通過(guò)所述通孔的顆粒被切分后滾成小球落入接料盤(pán)，形成孔隙率為309Γ68%的濕的可分的凝聚鉭顆粒。上述造粒后的濕的可分的凝聚鉭顆粒連同接料盤(pán)一起進(jìn)行烘干，烘干是在大氣下50 80°C或真空下80 150°C烘干，烘干的溫度和時(shí)間優(yōu)選使其中的可揮發(fā)性液體基本上全部揮發(fā)，得到可流動(dòng)的鉭粉造粒體。由于在濕鉭粉在造粒時(shí)有較大孔隙，得到的鉭粉造粒體也有較大孔隙。烘干后的鉭粉造粒體，可以測(cè)定其松裝密度，流動(dòng)性，和用掃描電鏡觀測(cè)其形貌和尺寸大小。
烘干后的鉭粉造粒體的內(nèi)粒子間的凝聚力還很弱，將其轉(zhuǎn)移到熱處理坩堝時(shí)要避免過(guò)分?jǐn)噭?dòng)。鉭粉造粒體的熱處理可以采用現(xiàn)有技術(shù)，如在900 1450°C進(jìn)行真空熱處理。按照本發(fā)明方法，如果有必要，可以在液體里加入填料、表面活性劑、粘結(jié)劑中之一或幾種，增加對(duì)粉末的凝聚作用和改善粉末抗壓制性，使得壓制后的坯塊經(jīng)過(guò)脫蠟，燒結(jié)，形成有良好孔隙率的燒結(jié)陽(yáng)極，這種陽(yáng)極制造的電容器具有低的等效串聯(lián)電阻。使用的粘結(jié)劑如樟腦、硬脂酸等。本發(fā)明的另一個(gè)鉭粉造粒制造鉭陽(yáng)極的優(yōu)選實(shí)例包括步驟
a)、提供具有O.lm2/g 5. O m2/g BET比表面積的鉭粉；
b)、用溶有粘結(jié)劑和/或潤(rùn)滑劑的可揮發(fā)性液體濕潤(rùn)鉭粉，在鉭粉表面形成所述可揮發(fā)性液體膜，形成一種有40%以上孔隙率的可分的濕鉭粉；
C)、將上述濕鉭粉加入到旋轉(zhuǎn)的的底部有通孔的圓桶形容器里，經(jīng)過(guò)擠壓、振動(dòng)、旋轉(zhuǎn)球團(tuán)化造粒后形成顆粒漏入接料盤(pán)，形成可分的濕的可分的凝聚鉭顆粒；
d)、將上述濕的可分的凝聚鉭顆粒干燥，形成可流動(dòng)鉭粉造粒體；
e)、將上述可流動(dòng)的鉭粉造粒體壓制成型，得到壓制鉭坯塊；
f)、將上述坯塊進(jìn)行低溫脫蠟得到脫蠟鉭坯塊；
g)、將上述脫蠟坯塊進(jìn)行燒結(jié)得到鉭燒結(jié)塊；
h)、將上述鉭燒結(jié)塊進(jìn)行陽(yáng)極化處理得到鉭陽(yáng)極。上述步驟b)中所述的液體是醇類(lèi)，芳香族類(lèi)，如乙醇；粘結(jié)劑和/或潤(rùn)滑劑如樟腦，硬脂酸或硬脂酸鹽，如硬脂酸鈉，不限于此。其中粘結(jié)劑的加入量一般是鉭粉重量的2% 5%。將溶有粘結(jié)劑的液體溶劑與鉭粉混合，形成有一層100 IOOOnm厚液體膜，有30%以上孔隙率的濕鉭粉。將這種濕鉭粉加入到旋轉(zhuǎn)的篩子里，經(jīng)過(guò)擠壓、振動(dòng)、旋轉(zhuǎn)球團(tuán)化造粒后漏入接料盤(pán)，形成可分的濕的凝聚顆粒。將上述濕的可分的凝聚鉭顆粒在真空箱里干燥，形成可流動(dòng)鉭粉造粒體；
根據(jù)要求將上述造粒體壓制成鉭陽(yáng)極坯快；
上述步驟f)壓制鉭坯塊的脫蠟通常是在真空下200 500°C進(jìn)行。脫蠟后的鉭坯塊燒結(jié)成燒結(jié)塊。經(jīng)過(guò)本發(fā)明方法造粒的鉭粉具有優(yōu)異的流動(dòng)性，所以用其壓制的坯塊重量偏差極?。辉炝：筱g粉顆粒內(nèi)有較大的孔隙，這種鉭陽(yáng)極的等效串聯(lián)電阻低。鉭電解電容器的等效串聯(lián)電阻和陽(yáng)極的損耗因素(tan δ )有線性關(guān)系，鉭陽(yáng)極的tan δ低，其鉭電容器的等效串聯(lián)電阻就低。
實(shí)施例下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明，以便進(jìn)一步了解本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)。實(shí)施例I
鈉還原氟鉭酸鉀得到的鉭粉Sl-ο，圖2是該鉭粉的掃描電鏡照片，從該鉭粉的形貌可以看出絮狀的鉭粉基本團(tuán)聚體約為5μπι，其原生粒子的最小粒徑約為lOOnm。該鉭粉的比表面積為I. 78 m2/g，氧含量為6180ppm，松裝密度為0.45 g/cm3，費(fèi)氏平均粒徑(FSSS)為
O.38 μ m。計(jì)算要使鉭粉粒子表面形成210nm的水溶液膜，1000克上述鉭粉約需要加入370ml的去離子水，將鉭粉置于料盤(pán)中，量取370 ml去離子水，并將330 mg的H3PO4加入去離子水中形成水溶液，將上述含磷酸的水溶液倒在鉭粉上，攪拌均勻，形成鉭粉粒子表面覆蓋21Onm厚膜的濕鉭粉9，測(cè)量該濕鉭粉具有I. 16g/cm3的松裝密度，具有63. 57%的孔隙率。用圖I所示的造粒裝置,把底部孔徑為270 μ mX 270 μ m方形篩孔篩網(wǎng)的篩子12安裝上去，啟動(dòng)馬達(dá)20使旋轉(zhuǎn)架3和篩子12的旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)速度約為160轉(zhuǎn)/分，將濕鉭粉9加入到篩子12里，在接料盤(pán)5里得到濕的可分的凝聚鉭顆粒6。上述濕的可分的凝聚鉭顆粒在經(jīng)過(guò)500赫茲，振幅為3mm振動(dòng)I分鐘后測(cè)定的松裝密度為I. 51g/cm3，具有49. 87%的孔隙率的。 將濕的可分的凝聚鉭顆粒6在真空下約90°C烘干8小時(shí)，得到干的可流動(dòng)的鉭粉造粒體，該鉭粉造粒體的松裝密度為I. 20 g/cm3，流動(dòng)性為2.78 g/sec。由于上述造粒鉭粉的顆粒強(qiáng)度還不夠好，沒(méi)有測(cè)定粒度分布。圖3是該造粒體的掃描電鏡照片，造粒體為團(tuán)聚的似球形顆粒。將上述造粒鉭粉輕輕地裝入鉭坩堝里，其松裝密度約1.20g/cm3，在真空爐內(nèi)1280°C熱處理30分鐘，冷卻并鈍化后取出，不經(jīng)研磨，用80目篩子過(guò)篩，篩下鉭粉占99. 95%,得到鉭粉S1-A2。測(cè)量上述熱處理后的鉭粉S1-A2的氧含量為9850ppm、松裝密度、費(fèi)氏平均粒、流動(dòng)性和篩分析粒度分布，數(shù)據(jù)列于表I中。圖4是上述經(jīng)過(guò)熱處理的鉭粉的掃描電鏡照片。比較例I
用和實(shí)施例I相同的原料鉭粉1000克，倒入鉭坩堝里，用450ml去離子水，并將130 mgH3PO4加入去離子水中形成溶液，將該溶液加入上述鉭粉中，將容納有濕鉭粉的坩堝置于一震動(dòng)臺(tái)經(jīng)過(guò)震動(dòng)，形成了漿糊狀的鉭粉糊，其上表面出現(xiàn)薄層水，這樣，鉭粉里的孔隙全部被水占據(jù)，這樣，原生粒子間距離很近。將該坩堝及其中鉭粉糊一起在真空中100°C烘干8小時(shí)，得到干的鉭餅S1-B1，測(cè)定其松裝密度為2. 45 g/cm3，(沒(méi)有流動(dòng)性)。將上述坩堝及鉭粉在真空爐內(nèi)1280°C熱處理30分鐘，按照實(shí)施例同樣進(jìn)行冷卻并鈍化后取出鉭粉，發(fā)現(xiàn)該鉭餅的溫度還很高，說(shuō)明鈍化不充分，經(jīng)破碎研磨，用80目篩子過(guò)篩，得到鉭粉S1-B2。測(cè)量上述熱處理后的鉭粉的氧含量為11200ppm、松裝密度、費(fèi)氏平均粒、流動(dòng)性和篩分析粒度分布，數(shù)據(jù)列于表I中。將上述實(shí)施例S1-A2和比較例S1-B2鉭粉按照同樣條件在850°C保溫3小時(shí)進(jìn)行鎂還原降氧處理，分別得到鉭粉S1-A3和S1-B3。實(shí)施例I的鉭粉S1-A3的氧含量為40IOppm,而比較例I鉭粉S1-B3的氧含量是4460ppm。S1-A3和S1-B3的松裝密度、費(fèi)氏平均粒徑、比表面積、流動(dòng)性和粒徑分布分別列于表I中。將降氧后的鉭粉實(shí)施例I的S1-A3和比較例的S1-B3進(jìn)行濕式電氣性能檢測(cè)，將各自樣品鉭粉壓制成直徑3. O mm,高度為4. 72mm埋有O. 25mm鉭絲的密度為4. 5 g/cm3圓柱形坯塊，每個(gè)坯塊用鉭粉約150 mg ;上述坯塊在1320°C燒結(jié)10分鐘形成燒結(jié)塊；將上述燒結(jié)塊置于O. Iwt %的磷酸中80°C，以60mA/g的電流密度升電壓到30V恒壓120分鐘形成陽(yáng)極；在250的O. Iwt的憐酸中測(cè)定陽(yáng)極漏電流，在20wt硫酸溶液中測(cè)定電各量(t匕容)和損耗。結(jié)果列于表2中。表I
權(quán)利要求
1.一種鉭粉造粒裝置，其特征在于包括底部有通孔的圓桶形上開(kāi)口容器、由馬達(dá)帶動(dòng)的能夠在水平面旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的固定著底部有通孔的圓桶形上開(kāi)口容器的固定架和放置在上述圓桶形上開(kāi)口容器下面的接料盤(pán)。
2.權(quán)利要求I所述的鉭粉造粒裝置，其特征在于所述的底部有通孔的圓桶形容器的底部是篩網(wǎng)。
3.權(quán)利要求I所述的鉭粉造粒裝置，其特征在于所述的接料盤(pán)是放置在固定的接料盤(pán)支座上。
4.權(quán)利要求I或2所述的鉭粉造粒裝置，其特征在于所述的通孔孔徑為180飛00微米。
5.一種造粒制造凝聚鉭粉的方法，包括如下步驟 A)提供具有0.lm2/g"20 m2/g BET比表面積的鉭粉； B)用可揮發(fā)性液體濕潤(rùn)鉭粉，使鉭粒子表面覆蓋一層可揮發(fā)性液體膜，形成具有40%以上孔隙率的濕鉭粉； C)將上述濕鉭粉加入到旋轉(zhuǎn)的底部有通孔的圓桶形容器里，濕鉭粉在其中經(jīng)過(guò)擠壓、振動(dòng)、旋轉(zhuǎn)滾成球的造粒后漏入接料盤(pán)，形成一種濕的可分的凝聚鉭顆粒； D)將上述濕的可分的凝聚鉭顆粒進(jìn)行干燥，形成可流動(dòng)的預(yù)凝聚鉭粉造粒體； E)將上述可流動(dòng)的預(yù)凝聚鉭粉造粒體進(jìn)行熱處理，得到凝聚鉭粉。
6.權(quán)利要求5所述的造粒制造凝聚鉭粉的方法，其特征在于原料鉭粉的BET比表面積為 0. 2m2/g 6. Om2/g。
7.權(quán)利要求5所述的造粒制造凝聚鉭粉的方法，其特征在于所述的可揮發(fā)性液體選自去離子水、水溶液或含表面活性劑、粘結(jié)劑的水溶液、含乙醇的液體、含芳香族的液體以及它們的混合液體中的一種。
8.權(quán)利要求5所述的造粒制造凝聚鉭粉的方法，其特征在于所述的步驟B)形成濕鉭粉是使鉭粒子表面形成100 IOOOnm厚的可揮發(fā)性溶液膜，且具有40% 70%的孔隙率。
9.權(quán)利要求5所述的造粒制造凝聚鉭粉的方法，其特征在于所述的步驟C)形成濕的可分的凝聚鉭顆粒，經(jīng)過(guò)在500赫茲，振幅為2 5mm振動(dòng)I分鐘后至少有3 0 %孔隙率。
10.權(quán)利要求5或權(quán)利要求9所述的造粒制造凝聚鉭粉的方法，其特征在于所述的步驟C)形成一種有30% 68%孔隙率的濕的可分的凝聚鉭顆粒。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種鉭粉的造粒裝置，包括一個(gè)篩子，在水平面旋轉(zhuǎn)的固定著的所述篩子的旋轉(zhuǎn)架，和放置在所述篩子下面的接料盤(pán)。本發(fā)明還公開(kāi)了一種造粒制造凝聚鉭粉的方法，將鉭粉與一種液體混合，形成有40%以上孔隙度的濕鉭粉，接著進(jìn)行造粒，形成至少有30%孔隙度的可分的凝聚濕鉭粉，將所述可分的凝聚濕鉭粉烘干后得到預(yù)凝聚鉭粉造粒體，再將預(yù)凝聚鉭粉造粒體進(jìn)行熱處理得到凝聚鉭粉。按照本發(fā)明方法生產(chǎn)的鉭粉具有優(yōu)異的物理性能和電氣性能，鉭粉生產(chǎn)成本低。
文檔編號(hào)B22F1/00GK102806345SQ201210115540
公開(kāi)日2012年12月5日 申請(qǐng)日期2012年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月19日
發(fā)明者潘倫桃 申請(qǐng)人:潘倫桃