RAS Chemistry & Material ScienceНеорганические материалы Inorganic Materials

  • ISSN (Print) 0002-337X
  • ISSN (Online) 3034-5588

Восстановление оксидных соединений ниобия пара́ми кальция

PII
10.31857/S0002337X23110076-1
DOI
10.31857/S0002337X23110076
Publication type
Status
Published
Authors
Volume/ Edition
Volume 59 / Issue number 11
Pages
1292-1302
Abstract
Исследовано восстановление оксидных соединений ниобия пара́ми кальция при температуре 1023–1123 K. При помощи термодинамического моделирования с использованием программного комплекса TERRA рассчитана адиабатическая температура восстановления кальцием пентаоксида ниобия (3020 K) и ниобата Mg4Nb2O9 (2525 K). Определено влияние температуры процесса, продолжительности выдержки и крупности частиц порошка прекурсора на степень восстановления, удельную поверхность и пористую структуру порошков ниобия.
Keywords
Date of publication
14.09.2025
Year of publication
2025
Number of purchasers
0
Views
8

References

  1. 1. Fischer V., Störmer H., Gerthsen D. et al. Niobium as New Material for Electrolyte Capacitors with Nanoscale Dielectric Oxide Layers // Proc. VII lnt. Conf. on Properties and Applications of Dielectric Materials. (June 1–5, 2003) Nagoya, 2003. P. 1134–1137. https://doi.org/10.1109/ICPADM.2003.1218623
  2. 2. Pozdeev Y. Comparison of Tantalum and Niobium Solid Electrolytic Capacitors // T.I.C. Bull. 1998. № 94. P. 2–5.
  3. 3. Serjak W.A., Scheckter L., Tripp T.B. et al. Niobium, a New Materials for Capacitors // Passive Compon. Ind. 2000. Nov./Dec. P. 17–20.
  4. 4. Zillgen H., Stenzel M., Lohwasser W. New Niobium Capacitors with Stable Electrical Parameters // Act. Passive Electron. Compon. 2002. V. 25. P. 147–153. https://doi.org/10.1080/0882751021000001528
  5. 5. Елютин А.В., Патрикеев Ю.Б., Воробьёва Н.С. и др. Материал для анодов электролитических и оксидно-полупроводниковых конденсаторов: Пат. 1556420. РФ. Б.И. № 4. С. 92.
  6. 6. Grabis J., Munter R., Blagoveshchenskiy Yu. et al. Plasmochemical Process for the Production of Niobium and Tantalum Nanopowders // Proc. Est. Acad. Sci. 2012. V. 61. № 2. P. 137–145. https://doi.org/10.3176/proc.2012.2.06
  7. 7. Исаева Н.В. Плазмохимические порошки тантала и ниобия для производства электролитических конденсаторов // Перспективные материалы. 2008. Спец. вып. (5). С. 402–407.
  8. 8. Колосов В.Н., Мирошниченко М.Н., Орлов В.М. и др. Влияние условий натриетермического восстановления на характеристики ниобиевых порошков // Расплавы. 2008. № 5. С. 89–94.
  9. 9. Yoon J., Lee G., Hong S. et al. Characteristics of Niobium Powder Used Capacitors Produced by Metallothermic Reduction in Molten Salt // Curr. Nanosci. 2014. V. 10. № 1. P. 131–134. https://doi.org/10.2174/1573413709666131109003032
  10. 10. Yoon J., Goto S., Kim B.I. Characteristic Variation of Niobium Powder Produced under Various Reduction Temperature and Amount of Reductant Addition // Mater. Trans. 2010. V. 51. № 2. P. 354–358. https://doi.org/10.2320/matertrans.M2009192
  11. 11. Yoon J. The Fabrication of Niobium Powder by Sodiothermic Reduction Process // Int. J. Refract. Met. Hard Mater. 2010. V. 28. № 2. P. 265–269. https://doi.org/10.1016/j.ijrmhm.2009.10.009
  12. 12. Yoon J.S., Cho S.W., Kim Y.S., Kim B.I. The Production of Niobium Powder and Electric Properties of Niobium Capacitors // Met. Mater. Int. 2009. V. 15. № 3. P. 405–408. https://doi.org/10.1007/s12540-009-0405-0
  13. 13. Крыжанов М.В., Орлов В.М., Сухоруков В.В. Термодинамическое моделирование магнийтермического восстановления тантала и ниобия из пентаоксидов // Журн. прикл. химии. 2010. Т. 83. Вып. 3. С. 380–385.
  14. 14. Орлов В.М., Сухоруков В.В. Магниетермическое получение порошков ниобия // Металлы. 2010. № 2. С. 16–22.
  15. 15. Орлов В.М., Крыжанов М.В. Восстановление оксидных соединений ниобия магнием в режиме горения // Неорган. материалы. 2019. Т. 55. № 6. С. 604–608. https://doi.org/10.1134/S0002337X19050142
  16. 16. Shekhter L.N., Tripp T.B., Lanin L.L. Method for Producing Tantallum/Niobium Metal Powders by the Reduction of Their Oxides with Gaseous Magnesium: US Pat. 6171363.
  17. 17. Shekhter L.N., Tripp T.B., Lanin L.L. et al. Metal Powders Produced by the Reduction of the Oxides with Gaseous Magnesium: US Pat. 6558447.
  18. 18. Haas D., Schnitter C. Production of Capacitor Grade Tantalum and Niobium Powders Using the New Magnesium Vapour Reduction Process // Proc. EMC. Dresden. 2005.
  19. 19. Schnitter C., Merker U., Michaelis A. New Niobium Based Materials for Solid Electrolyte Capacitors // Proc. 22nd Capacitor and Resistor Technol. Symp. New Orleans. 2002. P. 26–31.
  20. 20. Kumar T.S., Kumar S.R., Rao M.L., Prakash T.L. Preparation of Niobium Metal Powder by Two-Stage Magnesium Vapor Reduction of Niobium Pentoxide // J. Metall. 2013. V. 2013. P. 629341. https://doi.org/10.1155/2013/629341
  21. 21. Park S.J., Hwang S.M., Wang J. et al. Metallic Niobium Powder Reduced by Atmospheric Magnesium Gas with Niobium Pentoxide Powder // Mater. Trans. 2021. V. 62. № 1. P. 34–40. https://doi.org/10.2320/matertrans.MT-M2020241
  22. 22. Орлов В.М., Крыжанов М.В., Калинников В.Т. Восстановление оксидных соединений ниобия парами магния // Докл. АН. 2015. Т. 465. № 2. С. 182–185. https://doi.org/10.7868/S0869565215320146
  23. 23. Орлов В.М., Крыжанов М.В. Влияние состава прекурсора и условий восстановления на характеристики магниетермических порошков ниобия // Металлы. 2016. № 4. С. 20–26.
  24. 24. Хаас Х., Бартманн У., Комея Т., Сато Н., Штарк Х.К. Способ получения ниобиевых и танталовых порошков // Пат. РФ. 2397843. 2010. Б.И. № 24.
  25. 25. Okabe T.H., Iwata S., Imagunbai M. et al. Production of Niobium Powder by Preform Reduction Process Using Various Fluxes and Alloy Reductant // ISIJ Int. 2004. V. 44. № 2. P. 285–293. https://doi.org/10.2355/isijinternational.44.285
  26. 26. Орлов В.М., Киселев Е.Н. Восстановление оксидных соединений ниобия парами магния в интервале 540–680°С // Неорган. материалы. 2022. Т. 58. № 12. С. 829–835. https://doi.org/10.31857/S0002337X22080097
  27. 27. Орлов В.М., Крыжанов М.В., Князева А.И., Осауленко Р.Н. Порошки ниобия с мезопористой структурой // Физикохимия поверхности и защита материалов. 2018. Т. 54. № 5. С. 444–449. https://doi.org/10.1134/S0044185618050297
  28. 28. Müller R., Bobeth M., Brumm H. et al. Kinetics of Nanoscale Structure Development During Mg-vapour Reduction of Tantalum Oxide // Int. J. Mater. Res. 2007. V. 98. № 11. P. 1138–1145. https://doi.org/10.3139/146.101567
  29. 29. Baba M., Ono Y., Suzuki R.O. Tantalum and Niobium Powder Preparation from Their Oxides by Calciothermic Reduction in the Molten CaCl2 // J. Phys. Chem. Solids. 2005. V. 66. № 2–4. P. 466–470. https://doi.org/10.1016/j.jpcs.2004.06.042
  30. 30. Baba M., Kikuchi T., Suzuki R.O. Niobium Powder Synthesized by Calciothermic Reduction of Niobium Hydroxide for Use in Capacitors // J. Phys. Chem. Solids. 2015. V. 78. P. 101–109. https://doi.org/10.1016/j.jpcs.2014.11.014
  31. 31. Suzuki N., Suzuki R.O., Natsui S., Kikuchi T. Branched Morphology of Nb Powder Particles Fabricated by Calciothermic Reduction in CaCl2 Melt // J. Phys. Chem. Solids. 2017. V. 110. P. 101–109. https://doi.org/10.1016/j.jpcs.2017.05.032
  32. 32. Трусов Б.Г. Программная система ТЕРРА для моделирования фазовых и химических равновесий в плазмохимических системах // 4 Междунар. симп. по теоретической и прикладной плазмохимии. Иваново. 2005. http://main.isuct.ru/files/konf/ISTAPC2005/proc/2-11.pdf, свободный (дата обращения 12.04.2023).
  33. 33. Орлов В.М., Крыжанов М.В. Термодинамическое моделирование процесса магниетермического восстановления танталатов магния и лития // Неорган. материалы. 2015. Т. 51. № 6. С. 680–684. https://doi.org/10.7868/S0002337X15060111
  34. 34. Орлов В.М., Крыжанов М.В. Получение нанопорошков тантала магниетермическим восстановлением танталатов // Металлы. 2015. № 4. С. 93–97.
  35. 35. Волков А.И., Жарский И.М. Большой химический справочник. Минск: Современная школа, 2005. 608 с.
  36. 36. Delheusy M., Stierle A., Kasper N. et al. X-ray Investigation of Subsurface Interstitial Oxygen at Nb/Oxide Interfaces // Appl. Phys. Lett. 2008. V. 92. P. 101911. https://doi.org/10.1063/1.2889474
  37. 37. Несмеянов А.Н. Давление пара химических элементов. М.: Изд-во АН СССР, 1961. 396 с.
  38. 38. Орлов В.М., Крыжанов М.В., Киселев Е.Н. Особенности формирования пористой структуры порошков тантала и ниобия при магниетермическом восстановлении танталата и ниобата лития // Неорган. материалы. 2020. Т. 56. № 9. С. 986–992. https://doi.org/10.31857/S0002337X20080114
  39. 39. Sing K.S.W. et al. Reporting Physisorption Data for Gas/Solid Systems with Special Reference to the Determination of Surface Area and Porosity (Recommendations 1984) // Pure Appl. Chem. 1985. V. 57. № 4. P. 603–619.
QR
Translate

Индексирование

Scopus

Scopus

Scopus

Crossref

Scopus

Higher Attestation Commission

At the Ministry of Education and Science of the Russian Federation

Scopus

Scientific Electronic Library