Порошок монооксида ниобия, спеченный продукт на основе монооксида ниобия и конденсатор, изготовленный с использованием спеченного продукта на основе монооксида ниобия

Порошок монооксида ниобия, спеченный продукт на основе монооксида ниобия и конденсатор, изготовленный с использованием спеченного продукта на основе монооксида ниобия

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Ссылки на родственные заявки

Настоящая заявка базируется на положении раздела 35 Кодекса законов США, часть 111(а), испрашивается приоритет по дате подачи заявки, имеющей регистрационный номер 60/291925 и поданной в Патентное ведомство США 21 мая 2001 года, а также по дате подачи заявки, имеющей регистрационный номер 60/331200, поданной в Патентное ведомство США 9 ноября 2001 г., согласно положениям раздела 35 Кодекса законов США, часть 111(b), в соответствии с разделом 35 Кодекса законов США, часть 119(е) (1).

Область техники

Настоящее изобретение относится к порошку монооксида ниобия и полученному из него спеченному материалу, которые стабильно могут быть использованы для изготовления конденсаторов, обладающих большой емкостью на единицу массы, низким эквивалентным последовательным сопротивлением (ЭПС), хорошими характеристиками тока утечки и высокой влагостойкостью, изобретение также относится к конденсатору, изготовленному с использованием порошка монооксида ниобия и спеченного материала, а также к способам получения порошка монооксида ниобия, спеченного материала и конденсатора.

Предшествующий уровень техники

Необходимо, чтобы конденсаторы для использования в электронных устройствах, таких как портативный телефон и персональный компьютер, обладали небольшим размером и значительной емкостью. Среди таких конденсаторов предпочтительным является танталовый конденсатор, вследствие значительной емкости при небольшом размере и хороших рабочих характеристик.

Кроме того, современные электронные устройства должны работать при невысоком напряжении и высокой частоте с низким уровнем шумов, также требуется, чтобы конденсатор с твердым электролитом обладал низким эквивалентным последовательным сопротивлением (ЭПС).

В таком конденсаторе на основе тантала, как правило, для анодной части используют спеченный материал, полученный из порошка тантала. Этот порошок сначала формуют и затем спекают, причем из порошка формируется агломерат и образуется электрод, называемый спеченным материалом. Внутренняя часть этого спеченного материала принимает сложную трехмерную форму вследствие того что частицы порошка механически и электрически связаны друг с другом. На поверхности этого спеченного материала, включая поверхность внутренних пор, формируют диэлектрический пленочный слой, этот материал, в качестве противоэлектрода, импрегнируют, и таким образом изготавливают конденсатор. Поскольку диэлектрический пленочный слой равномерно прилегает и к внешней, и к внутренней поверхности спеченного материала, емкость изготовленного конденсатора в значительной степени зависит на микроскопическом уровне от состояния контакта материала противоэлектрода с диэлектрическим пленочным слоем.

Для того чтобы повысить емкость танталового конденсатора, необходимо увеличить массу спеченного материала или использовать спеченный материал с увеличенной площадью поверхности, образующейся в результате измельчения порошка тантала.

Способ увеличения массы спеченного материала обязательно приводит к увеличению размера конденсатора и не может удовлетворять требованию снижения размеров. С другой стороны, при осуществлении способа измельчения порошка тантала для увеличения удельной площади поверхности диаметр пор в спеченном материале на основе тантала снижается, или на стадии спекания увеличивается количество закрытых пор, в результате чего импрегнирование катодным агентом на поздних стадиях становится затруднительным.

Например, если предположить, что использование водного раствора фосфорной кислоты в качестве материала противоэлектрода позволяет достичь состояния полного контакта раствора с диэлектрическим пленочным слоем, и при этом коэффициент реализации емкости (также называемый коэффициентом импрегнирования катодным агентом) составляет 100%, то в случае использования материала противоэлектрода, обладающего высокой вязкостью, в особенности твердого электродного материала, коэффициент реализации емкости, равный 100%, вряд ли будет достигнут. В частности, в том случае, когда средний размер частиц порошка тантала невелик или спеченный материал, изготовленный из порошка тантала, имеет значительный размер, трудности возрастают, и в экстремальной ситуации коэффициент реализации емкости не достигает даже 50%. При таком низком коэффициенте реализации емкости изготовленный конденсатор не может обладать достаточно высокой влагостойкостью.

В том случае, если порошок тантала, используемый для изготовления спеченного танталового материала, имеет небольшой диаметр пор, это по существу приводит к небольшому диаметру пор в спеченном танталовом материале и низкому коэффициенту реализации емкости. Следовательно, возникает проблема, связанная с тем, что величина ЭПС не может быть снижена.

В качестве одного из средств для решения этих проблем может быть рассмотрен конденсатор, в котором в качестве электрода используется спеченный материал, причем спеченный материал производят с использованием материала электрода, обеспечивающего получение диэлектрического материала, обладающего большей диэлектрической проницаемостью, чем диэлектрическая проницаемость тантала, что позволяет достичь высокого коэффициента реализации емкости.

В качестве такого материала электрода, который может быть произведен промышленно, известен ниобий, обладающий большей диэлектрической проницаемостью, чем тантал, причем имеются его большие запасы.

В заявке JP-A-55-157226 (обозначение «JP-A» при использовании в настоящем описании означает не прошедшую экспертизу опубликованную патентную заявку Японии) раскрыт способ получения спеченного элемента для конденсаторов, согласно которому агломерированный металлический порошок клапанного действия, с размером частиц 2,0 мкм и менее, формуют под давлением и затем спекают, формованный и спеченный материал измельчают на мелкие кусочки, добавляют к ним часть свинца и опять спекают. Однако подробности осуществления способа получения и свойства ниобиевого конденсатора в этой опубликованной заявке не описаны.

В патенте US 4084965 раскрыт конденсатор, в котором используется спеченный материал, полученный из ниобиевого порошка, имеющего средний размер частиц 5,1 мкм, полученный посредством гидрирования и измельчения в порошок слитка ниобия. Однако описанный конденсатор обладает значительным по величине током утечки (здесь и далее обозначается для краткости как «LC») и представляет небольшой практический интерес.

В заявке JP-A-10-242004 раскрыт способ частичного азотирования ниобиевого порошка и улучшения при этом характеристики LC.

В заявке JP-A-2000-119710 раскрыт способ получения ниобиевого порошка высокой чистоты при использовании двухстадийного способа восстановления, а именно после того как пентаоксид ниобия помещают в расплавленный магний и подвергают реакции восстановления, полученный NbO_x (x=от 0,5 до 1,5) извлекают и впоследствии помещают в расплавленный магний и подвергают реакции восстановления, получая при этом металлический ниобий.

Насыпная плотность ниобиевого порошка, такого как порошок монооксида ниобия для изготовления конденсаторов, является важным фактором для операции формования ниобиевого порошка. Насыпная плотность обычно используемого ниобиевого порошка составляет 2,5 г/мл или более, а именно приблизительно 4 г/мл, и это не подходит для формования.

То есть в том случае, когда такой ниобиевый порошок формуют и спекают для получения спеченного материала, ниобиевый порошок плохо перетекает из бункера загрузочного устройства в металлическую пресс-форму, и трудно отвешивать постоянное количество порошка и перемещать его в металлическую пресс-форму. В результате этого возникает такая проблема, как недостаточная стабильность формы отпрессованного изделия, отпрессованное изделие и спеченный материал обладают недостаточной прочностью, и часто получают конденсатор с неудовлетворительными характеристиками LC. В том случае, если используется специальная аппаратура для работы с порошком, обладающим плохой текучестью, то стоимость формования значительно увеличивается, что нецелесообразно.

Таким образом, использование общеизвестного ниобиевого порошка для изготовления конденсаторов связано с проблемой, заключающейся в том, что порошок не вполне пригоден для непрерывного формования, и производительность изготовления конденсаторов невелика.

Сущность изобретения

Целью настоящего изобретения является создание конденсатора, имеющего большую емкость на единицу массы, характеризующегося низким эквивалентным последовательным сопротивлением (ЭПС), невысоким током утечки и высокой влагостойкостью; изобретение также относится к спеченному материалу, пригодному для использования в качестве материала электрода такого конденсатора и способному обеспечить высокий коэффициент реализации емкости; порошку монооксида ниобия, являющемуся предпочтительным в качестве исходного вещества для изготовления такого спеченного материала и обладающему хорошей текучестью при осуществлении операций формования, облегчая непрерывное формование и способствуя стабильному производству конденсаторов; изобретение также относится к способу изготовления конденсатора, спеченного материала и ниобиевого порошка.

В результате обширных исследований, направленных на решение вышеуказанных проблем, авторы настоящего изобретения обнаружили, что в том случае, когда для изготовления электрода конденсатора используют спеченный ниобиевый материал, обладающий особым распределением диаметров пор, предпочтительно в распределении диаметров пор которого имеется несколько максимумов диаметра пор, может быть достигнут высокий коэффициент реализации емкости и может быть получен конденсатор, характеризующийся невысоким током утечки и высокой влагостойкостью. Авторы настоящего изобретения обнаружили, что порошок монооксида ниобия, характеризующийся насыпной плотностью от 0,5 до 2,5 г/мл, более предпочтительно, имеющий средний размер частиц от 10 до 1000 мкм, обладает хорошей текучестью и позволяет осуществить непрерывное формование, такой порошок является предпочтительным для изготовления описанного выше спеченного материала, и в том случае, когда используют такой порошок, возможно осуществить стабильное изготовление конденсатора, характеризующегося невысоким током утечки.

Авторы настоящего изобретения обнаружили, что более предпочтительно, как для достижения высокого коэффициента реализации емкости, так и для получения низкого значения ЭПС, изготавливать конденсатор, в котором электроды выполнены из спеченного ниобиевого материала, полученного при использовании порошка монооксида ниобия, обладающего широким распределением размеров пор и имеющего несколько максимумов в распределении размеров пор, причем все максимумы диаметров пор находятся в области 0,5 мкм или более.

Более конкретно, настоящее изобретение относится к указанным ниже порошку монооксида ниобия, спеченному ниобиевому материалу, конденсатору, изготовленному с использованием порошка монооксида ниобия, и способам изготовления конденсатора, спеченного материала и ниобиевого порошка.

1. Порошок монооксида ниобия для изготовления конденсатора, представленный формулой NbO_x (x=от 0,8 до 1,2), обладающий насыпной плотностью от 0,5 до 2,5 г/мл.

2. Порошок монооксида ниобия согласно приведенному выше пункту 1, дополнительно содержащий, по меньшей мере, один элемент, иной, чем ниобий, выбранный из группы, состоящей из магния, кальция, стронция, бария, скандия, иттрия, лантана, церия, празеодима, неодима, самария, европия, гадолиния, тербия, диспрозия, гольмия, эрбия, тулия, иттербия, лютеция, титана, циркония, гафния, ванадия, тантала, молибдена, вольфрама, марганца, рения, рутения, осмия, родия, иридия, палладия, платины, серебра, золота, цинка, кадмия, ртути, бора, алюминия, галлия, индия, таллия, углерода, кремния, германия, олова, свинца, азота, фосфора, мышьяка, сурьмы, висмута, серы, селена и теллура.

3. Порошок монооксида ниобия по приведенному выше пункту 1 или 2, в котором элемент, иной, чем ниобий, образует с ниобием смешанный оксид.

4. Порошок монооксида ниобия по приведенному выше пункту 2 или 3, в котором иные элементы содержатся в количестве от 50 до 200000 мас.ч. на млн.

5. Порошок монооксида ниобия по любому из приведенных выше пунктов от 1 до 4, средний размер частиц которого составляет от 10 до 1000 мкм.

6. Порошок монооксида ниобия по любому из приведенных выше пунктов от 1 до 5, в котором угол естественного откоса составляет от 10° до 60°.

7. Порошок монооксида ниобия по любому из приведенных выше пунктов от 1 до 6, удельная поверхность которого, определяемая по изотермам адсорбции методом Браунауэра-Эмета-Теллера (БЭТ-поверхность), составляет от 0,5 до 40 м²/г.

8. Порошок монооксида ниобия по любому из приведенных выше пунктов от 1 до 7, в распределении диаметров пор которого имеется максимум диаметров пор в интервале от 0,01 мкм до 500 мкм.

9. Порошок монооксида ниобия по приведенному выше пункту 8, в распределении диаметров пор которого имеется множество максимумов диаметров пор.

10. Порошок монооксида ниобия по приведенному выше пункту 8 или 9, в котором один из максимумов распределения диаметров пор располагается в интервале от 0,5 до 100 мкм.

11. Спеченный материал, полученный с использованием порошка монооксида ниобия согласно любому из приведенных выше пунктов от 1 до 10.

12. Спеченный материал согласно приведенному выше пункту 11, характеризующийся распределением пор, имеющим максимум распределения диаметров пор, который располагается в интервале от 0,01 мкм до 500 мкм.

13. Спеченный материал на основе монооксида ниобия для изготовления электрода конденсатора, характеризующийся таким распределением диаметров пор спеченного материала, полученного из порошка монооксида ниобия, в котором имеется множество максимумов диаметров пор.

14. Спеченный материал на основе монооксида ниобия согласно любому из приведенных выше пунктов от 11 до 13, который характеризуется распределением диаметров пор, в котором имеется два максимума диаметров пор.

15. Спеченный материал на основе монооксида ниобия по приведенному выше пункту 13 или 14, в котором множество максимумов диаметров пор содержит два максимума с наибольшей относительной интенсивностью, которые находятся в интервале от 0,2 до 0,7 мкм и в интервале от 0,7 до 3 мкм соответственно.

16. Спеченный материал на основе монооксида ниобия по приведенному выше пункту 13, в котором множество максимумов диаметров пор содержит максимум с наибольшей относительной интенсивностью, который находится в области больших по величине диаметров, чем максимум, обладающий следующей по величине относительной интенсивностью.

17. Спеченный материал на основе монооксида ниобия по любому из приведенных выше пунктов от 11 до 16, который характеризуется объемом пор, равным 10 мм или более, включая объем пустых пор.

18. Спеченный материал на основе монооксида ниобия по любому из приведенных выше пунктов от 11 до 17, который имеет удельную площадь поверхности от 0,2 до 7 м²/г.

19. Спеченный материал на основе монооксида ниобия по любому из приведенных выше пунктов от 11 до 18, часть которого подвергнута азотированию.

20. Спеченный ниобиевый материал по любому из приведенных выше пунктов от 11 до 19, полученный из сформованного изделия на основе монооксида ниобия, что позволяет получить спеченный материал, имеющей значение удельного заряда CV, равное от 40000 до 200000 мкФВ/г, в том случае, если материал подвергнут спеканию при температуре 1400°С.

21. Конденсатор, включающий один электрод, выполненный с использованием спеченного материала на основе монооксида ниобия, как описано выше в любом из пунктов от 11 до 20, противоэлектрод и диэлектрический материал, расположенный между ними.

22. Конденсатор по приведенному выше пункту 21, в котором диэлектрический материал в основном включает пентаоксид ниобия.

23. Конденсатор по приведенному выше пункту 21, в котором противоэлектрод представляет собой по меньшей мере один материал, выбранный из группы, состоящей из раствора электролита, органического полупроводника и неорганического полупроводника.

24. Конденсатор по приведенному выше пункту 23, в котором противоэлектрод представляет собой органический полупроводник, и органический полупроводник представляет собой по меньшей мере одно вещество, выбранное из группы, состоящей из органического полупроводника, включающего тетрамер бензопирролина и хлоранил, органического полупроводника, в основном включающего тетратиотетрацен, органического полупроводника, в основном включающего тетрацианохинодиметан, и электропроводящего полимера.

25. Конденсатор по приведенному выше пункту 24, согласно которому электропроводящий полимер представляет собой по меньшей мере один полимер, выбранный из группы, состоящей из полипиррола, политиофена, полианилина и их замещенных производных.

26. Конденсатор по приведенному выше пункту 24, в котором электропроводящий полимер представляет собой электропроводящий полимер, полученный посредством введения допанта в полимер, содержащий повторяющееся звено, представленное следующими формулами (1) или (2):

где радикалы от R¹ до R⁴ каждый независимо представляют собой моновалентную группу, выбранную из группы, состоящей из атома водорода, линейной или разветвленной, насыщенной или ненасыщенной алкильной, алкокси или алкилзамещенной группы сложного эфира, содержащей от 1 до 10 атомов углерода, атома галогена, нитрогруппы, цианогруппы, первичной, вторичной или третичной аминогруппы, группы CF₃, фенильной группы и замещенной фенильной группы; каждая из пар радикалов R¹ и R², и R³ и R⁴ может сочетаться произвольным образом с образованием бивалентной цепи для получения по меньшей мере одной 3-, 4-, 5-, 6- или 7-членной насыщенной или ненасыщенной циклической углеводородной структуры вместе с атомами углерода, замещенными радикалами R¹ и R² или радикалами R³ и R⁴;

объединенная циклическая цепь может содержать связь с карбонилом, простой эфирной группой, сложноэфирной группой, амидной группой, сульфидной группой, сульфинилом, сульфонилом или имино в произвольном положении; Х представляет собой атом кислорода, атом серы, или атом азота; R⁵ присутствует только в том случае, когда Х представляет собой атом азота, и независимо представляет собой атом водорода или линейную или разветвленную, насыщенную или ненасыщенную алкильную группу, содержащую от 1 до 10 атомов углерода.

27. Конденсатор по пункту 26, приведенному выше, в котором электропроводящий полимер представляет собой электропроводящий полимер, содержащий повторяющееся звено, представленное следующей формулой (3):

в которой радикалы R⁶ и R⁷ каждый независимо представляет атом водорода, линейную или разветвленную, насыщенную или ненасыщенную алкильную группу, содержащую от 1 до 6 атомов углерода, или заместитель, позволяющий образовать по меньшей мере одну 5-, 6- или 7-членную насыщенную циклическую углеводородную структуру, содержащую два кислородных фрагмента, получаемую из алкильных групп, которые сочетаются друг с другом в произвольном положении; циклическая структура включает структуру, содержащую виниленовую связь, которая может быть замещенной, и фениленовую структуру, которая может быть замещенной.

28. Конденсатор по приведенному выше пункту 27, в котором электропроводящий полимер представляет собой электропроводящий полимер, полученный посредством введения допанта в поли(3,4-этилендиокситиофен).

29. Конденсатор по приведенному выше пункту 21, в котором противоэлектрод выполнен из материала, по меньшей мере частично имеющего слоистую структуру.

30. Конденсатор по приведенному выше пункту 21, в котором материал противоэлектрода содержит в качестве допанта органический анион-сульфонат.

31. Способ получения порошка монооксида ниобия согласно любому из приведенных выше пунктов от 1 до 10, включающий активационную обработку (также называемую «обработкой для порообразования») монооксида ниобия или соединения монооксида ниобия.

32. Способ получения порошка монооксида ниобия по приведенному выше пункту 31, согласно которому активационную обработку монооксида ниобия или соединения монооксида ниобия проводят по меньшей мере в одну стадию, выбранную из группы, состоящей из стадии спекания и стадии дробления.

33. Способ получения порошка монооксида ниобия по приведенному выше пункту 31 или 32, согласно которому активационную обработку монооксида ниобия или соединения монооксида проводят с использованием смеси монооксида ниобия и активатора или соединения монооксида ниобия и активатора.

34. Способ получения порошка монооксида ниобия по любому из приведенных выше пунктов от 31 до 33, согласно которому средний размер частиц монооксида ниобия или соединения монооксида ниобия, подвергаемых активационной обработке, составляет от 0,01 мкм до 10 мкм.

35. Способ получения порошка монооксида ниобия по любому из приведенных выше пунктов от 31 до 34, согласно которому монооксид ниобия или соединение монооксида ниобия содержит по меньшей мере один элемент, выбранный из группы, состоящей из магния, кальция, стронция, бария, скандия, иттрия, лантана, церия, празеодима, неодима, самария, европия, гадолиния, тербия, диспрозия, гольмия, эрбия, тулия, иттербия, лютеция, титана, циркония, гафния, ванадия, тантала, молибдена, вольфрама, марганца, рения, рутения, осмия, родия, иридия, палладия, платины, серебра, золота, цинка, кадмия, ртути, бора, алюминия, галлия, индия, таллия, углерода, кремния, германия, олова, свинца, азота, фосфора, мышьяка, сурьмы, висмута, серы, селена и теллура количестве от 50 до 200000 ч. на млн.

36. Способ получения порошка монооксида ниобия по приведенному выше пункту 35, согласно которому элемент, иной, чем ниобий, содержащийся в монооксиде ниобия или соединении монооксида ниобия, образует с ниобием смешанный оксид.

37. Способ получения порошка монооксида ниобия по приведенному выше пункту 33, согласно которому смесь, содержащую монооксид ниобия и активатор или соединение монооксида ниобия и активатор, получают посредством их смешения с использованием растворителя.

38. Способ получения порошка монооксида ниобия по приведенному выше пункту 37, согласно которому растворитель представляет собой по меньшей мере один растворитель, выбранный из группы, состоящей из воды, спиртов, простых эфиров, целлозольвов, кетонов, алифатических углеводородов, ароматических углеводородов и галогенированных углеводородов.

39. Способ получения порошка монооксида ниобия по приведенному выше пункту 33, согласно которому активатор используют в количестве от 1 до 40 мас.%, в расчете на суммарное количество монооксида ниобия или соединения монооксида ниобия.

40. Способ получения порошка монооксида ниобия по приведенному выше пункту 33 или 39, согласно которому средний размер частиц активатора составляет от 0,01 мкм до 500 мкм.

41. Способ получения порошка монооксида ниобия по любому из приведенных выше пунктов 33, 37, 39 или 40, согласно которому активатор характеризуется наличием множество максимумов распределения размеров частиц.

42. Способ получения порошка монооксида ниобия по любому из приведенных выше пунктов 33, 37, 39-41 согласно которому активатор представляет собой вещество, которое удаляют в виде газа при 2000°С или менее.

43. Способ получения порошка монооксида ниобия по приведенному выше пункту 42, согласно которому активатор представляет собой по меньшей мере одно вещество, выбранное из группы, состоящей из нафталина, антрацена, хинона, камфоры, полиакриловой кислоты, полимера сложного эфира акриловой кислоты, полиакриламида, полиметакриловой кислоты, полимера сложного эфира метакриловой кислоты, полиметакриламида, поливинилового спирта, NH₄Cl, ZnO, WO₂, SnO₂ и MnO₃.

44. Способ получения порошка монооксида ниобия по любому из приведенных выше пунктов 33, 37, 39-41, согласно которому активатор представляет собой по меньшей мере одно вещество, выбранное из группы, состоящей из водорастворимого вещества, вещества, растворимого в органическом растворителе, вещества, растворимого в растворе кислоты, вещества, растворимого в растворе щелочи, вещества, образующего комплекс, обеспечивающий растворимость вещества в воде, органическом растворителе, растворе кислоты или щелочном растворе, и вещества, которое становится растворимым в воде, органическом растворителе, растворе кислоты или щелочном растворе при температуре 2000°С или менее.

45. Способ получения порошка монооксида ниобия по приведенному выше пункту 44, согласно которому активатор представляет собой по меньшей мере одно вещество, выбранное из группы, состоящей из соединений металла с карбоновой кислотой, серной кислотой, сернистой кислотой, галогеном, пергалогенной кислотой, гипогалогенной кислотой, азотной кислотой, азотистой кислотой, фосфорной кислотой, уксусной кислотой, щавелевой кислотой или борной кислотой, металлов, гидроксидов металлов и оксидов металлов.

46. Способ получения порошка монооксида ниобия по приведенному выше пункту 45, согласно которому активатор представляет собой по меньшей мере одно вещество, выбранное из группы, состоящей из карбоната металла, гидрокарбоната металла, гидроксида металла и оксида металла.

47. Способ получения порошка монооксида ниобия по приведенному выше пункту 46, согласно которому активатор представляет собой по меньшей мере одно вещество, выбранное из группы, состоящей из карбоната металла, гидрокарбоната металла, гидроксида металла и оксида металла и имеет температуру плавления выше, чем температура на стадии спекания.

48. Способ получения порошка монооксида ниобия по приведенному выше пункту 44, согласно которому активатор представляет собой по меньшей мере одно вещество, выбранное из группы, состоящей из лития, натрия, калия, рубидия, цезия, франция, бериллия, магния, кальция, стронция, бария, радия, скандия, иттрия, лантана, церия, празеодима, неодима, самария, европия, гадолиния, тербия, диспрозия, гольмия, эрбия, тулия, иттербия, лютеция, титана, циркония, гафния, ванадия, ниобия, тантала, молибдена, вольфрама, марганца, рения, рутения, осмия, кобальта, родия, иридия, никеля, палладия, платины, серебра, золота, цинка, кадмия, бора, алюминия, галлия, индия, таллия, углерода, кремния, германия, олова, свинца, мышьяка, сурьмы, висмута, селена, теллура, полония и их соединений.

49. Способ получения порошка монооксида ниобия по любому из приведенных выше пунктов от 31 до 33, согласно которому активационная обработка представляет собой обработку, при которой удаляют активатор посредством нагревания и/или при пониженном давлении до или во время стадии спекания.

50. Способ получения порошка монооксида ниобия по любому из приведенных выше пунктов от 31 до 33, согласно которому активационная обработка представляет собой обработку, при которой удаляют компонент-активатор посредством контактирования растворителя со спеченным или дробленым продуктом после стадии спекания и во время или после стадии дробления.

51. Способ получения порошка монооксида ниобия по приведенному выше пункту 50, согласно которому растворитель представляет собой по меньшей мере одно вещество, выбранное из группы, состоящей из воды, органического растворителя, раствора кислоты или щелочного раствора и раствора, содержащего лиганд для образования растворимого комплекса.

52. Способ получения порошка монооксида ниобия по приведенному выше пункту 51, согласно которому раствор кислоты представляет собой раствор по меньшей мере одного вещества, выбранного из группы, включающей азотную кислоту, серную кислоту, фтороводородную кислоту и хлороводородную кислоту.

53. Способ получения порошка монооксида ниобия по приведенному выше пункту 51, согласно которому щелочной раствор содержит по меньшей мере одно вещество, выбранное из группы, состоящей из гидроксида щелочного металла и аммиака.

54. Способ получения порошка монооксида ниобия по пункту 51, согласно которому лиганд представляет собой по меньшей мере одно вещество, выбранное из группы, состоящей из аммиака, глицина и этилендиаминтетрауксусной кислоты.

55. Способ получения азотсодержащего порошка монооксида ниобия, включающий обработку порошка монооксида ниобия по любому из приведенных выше пунктов от 1 до 10 с использованием по меньшей мере одного способа, выбранного из группы, состоящей из жидкофазного азотирования, ионного азотирования и газофазного азотирования.

56. Способ получения углеродсодержащего порошка монооксида ниобия, включающий обработку порошка монооксида ниобия по любому из приведенных выше пунктов от 1 до 10 с использованием по меньшей мере одного способа, выбранного из группы, состоящей из твердофазной карбонизации и жидкофазной карбонизации.

57. Способ получения борсодержащего порошка монооксида ниобия, включающий обработку порошка монооксида ниобия по любому из приведенных выше пунктов от 1 до 10 с использованием по меньшей мере одного способа, выбранного из группы, состоящей из газофазного борирования и твердофазного борирования.

58. Способ получения серасодержащего порошка монооксида ниобия, включающий обработку порошка монооксида ниобия по любому из приведенных выше пунктов от 1 до 10 с использованием по меньшей мере одного способа, выбранного из группы, состоящей из газофазного сульфидирования, ионного сульфидирования и твердофазного сульфидирования.

59. Порошок монооксида ниобия, полученный способом по любому из приведенных выше пунктов от 31 до 58.

60. Способ получения спеченного материала на основе монооксида ниобия, при осуществлении которого используют порошок монооксида ниобия согласно любому из приведенных выше пунктов от 1 до 10 и 59.

61. Способ изготовления конденсатора, включающего один электрод, изготовленный с использованием спеченного материала на основе монооксида ниобия, диэлектрический материал, сформированный на поверхности указанного спеченного материала, и противоэлектрод, расположенный на указанном диэлектрическом материале, согласно которому спеченный материал на основе монооксида ниобия получают посредством спекания порошка монооксида ниобия согласно любому из приведенных выше пунктов от 1 до 10 и 59.

62. Способ изготовления конденсатора по приведенному выше пункту 61, согласно которому диэлектрический материал формируют посредством электролитического окисления.

63. Способ изготовления конденсатора, включающего один электрод, выполненный с использованием спеченного материала на основе монооксида ниобия, диэлектрический материал, сформированный на поверхности спеченного материала, и противоэлектрод, расположенный на диэлектрическом материале, согласно которому используют спеченный материал на основе монооксида ниобия согласно любому из приведенных выше пунктов от 11 до 20.

64. Электронная схема, изготовленная с использованием конденсатора согласно любому из приведенных выше пунктов от 21 до 30.

65. Электронное устройство, изготовленное с использованием конденсатора согласно любому из приведенных выше пунктов от 21 до 30.

Способ осуществления изобретения

Ниже описаны конденсатор, обладающий большой емкостью, низким эквивалентным последовательным сопротивлением (ЭПС), хорошими характеристиками тока утечки и прекрасной влагостойкостью, спеченный материал на основе монооксида ниобия, который обеспечивает такие свойства и приводит к достижению высокого коэффициента реализации емкости, порошок монооксида ниобия, являющийся предпочтительным в качестве исходного вещества для такого спеченного материала, обладающий хорошей текучестью и пригодный для осуществления непрерывного формования, и способы изготовления конденсатора, спеченного ниобиевого материала и ниобиевого порошка.

Согласно настоящему изобретению порошок монооксида ниобия для изготовления конденсаторов (иногда просто указываемый как «порошок монооксида ниобия»), обладающий насыпной плотностью от 0,5 до 2,5 г/мл, используют в качестве порошка монооксида ниобия, который подходит для изготовления конденсаторов с описанными выше свойствами и позволяет повысить производительность изготовления конденсаторов.

Термин «порошок монооксида ниобия для конденсаторов» при использовании в настоящем описании означает порошок монооксида ниобия, который в основном состоит из NbO_x, где значение х равно от 0,8 до 1,2, и который может быть использован для изготовления конденсаторов.

Что касается оксида ниобия, то известны три его разновидности, которые представляют собой монооксид ниобия, диоксид ниобия и пентаоксид ниобия.

В случае оксида ниобия, для которого значение х составляет от 0 до 1, металлический ниобий и монооксид ниобия присутствуют совместно. Поскольку металлический ниобий легче подвергается спеканию, чем монооксид ниобия, в том случае, когда присутствует большое количество металлического ниобия, становится сложным получить спеченный материал с большой удельной площадью поверхности, и это приводит к снижению емкости конденсатора.

В случае оксида ниобия, для которого значение х составляет от 1 до 2, монооксид ниобия и диоксид ниобия присутствуют совместно. Диоксид ниобия является непроводящим материалом, в то время как монооксид ниобия обладает электропроводимостью. В том случае, когда диоксид ниобия присутствует в значительном количестве, это становится неблагоприятным для формирования диэлектрического материала посредством электролитического окисления.

С учетом этого интервал, в котором находится значение х, предпочтительно составляет от 0,8 до 1,2, более предпочтительно от 0,9 до 1,1 и еще более предпочтительно от 0,95 до 1,05.

Порошок монооксида ниобия может содержать по меньшей мере один компонент, способный образовывать смешанный оксид с ниобием, или компонент, иной, чем ниобий, такой как азот, фосфор, сурьма, сера, селен и теллур. В том случае, когда в порошке монооксида ниобия содержится компонент, иной, чем ниобий, это позволяет варьировать спекаемость и улучшать свойства конденсатора. Такие элементы, иные, чем ниобий, включают магний, кальций, стронций, барий, скандий, иттрий, лантан, церий, празеодим, неодим, самарий, европий, гадолиний, тербий, диспрозий, гольмий, эрбий, тулий, иттербий, лютеций, титан, цирконий, гафний, ванадий, тантал, молибден, вольфрам, марганец, рений, рутений, осмий, родий, иридий, палладий, платину, серебро, золото, цинк, кадмий, ртуть, бор, алюминий, галлий, индий, таллий, углерод, кремний, германий, олово, свинец, азот, фосфор, мышьяк, сурьму, висмут, серу, селен и теллур.

Например, спеченный материал для изготовления конденсаторов может быть получен посредством формования и спекания порошка монооксида ниобия с использованием следующих методов.

Порошок монооксида ниобия для конденсаторов добавляют к раствору, полученному при растворении связующего, которое описано ниже, в органическом растворителе, например, таком как толуол или метанол, и тщательно смешивают с использованием встряхивающего смесителя или смесителя V-типа. Затем органический растворитель отгоняют при пониженном давлении с использованием сушильного аппарата, такого как конический сушильный аппарат, для того, чтобы получить комбинированный порошок монооксида ниобия, содержащий связующее. Полученный комбинированный порошок загружают в загрузочный бункер автоматического устройства для формования, взвешивают при протекании порошка через впускную трубу из загрузочного бункера в автоматическое устройство для формования, что вызывает самопроизвольное падение металлического пресса и запрессовывание со свинцовой проволокой. После удаления связующего такое сформованное изделие спекают при температуре от 500 до 2000°С при пониженном давлении для того, чтобы получить спеченный материал на основе монооксида ниобия.

Спеченный ниобиевый материал на основе монооксида ниобия подвергают электр