Циліндричне металеве волокно, тіло з металевих волокон, спосіб виготовлення циліндричних металевих волокон і спосіб виготовлення тіла з циліндричних металевих волокон

Номер патенту: 26404

Опубліковано: 30.08.1999

Автор: Файв Джеймс А.

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Цилиндрическое металлическое волокно, состоящее из тантала или ниобия, или их сплавов, отличающееся тем, что оно имеет круглое поперечное сечение до 3 микрон в диаметре.

2. Волокно по п.1,отличающееся тем, что оно имеет диаметр от 0,2 до 1,0 микрон.

3. Волокно по п.1,отличающееся тем, что оно имеет диаметр до 0,33 микрон.

4. Волокно по одному из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что оно имеет длину до 400 микрон.

5. Волокно по п.4, отличающееся тем, что оно имеет длину до 250 микрон.

6. Волокно по п.5, отличающееся тем, что оно имеет длину от 50 до 100 микрон.

7. Тело из металлических волокон, связанных между собой и состоящих из тантала, ниобия или их сплавов, отличающееся тем, что волокна в нем произвольно ориентированы в нелинейном порядке с образованием пористой структуры.

8. Тело по п.7, отличающееся тем, что оно выполнено в виде сферической частицы.

9. Тело по п.8, отличающееся тем, что оно имеет диаметр до 2000 микрон.

10. Тело по п.8, отличающееся тем, что оно имеет диаметр до 500 микрон.

11. Тело по п.8, отличающееся тем, что оно имеет диаметр от 25 до 250 микрон.

12. Тело по п.7, отличающееся тем, что оно выполнено в виде комка.

13. Тело по п.12, отличающееся тем, что оно содержит прикрепленную к нему свинцовую проволоку.

14. Тело по п.13, отличающееся тем, что его металлические волокна анодированы.

15. Тело по п.14, отличающееся тем, что оно пропитано электролитом.

16. Тело по п.15, отличающееся тем, что оно покрыто последовательно слоями проводника, металла и полимера.

17. Тело по п.16, отличающееся тем, что проводником является углерод, а полимером является полиэтилен или полипропилен, или акриловый полимер.

18. Тело по п.7, отличающееся тем, что волокна в нем сформированы с образованием структуры типа войлока.

19. Способ изготовления цилиндрических металлических волокон, отличающийся тем, что осуществляют нагрев волокон в течение времени и при температуре, достаточных для образования волокон с круглым сечением.

20. Способ по п.19, отличающийся тем, что нагрев осуществляют при температуре не менее 1400°C.

21. Способ по п.19, отличающийся тем, что нагрев осуществляют при температуре 1400°C - 2400°C.

22. Способ по одному из пп.19 - 21, отличающийся тем, что нагрев осуществляют в течение не менее 20 минут.

23. Способ по одному из пп.19 - 21, отличающийся тем, что нагрев осуществляют в течение не менее 30 минут.

24. Способ изготовления тела из цилиндрических металлических волокон, выполненных из тантала или ниобия, или их сплавов, которые связывают между собой, отличающийся тем, что получают металлические волокна с поперечным сечением до 3 микрон в диаметре и длиной до 400 микрон, подвергают их валке в летучем носителе с возможностью произвольного ориентирования волокон в нелинейном порядке с образованием пористой структуры, затем носитель удаляют, волокна нагревают в течение не менее 20 минут с возможностью образования круглого поперечного сечения волокон и спекают их для связывания волокон между собой.

25. Способ по п.24, отличающийся тем, что волокна нагревают при температуре 1400°C - 2400°C.

26. Способ по п.24, отличающийся тем, что волокна нагревают в течение не менее 30 минут.

27. Способ по п.24, отличающийся тем, что в качестве летучего носителя используют воду и носитель-воду удаляют фильтрованием для получения материала со структурой типа войлока.

28. Способ по п.24, отличающийся тем, что в качестве носителя используют метанол и удаляют его испарением для получения материала со структурой типа войлока.

29. Способ по п.24, отличающийся тем, что для получения волокон требуемой длины их измельчают при турбулентном перемешивании волокон в жидкой среде.

Текст

1. Цилиндрическое металлическое волокно, состоящее из тантала или ниобия, или их сплавов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно имеет круглое поперечное сечение до 3 микрон в диаметре. 2. Волокно по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно имеет диаметр от 0,2 до 1,0 микрон. 3. Волокно по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно имеет диаметр до 0,33 микрон. 4. Волокно по одному из предыдущих пунктов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно имеет длину до 400 микрон. 5. Волокно по п. 4, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно имеет длину до 250 микрон. 6. Волокно по п. 5, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно имеет длину от 50 до 100 микрон. 7. Тело из металлических волокон, связанных между собой и состоящих из тантала, ниобия или их сплавов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что волокна в нем произвольно ориентированы в нелинейном порядке с образованием пористой структуры. 8. Тело по п. 7, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что оно выполнено в виде сферической частицы. 9. Тело по п. 8, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что оно имеет диаметр до 2000 микрон. 10. Тело п о п . 8, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно имеет диаметр до 500 микрон. 11. Тело по п. 8, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что оно имеет диаметр от 25 до 250 микрон. 12. Тело по п. 7, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что оно выполнено в виде комка. 13. Тело по п. 12, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно содержит прикрепленную к нему свинцовую проволоку. 14. Тело по п. 13, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что его металлические волокна анодированы. 15. Тело по п. 14, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно пропитано электролитом. 16. Тело по п. 15, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно покрыто последовательно слоями проводника, металла и полимера. 17. Тело по п. 16, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что проводником является углерод, а полимером является полиэтилен или полипропилен, или акриловый полимер. 18. Тело по п. 7, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что волокна в нем сформированы с образованием структуры типа войлока. 19. Способ изготовления цилиндрических металлических волокон, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что осуществляют нагрев волокон в течение времени и при N0 ON о о 26404 температуре, достаточных для образования волокон с круглым сечением. 20. Способ по п. 19, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что нагрев осуществляют при температуре не менее 1400°С. 21. Способ по п. 19, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что нагрев осуществляют при температуре 1400°С-2400°С. 22. Способ по одному из пп. 19-21, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что нагрев осуществлют в течение не менее 20 минут. 23. Способ по одному из пп. 19-21, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что нагрев осуществлют в течение не менее 30 минут. 24. Способ изготовления тела из цилиндрических металлических волокон, выполненных из тантала или ниобия, или их сплавов, которые связывают между со«бой, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что получают металлические волокна с поперечным сечением до 3 микрон в диаметре и длиной до 400 микрон, подвергают их валке в летучем носителе с возможностью произвольного ориентирования волокон в нелинейном порядке с образова нием пористой структуры, затем носитель удаляют, волокна нагревают в течение не менее 20 минут с возможностью образования круглого поперечного сечения волокон и спекают их для связывания волокон между собой. 25. Способ по п. 24, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что волокна нагревают при температуре 1400°С-2400°С. 26. Способ по п. 24, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что волокна нагревают в течение не мсмее 30 минут. 27. Способ по п. 24, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что в качестве летучего носителя используют воду и носитель-воцу удаляют фильтрованием для получения материала со структурой типа войлока. 28. Способ по п. 24, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что в качестве носителя используют метанол и удаляют его испарением для получения материала со структурой типа войлока. 29. Способ по п. 24, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что для получения волокон требуемой длины их измельчают при турбулентном перемешивании волокон в жидкой среде. Областью, к которой относится изобретение, является тантал в виде частиц и изготовленные из него конденсаторы. Твердоэлектролитические танталовые конденсаторы стали основным фактором, способствующим миниатюризации электронной схемы. Они работают кроме того в широком диапазоне температур, обладают хорошим сроком годности при хранении, долговечностью и применимы в суровых условиях окружающей среды. Такие конденсаторы обычно изготавливают сжиманием танталового порошка в комки и спеканием комка для образования пористого тела. После этого пористое тело подергают анодной обработке в соответствующем электролите доя образования пористого тела. После этого пористое тело подвергают анодной обработке в соответствующем электролите для образования сплошной диэлектрической оксидной пленки на спеченном теле. Поры заполняются электролитом и прикрепляется свинцовая проволока для образования конденсатора [1]. С целью улучшения удельного емкостного сопротивления (и объемного к.п.д.) размер частиц танталового порошка, применяемого для образования конденсато5 ров, был уменьшен до минимального. Но в связи с уменьшением размера, температура, требуемая для спекания частиц, падала катастрофически. Однако, для очистки частиц необходимо повышать тем10 пературу частиц достаточно высоко, что в свою очередь ограничивало минимальный размер частиц, которые можно использовать без чрезмерного расплавления их во время высокотемпературной 15 очистки [2]. Другая проблема, связанная с использованием очень мелких частиц, встречается во время последующей анодизации анодного тела конденсатора. Так как в 20 процессе анодизации анодный металл расходуется в количестве, пропорциональном напряжению анодизации требования конкретных уровней напряжения обусловливают строгие ограничения размеров частиц, которые можно использовать в конденсаторе. Частицы размером менее кри 26404 тического будут полностью расходоваться процессом анодирования. Вследствие этого, ведется постоянный поиск в этом направлении для частиц с увеличенной площадью поверхности, которые могли бы выдреживать необходимые температуры во время спекания для осветления и очистки без излишнего плавления и потери площадки поверхности, и • которые были бы устойчивыми во время процесса анодирования. Настоящее изобретение направлено на танталовые волокна, в частности предназначенные для использования в конденсаторах. В одном примере выполнения изобретения описываются цилиндрические металлические волокна, имеющие в основном круглое поперечное сечение. В другом аспекте изобретения, описывается связанное тело из металлических волокон, содержащее короткие металлические волокна, хаотично ориентированные в по существу негоризонтальном порядке. Волокна могут быть танталовыми, колумбиевыми или их сплавов. В этом примере выполнения, волокна могут иметь (необязательно) по существу круглое поперечное сечение. В другом аспекте изобретения указанные выше волокна могут быть сформированы в по существу сферические аггломераты волокон, вату, или комки. Способ получения ватного материала конденсатора, содержащего волокна тантала, Колумбия или их сплавов, также описывается в настоящем описании. Волокна диспергируются в такой носитель, как вода. Обычно волокна имеют длину до 400 микрон. Воду или другой носитель удаляют фильтрацией, в силу чего образуется вата с хаотично ориентированными волокнами по существу в негоризонтальном пористом порядке, в частности, предназначенная для использования в конденсаторе. Способ изготовления цилиндрических волокон из тантала, Колумбия или их сплавов также описывается здесь. Волокна нагревают до температуры и в течение периода времени, достаточных для образования в основное круглого поперечного сечения. Описывается также способ изготовления частиц (сферических агломератов) связанного волокнистого тантала, Колумбия или их сплавов. Волокна валяют так, чтобы заставить их хаотически ориентироваться в негоризонтальном пористом по* рядке. Обычно волокна имеют длину до 400 микрон. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Описывается также способ изготовления волокна, содержащего конденсаторный материал. Частицы связанного волокнистого тантала, Колумбия или их сплавов прессуют и нагревают для связывания части вместе. Волокна хаотически ориентируются в по существу негоризонтальном порядке. Материал конденсатора может также нагреваться с целью очищения волокон, и дополнительно нагреваться, чтобы заставить отдельные волокна образовать по существу круглое поперечное сечение. Конденсаторы, изготовленные названными способами, и частицы проявляют улучшенное удельное емкостное сопротивление (и объемный КГЩ), которое обусловлено высокой степенью химической очистки в результате высокотемпературной теплообработки. Круглое поперечное сечение дополнительно обеспечивает устойчивую площадь поверхности во время анодирования. Фигура 1 изображает СЭМ (сканирующий электронный микрограф) танталовых волокон, полученный известными приемами металлургического волочения. Фигура 2 изображает СЭМ танталовых волокон по фиг. 1 после хаотического ориентирования и придания им цилиндрической формы. Фигура 3 изображает СЭМ волокно по фиг. 1 без хаотического ориентирования, но уже с приданием им цилиндрической формы. Фигура 4 изображает СЭМ частиц связанных волокон согласно настоящему изобретению. Фигура 5 изображает обычный конденсатор согласно настоящему изобретению. Исходный материал для волокон настоящего изобретения может, например, быть танталовым порошком, полученным известными способами, например, гидрированием, плавящегося электронным лучом танталового слитка. При этом следует сделать ссылку на патент США 4 502 684. Танталовый гидрид дробят, просеивают, дегазируют и смешивают с вспомогательным металлом; таким как медный порошок Порошковую смесь помещают в трубку и трубку подвергают обработке на прокатном стане. Прокатывание заставляет танталовый порошок в сферической форме вытягиваться в короткие прутки. Вследствие кубической

Дивитися

Додаткова інформація

Автори англійською

Five James A.

Автори російською

Файв Джеймс А.

МПК / Мітки

МПК: B22F 1/00, B22F 3/00, H01G 9/00

Мітки: виготовлення, тіло, волокно, тіла, металевих, циліндричних, металеве, циліндричне, спосіб, волокон

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/8-26404-cilindrichne-metaleve-volokno-tilo-z-metalevikh-volokon-sposib-vigotovlennya-cilindrichnikh-metalevikh-volokon-i-sposib-vigotovlennya-tila-z-cilindrichnikh-metalevikh-volokon.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Циліндричне металеве волокно, тіло з металевих волокон, спосіб виготовлення циліндричних металевих волокон і спосіб виготовлення тіла з циліндричних металевих волокон</a>

Подібні патенти