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1、第31卷第3期稀有金属与硬质合金Vol.31№.32003年9月RareMetalsandCementedCarbidesSep.2003·专题论述·钽及钽合金的新发展和应用胡忠武,李中奎,张廷杰,张小明(西北有色金属研究院,陕西西安710016)摘要:综述了近年来钽和钽合金在电子工业、高温合金、武器系统、防腐合金、包覆材料等方面的新发展和应用。指出钽的应用领域将会继续开发,对钽的需求也将大幅增加。关键词:钽;钽合金;应用;发展中图分类号:TG1461416文献标识码:A文章编号:1004-0536(2003)03-0034-03NewDevelopmentsandApplications
2、ofTantalumandTantalumAlloysHUZhong-wu,LIZhong-kui,ZHANGTing-jie,ZHANGXiao-ming(NorthwestResearchInstituteofNon-ferrousMetals,Xian710016,China)Abstract:Thepaperhasreviewedthenewdevelopmentsandapplicationsoftantalumandtantalumalloysinrecentyears,inrespectofelectronicindustry,high-temperaturealloys,w
3、eaponsystem,corrosion-resistantalloyandcladdingmaterial.ItispointedoutthattherewillbelargeincreaseofTademandandsustaineddevelopmentofTaapplicationrange.KeyWords:tantalum;Taalloy;application;development粉烧结块用于制作各种液体和固体钽电容器的阳1前言极,钽丝用作电容器的阳极引线,钽箔和钽板用于钽钽和钽合金具有高密度、高熔点、耐腐蚀、优异箔电容器、液体钽电容器及一些特殊类型的固体钽[2,3]的高
4、温强度、良好的加工性和可焊性及低的塑/脆转电容器。图1反映了近几年电容器级钽粉的需变温度等优良性能而广泛应用于电子、化工、武器等求量。尽管2002年上半年钽粉的需求量较2000年多种行业。其中,美国对钽和钽合金研究得较深入,和2001年上半年有不同程度的降低,但2002年随特别是武器和核动力系统等用钽和钽合金,如Ta-着钽电容器需求量的增加而使钽粉需求量下降的状[4]W、Ta-V、Ta-Hf、Ta-W-Hf、Ta-W-Hf-Re等况得到扭转,钽粉需求量较2001年下半年增长了[3]系列合金。近年来,钽和钽合金的研究步伐较20世25%。随着笔记本电脑、相机、电子控制仪、移动[4]纪60～70
5、年代有所减慢,但仍主要集中在电子、化电话及汽车的安全气囊系统和控制系统中钽电容工、高温合金、武器系统等方面的新应用。本文主要器用量的快速增加,钽在电容器中的应用量仍将增对近几年来钽及钽合金的新发展和应用予以介绍。加。铌电容器的发展也很迅速,但由于铌电容器的极限工作温度较低(不超过105℃),漏电率为钽电2钽及钽合金的应用容器的5～10倍,故目前铌电容器对钽电容器的用2.1电子工业用钽量还构不成威胁。钽大部分应用于电子工业。根据有关资料报最近,铜替代铝成为大型/超大型集成电路的连[1,2]道,全球有60%～65%的钽用于电子工业,如钽接件材料,而铜和硅的相互扩散系数很大,这对电路收稿日期:2
6、003-02-18;修回日期:2003-03-03作者简介:胡忠武(1975-),男,工学学士,主要从事难熔金属及其合金材料研究工作。第3期胡忠武,等:钽及钽合金的新发展和应用35公司的高纯钽粉研制的钽药型罩晶粒细小,显微组织均匀性好,有一定的织构,这样就大大提高了射流[12,13]的稳定性,进而改善了射流的侵彻性能。在未来10年内,美国对钽药型罩材料的研究将主要集中在:一方面改进加工技术,如电子束沉积、电铸技术,并结合先进的电子背散射衍射分析技术,改善药型罩材料的组织;另一方面尽量降低成本,以实现钽药型罩材料的大规模实用。图11988年至2002年上半年电容器及钽粉需求量是十分有害的。钽
7、由于具有热稳定性,在铜和硅中的扩散系数很小,热导率大,粘接性好等优异性能而[5～7]成为最佳的扩散隔层材料。这可能为钽开发了一个较大的应用领域。目前芬兰赫尔辛基理工大学的TomiLaurila博士等详细研究了Ta、TaC、Ta2N扩散隔层在铜和硅中的稳定性及氧元素对Cu/Ta/Si反应的影响。结果表明,一定厚度的Ta、TaC、Ta2N薄膜等均能成为铜和硅之间稳定的扩散隔层。2.2高温合金用钽钽在高温合金中的应用也日渐增加
