一種鉭粉的熱處理方法與流程

2023-09-18 08:58:10 2

本發明涉及鉭粉的熱處理方法，具體地，涉及鉭粉熱處理時，至少將兩個溫度探測器與待處理的鉭粉接觸，當鉭粉熱處理後，降溫後向真空容器裡通入含氧氣體，使鉭粉鈍化。

背景技術：

鉭粉的最大用途是製造鉭電解電容器，鉭燒結體在電解質裡電化學反應形成無定型氧化鉭膜，作為電容器陽極和陰極的電介質層。作為鉭電解電容器的主要原料的電容器級鉭粉的雜質含量，特別是氧含量對漏電流的影響很大,還有，如果鉭粉是由氧含量不均勻的顆粒組成的，這樣的鉭粉在被燒結得到的燒結體形成陽極後有結晶氧化鉭析出，使得氧化鉭膜耐電壓性能差，漏電流高。

鉭是一種與氧親和力很大的金屬，鉭與氧化合形成五氧化二鉭(ta2o5)，鉭的氧化物只有五氧化二鉭是穩定的。

金屬鉭在被氧化時，從表面向內部進行，這對於錠、板、棒、等比表面積小的材料而言，在表面很快形成一層緻密的氧化膜，不會明顯地產生熱量，當在表面形成了緻密的氧化膜，在室溫下也就不氧化了。

鉭粉表面在氧化時放熱，所以鉭粉的氧化速度與其比表面積有很大的關係，特別是和鉭粉的bet表面積有很大的關係，比表面積越大，放熱量越大。一般而言，鉭粉在熱處理後要進行鈍化，鉭粉的「鈍化」是通過控制氧的供給，使鉭粉表面形成一層緻密的氧化膜，阻止鉭粉繼續氧化。鉭粉經熱處理後，如果不經過鈍化，出爐後很可能會引起激烈氧化，甚至引起燃燒，溫度達到幾千度。並且，在較低的溫度下形成的氧化鉭膜是無定型的，較薄而緻密；而在較高的溫度下形成的氧化鉭膜厚度較大，而且會出現晶化現象，鉭粉氧含量高。

近年來，人們研究對具有比表面積較高的鉭粉進行鈍化的技術，如中國專利cn103429782b、cn102181818b所公開的使熱處理後的鉭粉表面鈍化，這一技術在某些情況下有一些效果，然而仍然存在一些缺陷：1、由於測定的溫度是在鉭坩堝以外的溫度，當溫度變化時，測出的溫度要滯後數分鐘；2、在很小的局部鉭粉溫度升高時，由於總熱量較小，當傳到溫度探測器時溫度差很大；3、由於各處的鉭粉在鈍化時溫度不同，造成鉭粉局部過高以致造成局部鉭粉的激烈氧化；4、在鉭粉鈍化的最後階段，由於鉭粉升溫幅度小，難以鑑別到鉭粉鈍化完成，可能造成鉭粉鈍化不充分。

本發明人在實踐中有新的發現，有一次，當鉭粉經過熱處理後，接著進行鈍化處理，出爐時發現在一個鉭坩堝中的鉭粉上部有一個蠶豆大小的白色斑點，結果將這部分粉末進行化學分析，確定是五氧化二鉭，其周圍的黑色鉭粉的氧含量是整批鉭粉的二倍多，當時白色斑點處局部的瞬間溫度可能達到上千度，檢查鈍化記錄時，發現曾經有一段時間溫度突然在約15分鐘上升了30多攝氏度，當時馬上停止向爐子裡供氧，進行抽空，接著輸入氬氣流通，等溫度降低了40℃後再繼續向爐子裡供氧。究其原因，這是由於鉭粉被裝入鉭坩堝裡，而測量溫度的熱電偶是置於鉭坩堝外，局部的少量鉭粉氧化放出的熱量分散開後傳到熱電偶處溫度就上升很少了。這說明這白色斑點處開始時溫度比別處鉭粉溫度高，氧化速度塊，更容易吸收爐子裡的氧氣而氧化並放熱，突然使溫度升高乃至燃燒，這樣，使得爐子裡的氧氣迅速集中到該處直到把爐子裡的氧幾乎耗淨，就造成坩堝的中心部位與坩堝外以往放置溫度探測器的部位溫度差很大，也就是說不能及時準確地檢測到鉭粉氧化時溫度突然升高，造成鉭粉的局部激烈氧化，這就是現有技術存在的缺陷。

另外，在鉭粉鈍化到最後階段期間，溫度上升很少，如果溫度探測器離開鉭粉有一定的距離，不容易探測到溫度的變化，所以不能判斷鉭粉是否完全形成了緻密的氧化膜，可能造成鉭粉鈍化不充分。

技術實現要素：

鑑於現有技術中存在的問題，本發明的目的之一是提供一種鉭粉的熱處理方法，能夠測定鉭粉的實際溫度，及時準確測定鉭粉在鈍化過程中的溫度的微小變化。

本發明的又一目的是提供一種鉭粉的熱處理方法，能夠準確判斷金屬鈍化的終結。

本發明的又一個目的是提供一個熱處理方法，在各處的鉭粉均在溫度基本相同的情況下鈍化。

本發明還有一個目的是提供一種製備粒子間氧含量偏差小且總的氧含量低的鉭粉的方法。

因此能夠避免鉭粉在熱處理後的鈍化時發生激烈氧化的實際溫度，及時調整送人真空容器裡含氧氣體的氧濃度和氣流速度，從而使鉭粉尤其是鉭粉表面充分鈍化，得到粒子間氧含量均勻的鉭粉。

本發明的目的通過以下技術手段實現：

一種鉭粉的熱處理方法，包括以下步驟：

1)將鉭粉裝入真空爐，至少一個溫度探測器與鉭粉接觸；

2)熱處理；

3)冷卻：冷卻至鉭粉到35℃以下的溫度；

4)氧化：將含氧氣體通入真空爐；控制氧的加入量，使鉭粉的溫度連續上升不高於10℃；並逐步提高含氧氣體的氧濃度，直到氧分壓為0.021±0.001mpa以上，在25℃～35℃的溫度保持10～50分鐘；

5)從真空爐內將鉭粉取出。

作為更優選的實施方式，本發明的鉭粉的熱處理方法包含以下步驟：

1)將鉭粉裝入熱處理真空爐裡坩堝裡，至少將兩個溫度探測器與鉭粉接觸；

2)熱處理：將上述裝入熱處理真空爐裡的鉭粉在150℃～2200℃進行熱處理；

3)冷卻：冷卻鉭粉到35℃或以下的溫度，並待任意兩處的溫度差低於3℃；

4)鈍化：將含氧氣體送人到真空爐裡並使其流動，使鉭粉表面氧化時，控制含氧氣體的加入量及流量，使得任意一處鉭粉的溫度連續上升不高於10℃；逐步提高含氧氣體的氧濃度，直到氧分壓達到約0.021mpa或更高，在25℃～35℃保持10～50分鐘，使鉭粉表面生成了一層足夠厚度緻密的氧化膜；

5)從真空爐內將鉭粉取出。

在本發明中，其中，所述的鉭粉可以為純的鉭粉，也可以是以鉭為主的金屬粉末。本發明鉭粉不僅為粉末狀的鉭，也可以是鉭粉和鉭絲壓制的電容器陽極。

在本發明中，所述的鉭粉的比表面積沒有特別的限制，因為本發明能精確的測量鉭粉鈍化溫度，易控制鉭粉的鈍化，對於比表面積大的鉭粉十分有利。

作為優選的實施方式，本發明中，所述的鉭粉的比表面積為0.2m2/g或以上。

作為優選的實施方式，步驟4)中，金屬粉末氧化時，控制氧的加入量使得金屬粉末溫度連續上升不高於5℃；

作為優選的實施方式，步驟4)中，金屬粉末氧化時，控制金屬粉末升溫速度低於0.2℃/秒。

在本發明中，所述的含氧氣體為空氣、空氣與惰性氣體的混合氣體，或者氧氣與惰性氣體的混合氣體。所述的惰性氣體為氮、氦、氖、氬、氪和氙中一種或幾種。

按照本發明的熱處理方法得到的鉭粉，鉭粉顆粒間氧含量偏差低於20％的鉭粉；更突出的是，鉭粉顆粒間氧含量偏差可以達到低於10％的鉭粉。

按照本發明對鉭粉進行熱處理的有益效果是：

1、由於能夠測定鉭粉的實際溫度，及時準確測定鉭粉在鈍化過程中的溫度的微小變化，及時調整送人真空容器裡含氧氣體的氧濃度和氣流速度，因此能夠避免鉭粉在熱處理後的鈍化時發生激烈氧化。

2、能夠準確判斷鉭粉鈍化的終結，得到充分鈍化的鉭粉。

3、各處的鉭粉均在溫度基本相同的情況下鈍化，得到一種粒子間氧含量偏差小且總的氧含量低的鉭粉，其燒結陽極電氣性能好。

4、節約時間，安全可靠；得到的鉭粉的氧含量低，顆粒氧含量均勻。

附圖說明

圖1是本發明實施例1和比較例1凝聚熱處理鈍化過程中，熱電偶ti1(實施例1)、ti2(實施例1)和t0(對比例1)的溫度變化曲線；

圖2是本發明實施例2鈍化過程中ta、tb、tc的溫度變化曲線；

圖3是本發明比較例2鈍化過程中ta、tb、tc的溫度變化曲線；

圖4是本發明實施例3陽極塊燒結後鈍化的溫度變化曲線；

圖5是本發明一個用於鉭粉凝聚熱處理的真空爐示意圖的實例；

圖式說明：

1.爐殼、2.保溫屏、3.加熱器、4.坩堝、51.熱電偶ti1、52.熱電偶ti2、53.熱電偶t0、61.惰性氣體進入管、62.含氧氣體進入管、63.壓力測試儀、7.抽真空管、8.料架、91.冷卻水進口、92.冷卻水出水口；

圖6是本發明一個另一個用於鉭粉脫氧熱處理的真空爐示意圖實例。

圖式說明：

11.反應器、12.惰性氣體進入管、13.含氧氣體進入管、14.排氣管、15.料架、16.鉭粉、17.坩堝、18.集鎂器、19.隔熱屏、21.加熱器、22.加熱爐、31.冷卻器、32.冷卻水進口、33.冷卻水出水口、3a.熱電偶、3b.熱電偶、3c.熱電偶、41壓力計。

具體實施方式

以下通過具體的實施例進一步說明本發明的技術方案，具體實施例不代表對本發明保護範圍的限制。其他人根據本發明理念所做出的一些非本質的修改和調整仍屬於本發明的保護範圍。

在本說明書中，除非另外明確說明，單位ppm指以質量比表示的「百萬分率」。

在本說明書中，鉭粉的比表面積是採用geminivii型氮吸附bet比表面積分析得到的結果計算的。

在本說明書中，鉭粉的氧含量是採用leco定氧儀進行分析的，對於熱處理後的鉭粉，除了分析整批鉭粉的氧含量，還任意選擇10個不同部位的鉭粉小樣進行氧分析，將每個樣品的氧含量與整批鉭粉氧含量之比減去1，其絕對值中最大的為鉭粉的氧含量最大偏差，將其視為該批鉭粉顆粒間氧含量最大偏差，若小於0.2，即認為鉭粉顆粒間氧含量最大偏差低於20％。在取10個樣品時，有意挑選認為有可能鉭粉氧含量會高的部位，如不同部位的坩堝中取樣，在坩堝的表面處、靠近坩堝邊沿、最中心處取樣等。

對於脫氧熱處理，先將小樣分別用無機酸洗滌，以除去其中的氧化鎂和剩餘的鎂再進行氧分析。

本發明方法中，可以採用已知的技術，例如中國專利號為cn104801725a、cn102965525b、cn103084568b中所公開的各種方法，上述文件全文引入本申請作為參考。

按照本發明方法，可以將鉭粉裝入鉭坩堝裡，至少將一個溫度探測器置於能夠代表鉭粉的實際溫度，特別是在鈍化時溫度可能較高處，將溫度探測器置於鉭粉上或插入其中1～2釐米處，溫度探測器使用能夠彎折的探測器，例如，wre5/26熱電偶，例如放置在裝有鉭粉的坩堝中心部位的鉭粉表面；若有多個坩堝，可能造成各個坩堝的溫度不一致，只有安裝多個溫度探測器，在鈍化過程中，才能探測到各個坩堝裡的鉭粉實際溫度，並確保任意一處的溫度連續上升不超過10℃。

按照本發明方法，在鉭粉鈍化過程中，鉭粉溫度升溫速率低於0.2℃/秒，也可根據pid記錄查看控制，因為如果升溫速率為0.2℃/秒或以上，必然出現鉭粉的局部劇烈氧化，使鈍化不可控。

由於送入真空爐的混合氣體的氧濃度、混合氣體的流量及混合氣體的溫度會造成鉭粉溫度的波動，溫度有升有降，成波浪狀態的曲線，本發明所述的溫度連續上升是指鉭粉在鈍化過程中，在某一段時間內，溫度從最低點到最高點，不能超過10℃。

按照本發明方法，由於熱電偶和鉭粉接觸，能夠及時反應鉭粉的微小變化，在鈍化後期，採用在氧濃度不低於大氣中氧濃度，溫度不低於大氣環境的溫度下保持10分～50分鐘，可以使鉭粉充分鈍化，生成足夠厚的氧化膜，以免在出爐後再氧化引起不良後果。

按照本發明，鉭粉的熱處理可以採用諸如圖5、圖6所示的真空爐或其他現有技術中的真空爐。

按照本發明，「鉭粉的熱處理」一般認為，是在真空爐裡，在真空或惰性氣氛下將鉭粉加熱到150℃～2200℃。鉭粉在經過150℃及以上的溫度熱處理，就可能造成使鉭粉產生劣化增氧；而為保留有一定的孔隙度的鉭粉燒結，最高可達2200℃(鉭粉的熔點是2996℃)；如鉭錠經過氫化制粉壓制的電容器坯塊最高的燒結溫度達到2200℃。

按照本發明，鉭粉熱處理包括烘乾、脫水、脫氣、脫氫、脫蠟、去有機物、退火等熱處理、粉末的凝聚熱處理；也包括用還原劑還原鉭粉化合物得到鉭粉粉末或多孔體，如鉭粉的氧化物鎂還原，碳還原，氫還原；鉭粉的滷化物氫還原，用還原劑將鉭粉脫氧處理；將鉭粉末的坯塊進行燒結，不限如此。

熱處理後的鉭粉的冷卻通常是通過真空爐的夾層冷卻壁流通冷卻劑進行的，如對有冷卻水夾套的真空爐通水冷卻，或對真空爐壁吹風；還可以用經過冷卻的惰性氣體通入反應容器裡流通進行冷卻這些本領域人員熟知的技術。

按照本發明，熱處理後的鉭粉被冷卻到35℃或以下的溫度，通入含氧氣體並使其流動。由於鉭粉在表面氧化過程中是放熱的，所以冷卻到較低的溫度是有利的。

按照本發明方法，要使真空爐裡處在不同部位的坩堝裡的鉭粉被冷卻到幾乎相同的溫度，才將含氧氣體送人真空爐，這樣確保鈍化時出現局部鉭粉激烈氧化。

一般而言，「氣體流動」認為是通入的含氧的混合氣體可在爐內各處流動，通常使進氣口的壓力大於出氣口的壓力，即可造成真空爐內氣體流動；可以自下而上流動，也可以是自上而下地流動，也可以是從一側流向另一側流動，不限於此；可以採取抽空的方式，可以用高於1大氣壓的混合氣體通入真空爐內，然後自然排出；可以是連續地流動，也可以是斷續地流動，沒有特別的限制。只是當混合氣體溫度低，流量大時，所帶走的熱量多，鉭粉被鈍化的越快。

一般而言，「含氧氣體」認為是空氣，或氧氣與選自惰性氣體中的氮、氦、氖、氬、氪、氙氣中的至少一種的混合氣體；空氣與惰性氣體的混合氣體。其中惰性氣體對氧氣起到稀釋的作用，並且在使鉭粉鈍化過程中帶走所產生的熱量；其中氧氣使鉭粉表面形成緻密的氧化膜，剩餘的部分氧氣也將帶走部分熱量。

一般而言，用氮氣作為稀釋劑，對於某些產品是有益的，如某些電容器級鉭粉表面吸收部分氮，可以提高比容，降低漏電流。

按照本發明，對含氧混合氣體的溫度沒有特別的限制，一般而言，用常溫的含氧混合氣體；當然，為了加快鈍化速度，可以用低於常溫的混合氣體，優選使用低於10℃的混合氣體，更優選使用0℃～-40℃的混合氣體。

按照本發明，使鉭粉表面氧化時，控制氧的加入量，使得鉭粉溫度連續上升不高於10℃，更優選溫度連續上升不高於5℃。如果連續升溫超過10℃，鉭粉局部發熱量大，造成該局部加速氧化反應，出現惡性循環，可能造成局部鉭粉的激烈氧化。

一般而言，氧的加入量和氧的分壓有關，和氧氣加入的流速有關，控制氧的加入量就是要控制氧在混合氣體中的分壓和氧氣的流速。

一般而言，空氣中的主要成分是氮氣和氧氣，其中氮氣約佔78％體積比，氧氣約佔21％體積比，根據空氣的量可以計算出氧氣的量。

按照本發明，在通入含氧氣體，使鉭粉表面氧化時，要消耗部分氧；同時，在鉭粉表面被氧化而鈍化過程中，逐漸可以適應與較高濃度的氧接觸而不會產生激烈氧化，所以，在使鉭粉鈍化時，逐步提高送入真空爐裡的含氧氣體中氧的濃度，直到最終真空爐內氧分壓達到約0.021mpa(0.1mpa＝760mmhg,1mmhg＝1torr-託)或更高，此時，真空爐內保持氧分壓為0.021mpa，在25℃～35℃持續10～50分鐘，使鉭粉表面生成了一層足夠厚緻密的氧化膜。由於最終階段鉭粉已經生成了一層緻密的氧化膜，優選當通入含氧氣體時，鉭粉溫度實質上不上升，如果有明顯的上升，說明鉭粉還沒有充分鈍化，優選再次通入氧分壓為0.021mpa或更高的混合氣體到真空爐保持10～50分鐘。

按照本發明，將經過上述熱處理步驟的鉭粉從真空爐內取出，取樣分析鉭粉氧含量，為了確定鉭粉顆粒間氧含量偏差，可以取多個小樣進行氧分析，以其與整批鉭粉氧含量之比，確定鉭粉氧含量最大偏差。

本發明中，所述的「含氧氣體進入管」，通入的氣體可以是氧氣，也可以是空氣。

實施例1

用鈉還原氟鉭酸鉀製得的鉭粉，經水洗、酸洗再水洗過濾，烘乾後的比表面積為0.61m2/g，氧含量為3050ppm，氮含量為80ppm的鉭粉裝入鉭坩堝4裡，將上述裝有鉭粉的坩堝4再裝入如圖5所示的真空熱處理爐裡進行熱處理，所述的熱處理爐有冷卻水進口91和冷卻水出口92的帶冷卻水夾套的爐殼1，爐膛裡外層是多層耐熱金屬組成的保溫屏2，在保溫屏內是耐高溫金屬如鉭制加熱器3，加熱器內裝入3層坩堝4，坩堝4放置在料架8上，在一個平面上擺放9個鉭坩堝，整齊地分3排，每排3個，總共27個鉭坩堝，將一支可彎折的熱電偶ti151放在中間一層的最中間的坩堝的中心部位的鉭粉上，另一支熱電偶ti252熱電偶放置在最上面一層的最中間一個鉭坩堝的中心部位的鉭粉上，然後開冷卻水(冷卻水從冷卻水進水口91進，從冷卻水出水口92出)，將真空爐密封后由抽真空管7抽空，由惰性氣體進入管61充入氬氣後再抽空，使真空爐內壓強到低於1×10－4託，將加熱器3通電加熱，溫度ti1、ti2都升到1300℃，保溫30分鐘，然後停電降溫；當ti1、ti2溫度分別降到28℃和28℃，開始通入含氧氣體，使鉭粉表面氧化，按照本發明方法進行鈍化處理，以空氣為含氧氣體，氬氣為稀釋氣體，上述空氣和氬氣的溫度都是約25℃，通過壓力測試儀63測定爐內總壓力，通過控制從惰性氣體進入管61進入的氬氣流量和從含氧氣體進入管62進入的含氧氣體流量，實現調節真空爐內壓強及氧氣分壓，開始的一段時間內，進入的含氧氣體流量要小，之後再逐漸增大流量；最後階段，在150分鐘後關閉氬氣閥門，用25℃的空氣流通至少30分鐘，確定鉭粉溫度沒有上升，鈍化180分鐘後打開爐門將鉭粉連同坩堝取出，出爐後，觀察各坩堝表面鉭粉顏色，沒有發現任何異常；此時，在沒有將鉭粉從坩堝裡剝離出來前從4個不同位置的坩堝裡分別從不同的部位共取10個樣品，分析氧含量；然後把整批鉭粉從坩堝裡剝離出來搗碎後過篩混合均勻後取整批鉭粉的樣分析氧含量為4010ppm，結果列於表1。

圖1為鉭粉在整個鈍化過程中ti1、ti2所指示的溫度變化，總共鈍化了180分鐘，在鈍化期間，由於根據ti1、ti2所指示的溫度控制氬氣和空氣的流量，ti1連續溫度上升最大的一次為8℃，ti2連續溫度上升最大的一次為7℃；在後期，即150分鐘後，流通的是25℃空氣，關閉氬氣閥門，溫度沒有變化，說明鉭粉充分地鈍化了。氧含量偏差最大的小樣是4820ppm，(4820-4010)/4010≈0.20，認為鉭粉顆粒間氧含量最大偏差是20％，並且從pid記錄看，升溫速度都遠低於0.1℃/秒，在本發明範圍內。

鉭粉在熱處理過程中，在降溫和鈍化過程中，及時準確地探測到鉭粉的溫度，測得的溫度代表鉭粉的溫度，及時調控含氧氣體中氧濃度，沒有造成鉭粉的局部激烈氧化。

經過上述熱處理後的鉭粉的比表面積為0.428m2/g，氧含量為4010ppm，氮含量為110ppm。

比較例1

用和實施例1相同的鉭粉在相同的條件下使用同樣的鉭粉原粉，在相同的真空爐內進行熱處理，只是在裝爐時和現有技術相同，即將測溫的熱電偶to放置在坩堝外，同樣在真空爐裡裝入3層坩堝4，在一個平面上擺放9個鉭坩堝，整齊地分3排，每排3個，總共27個鉭坩堝，裝入的鉭粉總量也相同；當to指示的溫度升到1300℃，保溫30分鐘，然後停電降溫；當to指示溫度降到26℃，開始通入含氧氣體，使鉭粉表面氧化，以25℃空氣為含氧氣體，25℃的氬氣為稀釋氣體，通過調節氣體流量和混合氣體中氧濃度，來控制鉭粉在鈍化過程中的溫度，圖1記錄了熱電偶to指示的溫度變化。從圖1鈍化過程的溫度記錄曲線得知，在鈍化的過程中，當鈍化到第25分鐘，to指示溫度開始緩慢從31℃上升到32℃，從第35分鐘到第40分鐘時，to指示溫度很快從35℃上升到48℃，在第38分鐘時趕忙將空氣停掉，只通氬氣冷卻，到第45分鐘，to指示溫度還是急劇上升到59℃，此時繼續用氬氣流通，不通空氣，使鉭粉降溫，直到第70分鐘，to指示溫度降低到25℃，才緩慢打開空氣閥門，再次向真空爐裡通入空氣，一直到第220分鐘，to指示溫度才降低到25℃，說明鈍化結束，關閉氬氣閥門，只流通空氣，到第260分鐘，出爐觀察各盤鉭粉表面，其中發現中間一層的中心位置那個坩堝的表面鉭粉呈暗黑色，有些異常；同樣按照實施例1相同的方法先取10個小樣，進行氧含量分析，結果列於表1中，其中那盤表面鉭粉發黑的小樣的氧含量為6850ppm，整批鉭粉的氧含量是4560ppm,按照本發明計算鉭粉顆粒間氧含量偏差為(6850-4560)/4560≈0.50，認為這批鉭粉的顆粒間氧含量最大偏差為50％；遠遠超過本發明方法製備得到的鉭粉的顆粒間氧含量偏差。這樣的鉭粉即使經過鎂還原脫氧處理，鉭粉中仍然混有氧含量高的顆粒，對製造電容器極為不利。

出現上述情況是當第35分鐘到第40分鐘時，to指示溫度很快從35℃上升到48℃，此時，有某處(很可能是第二層的中心那盤鉭粉)的溫度遠高於to指示的48℃和59℃，因此，爐中氧氣很快集中到此處，在那裡發生了鉭粉的激烈氧化，造成這盤鉭粉表面呈暗黑色。to指示的溫度連續從31℃上升到59℃，連續上升了28℃，鉭粉的實際溫度上升遠遠超過這一值。由於to指示的溫度不能反應鉭粉的實際升溫，所以沒有真實反應出鉭粉的溫度上升速率。實際上，在第38分鐘之前，某處鉭粉的局部溫度上升速率遠超過0.1℃/秒只是沒有被測量到而已。

實施例2

採用如圖6所示的鈍化裝置，將130kg熱處理後所得到的比表面積為0.428m2/g，氧含量為4010ppm，氮含量為110ppm的鉭粉，加入2080克鎂粉，把鎂粉與鉭粉混合均勻，分別裝入11個鉭坩堝17裡，將3支可彎折熱電偶3a、3b和3c分別放置在最下面的一層鉭坩堝、第六層的鉭坩堝和最上層的鉭坩堝中心部位的鉭粉16上(3a、3b和3c三支熱電偶是分布在與反應器蓋外圓的一個同心圓上，3a和3b及3b和3c之間各有約10°～15°的夾角，圖6中熱電偶3a、3b和3c只是表示將三支熱電偶從反應器蓋板向下放置在不同高度的鉭坩堝中)，把裝有鉭粉的鉭坩堝的料架15吊入反應器11裡，將反應容器11吊入加熱爐22裡，通過加熱器21加熱，使鉭粉在a、b和c處溫度升溫到約930℃，保溫1.5小時；接著用氬氣從惰性氣體進入管12通入，從排氣管14排氣，使氬氣在反應器11裡流通，有冷卻水進口32和冷卻水出口33的通過冷卻器31裡用冷卻劑流通1.5小時；從排氣管14抽空30分鐘，使鎂蒸汽在隔熱屏19上凝聚流進集鎂器18裡，通過壓力計41測定反應容器內壓力低於300pa，a、b和c處溫度約930℃；抽空完畢後停止加熱，從惰性氣體進入管12充入氬氣，使反應容器內壓力保持在0.10～0.13mpa；當a、b和c處分別降溫到28℃、29℃和29℃，對反應器抽空後，通過控制閥門從惰性氣體進入管12充入約0℃～15℃的氮氣，並通過含氧氣體進入管13充入0℃～15℃的氧氣，從排氣管14排氣，使鉭粉進行鈍化，隨時觀察ta、tb和tc三個溫度計並記錄，根據溫度調控氮氣和氧氣的進氣流量和混合氣體中氧濃度。

圖2為鉭粉在鈍化過程中的熱電偶3a、3b和3c測得的溫度ta、tb和tc溫度變化曲線，在鈍化過程中，沒有連續升溫超過10℃的，一次連續升溫最高的是從第25分鐘到第45分鐘，ta、tb和tc連續升溫均為8℃，從第120分鐘開始，送入反應器裡的混合氣體中氧濃度為20％～22％體積濃度，混合氣體的溫度為25℃，其後一直到第200分鐘，ta、tb和tc的溫度都穩定在25℃，說明經過鎂還原脫氧的鉭粉鈍化結束。

第200分鐘打開反應器出爐，將鉭粉從鉭坩堝裡剝離出來，觀察各坩堝裡的鉭粉沒有異常，分別從上、中和下三個坩堝裡不同部位取10個小樣，分別用無機酸洗滌，然後用去離子水洗滌過濾、烘乾後分析氧含量；並將整批鉭粉用無機酸洗滌，然後用去離子水洗滌過濾、烘乾後分析氧含量，結果列於表1中。得到的整批鉭粉的氧含量為2000ppm，氮含量為150ppm，比表面積為0.42m2/g。

十個鉭粉小樣的氧含量都比較均勻，顆粒間氧含量偏差是：(2100-2000)/2000≈0.05，即顆粒間氧含量認為是最大為5％。

比較例2

重複實施例2，用和實施例2相同的鉭粉在相同的條件下使用同樣的鉭粉原粉，在相同的真空爐內進行熱處理，只是該實施例中，其中冷卻時3a、3b、3c處的其中一處與其餘兩處測得的的溫度差高於3℃開始進行鈍化。具體地，a、b和c處分別降溫到24℃、27℃和29℃，對反應器抽空後，通過控制閥門從惰性氣體進入管12充入約0℃～15℃的氮氣，並通過含氧氣體進入管13充入0℃～15℃的氧氣，從排氣管14排氣，使鉭粉進行鈍化，隨時觀察3a、3b和3c三個溫度計並記錄，根據溫度調控氮氣和氧氣的進氣流量和混合氣體中氧濃度。

圖3為鉭粉在鈍化過程中的ta、tb和tc溫度變化曲線，在鈍化過程中，tb、tc連續升溫超過10℃，從第120分鐘開始，送入反應器裡的混合氣體中氧濃度為20％～22％體積濃度，混合氣體的溫度為25℃，其後一直到第200分鐘，ta、tb和tc的溫度都穩定在25℃，說明經過鎂還原脫氧的鉭粉鈍化結束。

第200分鐘打開反應器出爐，將鉭粉從鉭坩堝裡剝離出來，觀察各坩堝裡的鉭粉沒有異常，分別從上、中和下三個坩堝裡不同部位取10個小樣，分別用無機酸洗滌，然後用去離子水洗滌過濾、烘乾後分析氧含量；並將整批鉭粉用無機酸洗滌，然後用去離子水洗滌過濾、烘乾後分析氧含量，結果列於表1中。得到的整批鉭粉的氧含量為2150ppm，氮含量為163ppm，比表面積為0.42m2/g。

十個鉭粉小樣的氧含量也比較均勻，顆粒間氧含量偏差是：(2320-2150)/2150≈0.08，即顆粒間氧含量認為是最大為8％。

實施例3

用實施例2進行了脫氧處理的氧含量為2000ppm，比表面積為0.42m2/g的鉭粉作為電容器陽極原材料，用0.21mm的鉭絲作引線埋人鉭粉中，每隻陽極塊用鉭粉1.245克，壓製成直徑6mm，度為8mm的圓柱體，鉭壓制密度約為5.5g/cm3的坯塊，裝入鉭坩堝裡，在鉭陽極坯塊上放置一支熱電偶，將鉭坯塊裝入真空燒結爐裡進行燒結，抽真空到真空度達到1×10－5託，升溫到1480℃燒結20分鐘，然後停電進行冷卻，冷卻到25℃。由於燒結鉭塊比較大，在鈍化時內部熱量難以散出，用被冷卻到約-5℃～0℃氬氣和空氣進行鈍化處理，在鈍化過程中，通過控制真空燒結爐裡的氧氣和氬氣的濃度以及流量；從第100分鐘開始，送入反應器裡的含氧氣體是25℃的空氣，保持50分鐘，鉭粉溫度在25℃穩定了30分鐘以上，出爐將燒結陽極塊取出。

圖4示出了燒結鉭陽極的溫度變化曲線，連續最高升溫為4℃，打開爐子將鉭電容器陽極燒結塊取出後，取10支鉭燒結塊粉碎混合分析鉭陽極燒結塊的氧含量為2800ppm。鉭陽極在燒結後，氧含量增加700ppm。

取10個燒結陽極分別進行氧含量分析，結果列於表1中，氧含量最大偏差是(2860-2800)/2800≈0.02，為2％，很低。

表1熱處理鈍化後鉭粉(燒結塊)氧含量(單位：ppm)

由上述實施例可知，測溫器(熱電偶)的探頭不接觸鉭粉，則測得的溫度難以準確反映各處鉭粉的溫度，且因為測溫的延遲性，導致鈍化反應時，含氧氣體的流量控制延遲和不準確，最終使鈍化後的鉭粉的含量偏高，且顆粒間氧含量差距較大，難以滿足鉭電容器的電氣性能。測溫器的探頭接觸鉭粉可以提高測溫的準確性，作為優選的實施方式，採用多個測溫點，更優選地，進行鈍化前，冷卻到任意兩處探測溫度最大差值不高於3℃，顆粒間氧含量偏差可以達到5％或以下，極大的提高的鉭粉的電氣性能。

不言而喻，本發明方法也適用於鈮、鋁、鈦、鋯等對氧為活性的金屬的熱處理。

所屬領域的技術人員通過研究本說明書及實施本文所公開的發明將能夠理解本發明其他的實施方案。該說明書和實施例只能認為是舉例性的，而本發明真正的範圍和精神由權利要求書所限定。