次世代電荷デバイス用ニオブ粉末の新しい製造プロセス

点击翻译按钮获取中文摘要

本研究は次世代の高性能電荷デバイス(コンデンサ)の基幹素材となりうる高純度ニオブ粉末を製造する新しい製造プロセスの開発を目指したものである。研究対象となるニオブは、その全量がバルク素材として利用されてきたため、これまで粉末としての用途がなかった。このため、ニオブ粉末の製造プロセスを対象とした既存の研究開発はほとんどない。ニオブコンデンサの実用化研究が進む中で、高純度で微細なニオブ粉末は不可欠な素材となりつつあるため、効率良く低いコストでニオブ粉末を製造する技術が必要である。本研究では、均一な金属粉末を効率よく製造するプロセスとして、原料(ニオブ酸化物)を含む成形体(プリフォーム)をあらかじめ作製し、これを還元剤の蒸気で還元するプリフォーム還元法を開発した。このプロセスは原料成形体と反応容器との接触部位を限定し、還元剤の蒸気を用いる還元手法であるため、反応容器や還元剤からの汚染を効果的に防止できる。また、還元プロセスの(半)連続化・大型化が容易に達成できる。プリフォーム還元法によりニオブ酸化物を還元したところ、微細で均一なニオブ粉末を製造できることがわかった。また、還元時間、還元温度やプリフォームに加える還元助剤(フラックス)などの条件を変えて実験を行った結果、各種実験条件を適切に制御することによって、得られる金属粉末の粒径の制御が可能であることもわかった。このプロセスはニオブ粉末だけでなく、チタン・タンタルなどの金属粉末製造プロセスとして発展する可能性がある。