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第一章 钽、铌及其化合物的性质和应用1

第一节 钽、铌的性质1

一、钽、铌的物理性质1

二、钽、铌的化学性质2

第二节 钽、铌的重要化合物的性质5

一、钽、铌氢氧化物5

二、钽、铌的五氧化物5

三、钽、铌的低价氧化物6

四、钽酸盐和铌酸盐7

五、钽、铌的氟化物和氟络合物8

六、钽、铌氯化物10

七、钽、铌碳化物10

八、钽、铌氢化物11

九、硒化物11

十、有机络合物12

第三节 钽、铌及其化合物的用途12

一、电器工业12

二、碳化物的应用14

三、化学工业15

四、超导材料15

五、冶金工业18

六、宇航和航空工业20

七、医学21

八、原子能工业21

九、其他22

第二章 钽、铌矿物、矿石和精矿23

第一节 钽、铌矿物23

一、钽、铌的地球化学特征23

二、钽、铌矿物的分类及性质23

第二节 钽、铌资源概况26

一、国外钽、铌的蕴藏量26

二、我国钽、铌的蕴藏量26

三、钽、铌矿床及特点28

第三节 钽、铌精矿的生产30

一、工业对钽、铌精矿的要求30

二、钽、铌矿石的物理加工过程概述30

第四节 钽、铌矿石选矿实践33

一、物理选矿法33

二、选冶选矿法35

第五节 低品位钽、铌资源的富集36

一、选冶富集法37

二、酸浸出——分解富集法40

三、还原——浸出富集法41

四、碳化——氧化富集法43

五、还原——电解富集法45

六、焙烧——浸出富集法46

第三章 钽、铌精矿的处理方法54

第一节 碱熔融法54

一、碱熔融法的基本工艺流程54

二、钠碱熔融法55

三、钾碱熔融法56

四、钾碱熔融和钠碱熔融法的比较57

第二节 氯化冶金法58

一、氯化在钽、铌冶金中的应用58

二、氯化过程的理论基础58

三、金属氧化物的氯化过程62

四、氯化过程动力学分析66

五、钽、铌原料的氯化67

第三节 酸溶液分解法72

一、硫酸分解法72

二、氢氟酸分解法73

三、氢氟酸——硫酸分解工艺实例80

第四章 钽、铌分离提纯和化合物的制取82

第一节 概述82

第二节 分步结晶法82

一、影响分步结晶分离效果的因素82

二、分步结晶法制取钽、铌氟络盐工艺84

第三节 选择还原法86

一、氯化物选择还原法87

二、氧化物选择还原——氯化法90

第四节 分步蒸馏法91

第五节 离子交换法92

一、离子交换过程的基本概念92

二、离子交换分离钽、铌和钛94

三、铌与杂质的交换分离95

第六节 有机溶剂萃取法95

一、有机溶剂萃取的基本规律96

二、有机溶剂萃取机理99

三、萃取剂的分类和选择102

四、影响萃取的因素104

第七节 萃取方式与萃取设备106

一、萃取操作方式106

二、萃取传质过程107

三、混合澄清萃取槽107

第八节 钽、铌萃取规律110

一、钽、铌萃取体系110

二、钽、铌萃取机理113

三、钽、铌萃取分离的主要影响因素116

第九节 钽、铌萃取分离的工业实例122

一、HF-H2SO4-MiBK体系萃取分离钽、铌工艺122

二、H2C2O4-N235体系萃取工艺127

第十节 钽、铌化合物的制取130

一、氟钽酸钾的制取130

二、氟铌酸钾的制取136

三、氧化铌的制取136

第五章 化合物还原制取钽、铌金属原理143

第一节 概述143

第二节 氧化——还原反应热力学基础143

一、氧化——还原反应进行的必要条件143

二、氧化物的标准生成自由能图145

第三节 五氧化物还原法146

一、氧化物的标准生成自由能图分析146

二、氧化物非金属还原法147

三、氧化物金属热还原法148

第四节 氯化物还原法154

一、氯化物还原热力学基础154

二、氯化物氢还原法157

三、氯化物金属热还原法160

第五节 氟化物金属热还原法163

一、氟化物标准生成自由能图163

二、还原剂的要求与选择164

三、氟化物金属热还原反应的热效应164

第六节 氟钽酸钾钠还原反应类型165

一、氟钽酸钾钠还原反应方式165

二、氟钽酸钾钠还原过程升温曲线165

第七节 汽—液钠还原反应166

一、氟钽酸钾分盘装料汽—液钠还原167

二、汽—液搅拌钠还原171

第八节 液—液钠还原反应173

一、熔融的钠浴中搅拌钠还原173

二、熔融的氟钽酸钾浴中搅拌钠还原174

第九节 固—液钠还原反应178

一、固—液搅拌钠还原178

二、连续固—液钠还原179

第十节 熔融盐电解法181

一、熔融盐电解体系及选择181

二、熔融盐电解基本原理182

三、熔融盐电解法制取钽、铌金属工艺185

四、电解粉和钠还原钽粉的对比190

第六章 碳还原五氧化二铌生产工艺193

第一节 碳还原法生产工艺概述193

第二节 碳还原五氧化二铌基本原理195

一、碳—氧系反应热力学195

二、碳还原五氧化二铌的热力学196

三、反应动力学及其影响因素201

第三节 碳化及碳化物的制取209

一、原料及配料210

二、碳化过程211

三、二次碳化除氮原理212

四、影响碳化铌质量的因素213

第四节 真空还原215

一、原料及配料215

二、还原料压制成型218

三、还原过程219

四、碳还原铌条的质量及处理221

第五节 氢化制粉224

一、氢化制粉的基本原理224

二、氢化225

三、氢气净化227

四、脱氢229

第六节 电容器级铌粉及调制230

一、电容器级铌粉的质量及影响因素230

二、铌粉的调配233

第七章 氟化物钠还原制粉工艺236

第一节 氟化物钠还原制粉工艺流程236

第二节 物料准备237

一、氟钽酸钾备料237

二、还原剂的提纯238

三、稀释剂的选择和准备242

第三节 还原过程与工艺243

一、装炉243

二、抽空置换243

三、升温还原245

四、还原工艺实例246

第四节 还原产物的湿法处理247

一、水洗及水洗设备248

二、酸洗及酸洗设备251

第五节 氢化制粉和脱氢256

一、钽和氢气的反应与影响因素256

二、氢化方法256

三、脱氢257

第六节 真空热处理257

一、热处理的目的258

二、真空热处理炉258

三、真空热处理工艺259

第七节 产品调制261

第八节 影响钽粉质量的因素262

一、电容器生产工艺对钽粉的基本要求262

二、钽粉纯度的影响263

三、钽粉粒度和粒形的影响265

第八章 钽、铌粉的物理电器性能267

第一节 钽、铌粉的物理性能267

一、粒度及粒度分布267

二、费氏粒径和比表面积268

三、粒形269

四、表观密度269

五、流动性270

六、成型性271

七、压制强度273

第二节 电容器级钽、铌粉的电性能274

一、钽、铌粉的电性参数274

二、电容量275

三、直流漏泄275

四、介电损耗275

第三节 钽、铌粉的电性检验276

一、钽、铌粉的电性湿式检验工艺276

二、粉量与成型276

三、阳极块的烧结278

四、烧结阳极块的丝脆性能280

五、赋能过程281

六、钽、铌粉的电性参数测量283

七、影响钽、铌粉电性能的因素285

第四节 烧结钽、铌电解电容器290

一、钽、铌电解电容器的构造与特点290

二、烧结钽、铌电解电容器的生产工艺流程291

三、钽、粉的选择和阳极块的设计291

四、成型与烧结292

五、烧结阳极块的赋能295

六、被膜工艺296

七、液体电解电容器的电解液298

八、电解电容器的装配老练299

第九章 钽、铌精炼300

第一节 钽、铌精炼工艺概述300

第二节 钽、铌粉末压制成型302

一、原料302

二、压制成型过程的基本规律303

三、压制成型的主要影响因素305

四、钽、铌粉末压制成型工艺306

第三节 钽、铌真空高温烧结309

一、真空烧结的基本原理309

二、真空烧结方法和烧结炉318

三、钽、铌真空烧结过程的物理化学过程320

四、钽、铌烧结过程杂质除去的基本规律及影响因素321

五、钽、铌真空重熔烧结工艺326

第四节 真空熔炼的基本原理328

一、真空熔炼的热力学328

二、真空熔炼过程的精炼动力学333

第五节 真空电子束熔炼336

一、电子束加热的物理基础336

二、真空电子束炉339

三、钽、铌电子束熔炼工艺344

第六节 钽、铌真空电弧熔炼354

一、真空电弧熔炼原理354

二、真空电弧炉361

三、真空电弧熔炼工艺参数365

四、真空电弧熔炼操作技术368

五、钽、铌及其合金真空自耗电弧熔炼工艺369

第七节 钽、铌区域熔炼373

一、区域熔炼的原理373

二、真空区域熔炼设备378

三、钽、铌真空区域熔炼工艺379

四、影响区熔精炼提纯效果的主要因素381

第十章 高压高纯钽粉的制取工艺383

第一节 高压高纯钽粉的应用383

一、高可靠性技术基本知识383

二、电子产品的可靠性383

三、高压高纯钽粉的用途384

第二节 高压高纯钽粉的制取384

一、提高钽粉耐压性能的途径384

二、高压钽粉的生产工艺流程385

第三节 精炼提纯过程385

一、原料与精炼提纯方法385

二、高温烧结精炼386

三、电子束精炼387

第四节 氢化工艺389

一、氢化原理与工艺389

二、氢化制粉工艺例举390

第五节 氢化钽磨细制粉395

一、球磨制粉的基本规律395

二、球磨制粉395

第六节 高温凝聚制粉工艺397

一、一次高温凝聚制粉工艺398

二、二次高温凝聚制粉工艺400

三、三次高温凝聚制粉工艺403

第七节 制取高压钽粉的工业实例405

一、电子束精炼制取中、高压钽粉405

二、高压钽粉的性能407