[發(fā)明專利]電子級高純鉬粉的還原制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710191960.0
• 申請日: 2007-12-27
• 公開（公告）號: CN101214552A
• 公開（公告）日: 2008-07-09
• 發(fā)明（設計）人: 汪濤;陶杰;潘蕾;駱心怡
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B22F9/22
• 分類號: B22F9/22
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所
• 代理人: 柏尚春

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電子級高純鉬粉還原生產(chǎn)的一種新型純鉬還原舟皿以及避免其還原時氧化“塌邊”的方法。

發(fā)明背景

由于鉬是一種熔點為2625℃的難熔金屬，在高溫下具有很強的抗張強度、抗蠕變強度以及良好的耐熱性，與硅接近的低熱膨脹系數(shù)，導熱率和導電率均高，同時對液態(tài)金屬、鉀、鈣、鉍和銫等和其它熔鹽有良好的抗蝕性，因此，它以各種形式應用于國民經(jīng)濟各個領(lǐng)域中，如宇航和核能，照明電器和電子器件，真空爐和保護氣氛電爐，金屬壓力加工、玻璃工業(yè)等。高科技的迅速發(fā)展，也為鉬的新應用和發(fā)展開辟了十分廣闊的前景。如超高純鉬在微電子技術(shù)中的應用，用高純和超高純鉬同硅共濺制取的MoSi₂在微電子器中用作集成線路的更為優(yōu)良的布線材料和在金屬化合物半導體中作高級柵門材料。近年來，隨著平板顯示器大型化、高精細化，對材料比電阻的要求提高，需求高漲。由于平板顯示器大型化，配線的長度增加線寬變細，因此電阻值增大，所以要求更低電阻的配線材料。與Cr相比，Mo的比電阻、膜應力要小一半。由于微電子、顯示技術(shù)發(fā)展的需要及迅速發(fā)展，高純和超高純鉬發(fā)展十分迅速。

從原料鉬酸鹽至高純鉬深加工制品的生產(chǎn)過程中，高純鉬粉的制備是純度控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。鉬粉是生產(chǎn)鉬深加工產(chǎn)品的原料，原料性能的優(yōu)劣很大程度上影響著后續(xù)加工產(chǎn)品的質(zhì)量。氫氣還原法是工業(yè)批量生產(chǎn)鉬粉的主要方法，工業(yè)上生產(chǎn)金屬鉬粉一般以鉬酸鹽為原料，制備方法有焙解還原法、一次還原法及二次還原法，其中二次還原法是應用最為普遍的生產(chǎn)方法。鉬粉的質(zhì)量在很大程度上取決于以下兩個方面一是原料鉬酸的純度，二是還原工藝的最優(yōu)控制。

目前國內(nèi)外鉬粉還原舟皿普遍采用鉬合金、純鎳、鎳鉻系高溫合金或不銹鋼材料焊接制造。由于還原鉬粉時產(chǎn)生的水蒸氣以及氫氣含中的微量的氧都會使上述還原舟皿在鉬粉還原工況下會出現(xiàn)氧化皮脫落污染鉬粉，并有點蝕發(fā)生，嚴重者會出現(xiàn)局部穿孔。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有高純鉬粉還原方法所存在的上述不足，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種能有效地降低所得鉬粉中鐵、鎳及鉻雜質(zhì)含量的鉬粉還原方法。

本發(fā)明電子級高純鉬粉的還原制備方法，采用純度≥98％的純鉬舟皿為還原物料容器，在露點低于-30℃、含氧量低于0.1ppm的高純氫氣氣氛中、氫氣還原溫區(qū)為400℃～1200℃、還原高純鉬酸鹽或者鉬的氧化物，制備電子級高純鉬粉。

本發(fā)明采用純度≥98％的純鉬舟皿盛放高純鉬酸鹽或者鉬的氧化物，即便是由于氫氣中的氧以及鉬氧化物的氫氣還原反應產(chǎn)物——水蒸氣局部含量過高，導致還原舟皿的局部氧化脫皮，也不會對還原所得高純鉬粉帶入雜質(zhì)。從而避免了采用鉬合金、純鎳、鎳鉻系高溫合金或不銹鋼材料舟皿盛放物料還原制備高純鉬粉過程中的鐵、鎳及鉻等雜質(zhì)元素被水蒸氣以及氫氣中的氧氧化所帶來的鉬粉的“二次污染”問題。

本發(fā)明采用在露點低于-30℃、含氧量低于0.1ppm的高純氫氣氣氛中還原高純鉬酸鹽或者鉬的氧化物，制備電子級高純鉬粉。即通過控制氫氣氣氛中的水蒸氣和氧等氧化性組分含量，避免了純鉬舟皿在還原過程中的氧化“塌邊”，大大提高了高純鉬舟的使用壽命。

具體實施方式

1、采用純度為99％的純鉬舟為容器，在露點為-40℃、含氧量低于0.01ppm的氫氣氣氛中還原高純?nèi)趸f粉體。經(jīng)400℃和800℃兩次等溫還原所獲得鉬粉的純度≥99.99％，鐵含量≤6PPM，鎳含量≤1PPM，鉻含量≤2PPM。還原后純鉬舟皿形狀完好，舟皿未發(fā)生氧化塌邊，重量穩(wěn)定。

2、采用純度為98％的純鉬舟為容器，在露點為-35℃、含氧量低于0.02ppm的氫氣氣氛中還原高純?nèi)趸f粉體。經(jīng)420℃和800℃兩次等溫還原所獲得鉬的純度≥99.93％，鐵含量≤8PPM，鎳含量≤2PPM，鉻含量≤3PPM。還原后純鉬舟皿形狀完好，舟皿未發(fā)生氧化塌邊，重量穩(wěn)定。