Труды КНЦ (Технические науки вып.1/2025(16))

Acknowledgments: The article was prepared with the support of the federal budget on the topic of the state assignment for Tananaev Institute of Chemistry — Subdivision of the Federal Research Centre «Kola Science Centre of the Russian Academy of Sciences» No. FMEZ-2025-0058. Funding: State task on the topic of research No FMEZ-2025-0058. For citation: Developments of ICT KSC RAS in the field of metallurgy of rare metals / V. M. Orlov [et al.] // Transactions ofthe Kola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2025. Vol. 16, No. 1. P. 16-21. doi:10.37614/2949-1215.2025.16.1.002. Введение Исследования ИХТРЭМС в области металлургии проводятся в лаборатории металлургии редких элементов с момента ее основания В. И. Константиновым в 1963 г. Направлением работы лаборатории являлось исследование электрохимических и металлургических процессов получения тугоплавких металлов и их сплавов с последующей практической реализацией результатов на базе фундаментальных исследований. В настоящем докладе приведены краткие результаты исследований по разработке и реализации технологии танталовых конденсаторных порошков, натриетермического циркониевого порошка и электролитических сверхпроводящих материалов на основе ниобия. Танталовые конденсаторные порошки Ежегодно в мире более трети всего произведенного тантала потребляется конденсаторной промышленностью, большая часть из которого - - танталовый порошок [1]. При этом для производства конденсаторов используют три типа порошков, отличающихся технологией производства. Порошки с осколочной формой частиц получают из слитков высокочистого тантала методом гидрирования — размола — дегидрирования. Удельный заряд таких порошков не превышает 8 000 м кК л г-1. Их используют главным образом для изготовления особо надежных конденсаторов, применяющихся в аппаратуре специального назначения. Для изготовления конденсаторов с удельным зарядом от 8 000 до 90 000 м кК л г-1 применяют натриетермические порошки, полученные восстановлением гептафторотанталата калия (K 2 TaF 7 ). Для еще более высоких удельных зарядов применяют магниетермические порошки, полученные восстановлением пентаоксида тантала (Ta 2 O 5 ) парами магния. Их удельный заряд достигает 100 000-150 000 м кК л г-1 и более. Исследования по технологии электролитических конденсаторных танталовых порошков в лаборатории металлургии редких элементов начались с момента ее создания. Первичный порошок получали электролизом оксифторидных расплавов. Порошок прессовали в таблетки, подвергали вакуумному рафинированию при температуре 2 073-2 173 К, которые гидрировали, размалывали и дегидрировали по обычной методике. Технология прошла опытно-промышленную проверку на «Ульбинском металлургическом заводе» («УМЗ»). Для повышения качества порошков и экономичности процесса в дальнейшем был разработан способ гидрирования-дегидрирования с использованием водорода в замкнутом цикле. Способ в промышленном масштабе для получения порошков ниобия освоен в 1977-1978 гг. на АО «Силмет» и в 1995-1997 гг. на АО ЧМЗ. Принципиальная схема процесса приведена на рис. 1, а. Увеличение удельного заряда конденсаторов связано с уменьшением размера частиц используемых порошков, что вызывает трудности в работе у потребителей. Лучшими характеристиками обладают порошки, полученные агломерацией мелкодисперсных частиц. По заказу НИИ «Гириконд» нами была разработана оригинальная технология агломерации непосредственно порошка гидрида с использованием водорода в замкнутом цикле (рис. 1, б). Для ее реализации, в соответствии с решением координационного совета по металлургии тантала от 22.06.1989, на АО «УМЗ» создали опытно-промышленную установку. По результатам испытаний опытно-промышленных партий порошков предприятие выпустило ТУ 120 РК 76224400-410-93 на порошок танталовый агломерированный. Начиная с 1998 г. на модельной установке ИХТРЭМС по договорам с предприятиями изготовлено около 4 т порошков с удельным зарядом 4 500-7 200 м кК л г-1. Порошки использовали в серийном производстве АО «Завод “Мезон”», АО «Реконд», АО «НИИ “Гириконд”». Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2025. Т. 16, № 1. С. 16-21. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2025. Vol. 16, No. 1. P. 16-21. © Орлов В. М., Колосов В. Н., Прохорова Т. Ю., Мирошниченко М. Н., Крыжанов М. В., 2025 17