技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電子級(jí)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(shí)氧化“塌邊”的方法。

發(fā)明背景

由于鉬是一種熔點(diǎn)為2625℃的難熔金屬，在高溫下具有很強(qiáng)的抗張強(qiáng)度、抗蠕變強(qiáng)度以及良好的耐熱性，與硅接近的低熱膨脹系數(shù)，導(dǎo)熱率和導(dǎo)電率均高，同時(shí)對(duì)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(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)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(hù)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(yīng)用和發(fā)展開(kāi)辟了十分廣闊的前景。如超高純鉬在微電子技術(shù)中的應(yīng)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(dǎo)體中作高級(jí)柵門(mén)材料。近年來(lái)，隨著平板顯示器大型化、高精細(xì)化，對(duì)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(zhǎng)度增加線寬變細(xì)，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(yīng)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(guò)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(yīng)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(gè)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(guó)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(shí)產(chǎn)生的水蒸氣以及氫氣含中的微量的氧都會(huì)使上述還原舟皿在鉬粉還原工況下會(huì)出現(xiàn)氧化皮脫落污染鉬粉，并有點(diǎn)蝕發(fā)生，嚴(yán)重者會(huì)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(wèn)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(jí)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(diǎn)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(jí)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(yīng)產(chǎn)物——水蒸氣局部含量過(guò)高，導(dǎo)致還原舟皿的局部氧化脫皮，也不會(huì)對(duì)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(guò)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(lái)的鉬粉的“二次污染”問(wèn)題。

本發(fā)明采用在露點(diǎn)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(jí)高純鉬粉。即通過(guò)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(guò)程中的氧化“塌邊”，大大提高了高純鉬舟的使用壽命。

具體實(shí)施方式

1、采用純度為99％的純鉬舟為容器，在露點(diǎn)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(diǎn)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。