CN1333838A - 高纯钽及如溅射靶的含高纯钽的制品 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及高纯钽和含有高纯钽的合金。钽金属优选具有至少99.995%的纯度,更优选具有至少99.999%的纯度。另外,本发明涉及钽金属及其合金,这种钽金属及其合金具有约50微米或更低的粒度;或者具有这样的织构:任意5%厚度增量内,(100)强度低于约15random或(111)∶(100)强度的对数比大于约－4.0;或者具有这些性质的任意组合。本发明同样涉及由钽金属制成的物品和元件,包括但不限于溅射靶、电容器外壳、电阻膜层、导线等。本发明还涉及制备高纯钽金属的方法,包括使含钽盐在反应容器中与至少一种可以将该盐还原为钽粉末和第二种盐的化合物反应的步骤。所述的反应容器,或者反应容器的内衬与搅拌器,或者搅拌器上的衬,均是由金属材料制成的,所述的金属材料具有与熔融相同或比熔融钽高的蒸气压。该高纯钽优选具有精细和均匀的微观结构。

Description

高纯钽及如溅射靶的含高纯钽的制品
发明背景
本发明涉及金属，具体地涉及钽及其制品，也涉及制备和处理钽的方法。
在工业上，由于多种原因一直期望得到较高纯度的金属。对于钽，因其可以用作溅射靶和用于电器元件，如电容器中，因此特别需要更高纯度的钽金属。这样，钽金属中的杂质对用钽制成的制品的性质具有不良影响。
加工钽时，先得到钽矿石，然后将其破碎，用酸溶液从破碎的矿石中分离出钽，再从含铌和杂质的酸溶液中密度分离出含钽的溶液。然后，今含钽的酸溶液结晶成盐，并使这种含钽的盐在容器中与纯钠反应，所述的容器具有搅拌器，搅拌器通常是由镍合金材料制成的，钨或钼是镍合金材料的组成部分。所述的容器通常是双壁的，内表面为纯镍。然后将所述的盐溶解于水，得到钽粉末。可是，在这种处理中，钽粉末被与之接触的各种表面，如含钨和/或钼的表面所污染。很多污染物可以在后续的熔炼过程中挥发掉，但是高溶解性的难熔金属(如Nb、Mo和W)除外。这些杂质极其难于除去或者不可能除去，因而妨碍了特高纯度的钽制品的获得。
因此，需要得到更高纯度的钽制品，这种钽制品基本上避免了来源于上述加工过程的污染物。同时，需要纯度更高、粒度更细和/或织构均匀的钽。对于用钽制备的溅射靶，这种精细的粒度是一种重要的特性，因为精细的粒度可以提高溅射沉积膜的厚度的均匀性。此外，对于其它含钽制品，精细的粒度可以提高变形均匀性，增强深拉延性，这些性质有益于电容器外壳和实验室坩埚的制造，并增加爆炸所形成的穿透物的杀伤力(EFP′s)。含钽制品的均匀织构，可以提高这些含钽制品的溅射效率(如更大的溅射速率)和各向异性性(提高深抗性)。
发明概述
本发明的一个特色是，提供具有精细颗粒结构和/或均匀织构的高纯度钽制品。
本发明的另一特色是，提供含有所述高纯钽的物品、制品和/或元件。
本发明的再一特色是，提供制备高纯钽产品及含高纯钽的物品、制品和/或元件的方法。
本发明的又一特色和优点，将在随后的说明书中阐述，而且一部分在说明书中显而易见，或者通过本发明的实施来认识。本发明的目的和其它优点，将借助于说明书和所附权利要求书中具体指出的要素及其结合来实现和达到。
正如本文所具体地和概括性地描述的那样，为得到这些和其它优点，按照其目的，本发明涉及纯度至少为99.995％优选至少99.999％的钽金属。该钽金属优选具有精细的颗粒结构和/或均匀的织构。
本发明进一步涉及包含钽的合金或混合物，其中存在于合金或混合物中的钽，具有至少99.995％优选至少99.999％的纯度。所述的合金或混合物(如至少有钽存在于合金或混合物中)同样优选具有精细的颗粒结构和/或均匀的织构。
本发明还涉及高纯钽，如适于用作溅射靶的钽，该高纯钽具有平均约150μm或更低的完全再结晶的粒度；和/或具有基本上贯穿整个钽厚度的基本(111)型织构，优选完全贯穿整个钽金属厚度的基本(111)型织构；和/或在钽金属厚度内没有强(100)织构带。
本发明还涉及制造上述钽的板材和片材，办法是将钽平面锻造、机械加工轧制板坯、使轧制的板坯退火、轧制成板材或片材、然后使轧制的板材或片材退火。可以由退火的板材或片材加工成最终的产品，如溅射靶。
本发明还涉及包含上述钽和/或合金的溅射靶。溅射靶也可以通过径向锻造来制备，之后再进行圆加工以制备毛坯，然后锻造和轧制该毛坯以生产圆盘，接着可以对所述的圆盘进行机加工和退火处理。
本发明还涉及包含上述钽和/或合金的电阻膜层和电容器。
本发明还涉及至少部分包含上述钽和/或合金的物品、元件或制品。
同时，本发明涉及制备上述钽的方法，包括使含钽盐与纯钠或其它适宜的盐在带有搅拌器的反应容器或罐中反应，所述的反应容器或罐均和搅拌器由金属或其合金制成，或者具有包含金属或合金的衬里，所述的金属或合金在钽熔点下其蒸气压与钽相同或者高于钽。
本发明还涉及钽粉末的处理，办法是在10-2托或更高的高真空下熔炼钽粉末。熔融物上方的压力，低于存在于钽中的杂质的蒸气压。钽粉末的熔炼优选是通过电子束熔炼法完成的。
应当理解，前面的概述和后续的详述均是示例性和解释性的，而且仅仅是进一步地解释本发明。
附图简述
图1(A-B)至图11(A-B)是有关本发明的高纯钽平板的织构梯度(厚度增量对Random)和对数比(111)∶(100)梯度(厚度增量对Ln(111/100))图及相关数据。
发明详述
本发明涉及纯度至少99.995％的钽金属。所述的钽金属优选具有99.999％5纯度，而且其纯度范围可以是约99.995％至约99.999％或更高。其它范围包括约99.998％至约99.999％、约99.999％至约99.9992％和约99.999％至约99.9995％。本发明进一步涉及包含高纯钽金属的金属合金，如钽基合金或其它包含高纯钽作为其中的一种组分的合金。
高纯钽金属中存在的杂质可以低于或等于0.005％，而且一般包含在钽中有一定溶解度的其它体心立方(bcc)的难熔金属，如铌、钼和钨。
钽金属及含钽合金优选具有适于特定终端用途如溅射的织构。换句话说，当将钽金属或其合金制成具有一表面的溅射靶并进行溅射时，本发明的钽金属的织构使溅射靶容易被溅射，而且溅射靶上几乎没有抗溅射的区域。此外，由于本发明的钽金属织构，溅射靶的溅射导致非常均匀的溅射腐蚀，从而产生非常均匀的溅射膜。优选任何纯度的钽，但是优选至少约99.995％的纯度，具有约150微米或更低的粒度。优选钽金属至少部分再结晶，更优选至少80％的钽金属再结晶，甚至更优选至少98％的钽金属再结晶，最优选钽金属完全再结晶。
同时，优选具有精细的织构。更优选该织构使任意5％钽厚度增量内的(100)峰强度，低于约15Random；和/或在相同增量内，(111)∶(100)中心峰强度的自然对数比(Ln)大于-4.0(意思是-4.0、-3.0、-2.0、-1.5、-1.0等)；或者既具有(100)矩心强度又具有所述的比率。中心峰强度优选为约0random至10random，更优选为约0random至5random。其它(100)矩心强度范围包括但不限于约1random至约10random和约1random至约5random。此外，(111)：(100)中心峰强度的对数比为约-4.0至约15，更优选约-3.0至约7.0。其它适宜的对数比范围包括但不限于约-4.0至约10和约-1.5至约5.0。最优选钽金属具有至少约99.995％的合乎需要的纯度，以及与(100)强度增量和(111)∶(100)矩心强度增量比率有关的优选粒度和优选织构。用于使织构特性化的方法和设备见Adams等人的“材料科学论坛”(Materials ScienceForum)1994年第157-162期的31-42页；Adams等人的“冶金学报A”(Metalluurgical TRandomnsactions)1993年4月第4号第24A期的819-831页；北京朝内大街137号国际科学出版社1996年出版的“第十一届材料织构世界大会论文集”中Wright等人的“材料织构”；Wright的“计算机辅助显微学杂志”1993年第3号第5期。所有这些文献均整体地引作本文的参考文献。
本发明的高纯钽金属可以用于很多领域。例如，高纯钽金属可以制成溅射靶或制成化学能(CE)军用弹头的含有高纯金属的衬里。高纯金属也可以制成电容器阳极或电阻膜层。本发明的钽金属可以用于使用常规钽的任何物品或元件，而制备各种含常规钽物品或元件的方法和工具，也同样适用于各种含高纯钽金属的物品或元件的制备。例如，制备溅射靶如支撑板的后处理方法，见美国专利US5753090、5687600和5522535，可以用于本文，而这些专利均整体地引作本文的参考文献。
一般地，可用来制备本发明的高纯钽金属的方法包括精炼过程、真空熔炼过程和热机械加工过程。在该方法或操作中，精炼过程包括从含钽矿石，优选为粉末状，提取钽金属的步骤，优选所选择的含钽矿石具有低杂质含量，特别是低铌、钼和钨含量。更优选铌、钼和钨含量低于10ppm，最优选铌、钼和钨含量低于8ppm。这种选择可以产生纯的钽金属。精炼之后，用真空熔炼法去除钽中的低熔点杂质，如alkyde和过渡金属，同时将钽材料压成密实可锻造的钽锭。此过程之后，可以使用热机械加工法，如果需要该方法可以包括结合使用钽的冷加工和退火，以进一步确保可以得到优选的粒度和/或优选的织构与均匀性。
高纯的钽金属可以优选通过使含钽盐与至少一种可以还原该含钽盐为钽金属的并在反应容器中形成第二种盐试剂(如化合物或单质)反应而制备。所述的反应容器可以是通常用于金属反应的任何容器，而且应可以承受大约800至约1200℃的高温。为了本发明的目的，所述的反应容器或其与含钽盐和可以将该盐还原为钽的试剂接触的内衬，是由这样的材料制成的，该材料在钽的熔点时的蒸气压与钽相同或者比钽更高。反应容器内的搅拌器可由同种材料制成，也可以用该材料作衬。衬里可以仅存在于反应容器和搅拌器上与盐和钽接触的部分。这种可以构成衬里或反应容器的金属材料的实例包括，但不限于由下列金属制成的金属基材料：镍、铬、铁、锰、钛、锆、铪、钒、钌、钴、铑、钯、铂、或者它们的组合、或者它们的合金，只要合金材料的蒸气压与钽在其熔点时的蒸气压相同或更高。优选该金属材料为镍或镍基合金、铬或铬基合金、或者铁或铁基合金。如果反应容器和/或搅拌器上存在衬里，其厚度通常为约0.5cm至约3cm。也可以使用其它厚度的衬里。由相同或不同的上述金属材料制成的多层衬里也包括在本发明的范围内。
所述的含钽盐可以是能够使钽包含于其中的任何盐，如氟钽酸钾。至于能够将该含钽盐在反应容器中还原为钽和第二种盐的试剂，可以是能够进行这种还原的任何试剂，其可以恰好使含钽盐还原为钽金属，和能从钽金属中分离出来的其它成分(如盐)如用水或其它水溶液源将其它成分的盐溶解。优选这种试剂为钠。其它的实例包括，但不限于，锂、镁、钙、钾、碳、一氧化碳、离子氢等。通常，在还原含钽盐期间同时形成的第二种盐是氟化钠。考虑到本申请，可应用于本发明的还原方法，其详细内容见Kirk-Othmer的“化工技术百科全书”，第三版，第22卷，541-564页；USP2950185；3829310；4149876和3767456。有关钽加工方法的更详细内容，可见于USP5234491；5242481和4684399。所有这些专利和出版物均全文引作本文的参考文献。
上述方法可以包含于多步法中，该多步法可以由低纯度的钽如含钽矿开始。大多数钽矿中存在的杂质之一是铌。此阶段的其它杂质有钨、硅、钙、铁、锰等。更具体地，低纯度的钽可以通过将含钽和杂质的低纯度钽与酸溶液混合来纯化。低纯度的钽如果以矿石的方式存在，在与酸溶液混合之前应当破碎。所述的酸溶液应当基本上能够溶解全部的钽和杂质，特别是在高温下混合时。
一旦酸溶液溶解含钽和杂质的固体足够的时间，即使没有全部溶解，也应进行固液分离，这通常可以除去任何未溶解的杂质。通过液-液萃取，使所述的溶液进一步纯化。可以用甲基异丁基酮(MIBK)接触富钽溶液，并加入去离子水以形成钽部分。此时，存在于含钽液体中的铌含量通常低于约25ppm。
然后，用vars使至少含钽的液体结晶成盐。通常，该盐是氟钽酸钾盐。更优选这种盐是K2TaF7。之后，使该盐与可将其盐还原为1)钽和2)上述的第二种盐的试剂反应。这种试剂通常为纯钠，而且反应是在上述的反应容器中进行的。如上所述，第二种盐作为副产品，可以通过将其溶解于水溶液中并冲洗掉而从钽中分离出来。此时，钽的纯度通常为99.50％至99.99％Ta。
一旦钽粉末从该反应中萃取出来，其中所包含的任何杂质，包括来自反应容器的任何污染物，均可以通过熔炼该钽粉末而除去。
可以通过多种方式熔炼钽粉末，如真空电弧再熔炼或电子束熔炼。一般地，熔炼过程的真空要足以从回收钽中基本上除去所存在的任何杂质，以便获得高纯钽。优选熔炼在10-4托或更高的高真空中进行。优选熔融钽上方的压力低于金属杂质的蒸气压，以便这些金属杂质如镍和铁蒸发。铸锭的直径应尽可能地大，优选大于91/2英寸。大直径对真空界面保证了较大的熔炼表面，这可以提高纯化速度。另外，大的锭径使得加工期间，可以赋予金属以更多的冷加工，这可以提高最终制品的性能。待钽熔融体压实后，所形成的钽锭将具有99.995％或更高、优选99.999％或更高的纯度。电子束处理法优选在约300至约800磅/小时熔炼速度下进行，使用20000至28000伏的电压和15至40安培的电流，并且是在约1×10-3托至约1×10-6托下进行的。更优选，熔炼速度为约400至约600磅/小时，使用24000至26000伏的电压和17至36安培的电流，并且在约l×10-4托至约1×10-5托下进行。对于VAR处理法，优选熔炼速度为约500至约2000磅/小时，使用25至45伏的电压和12000至22000安培的电流，并且在约2×10-2托至约1×10-4托下进行；更优选熔炼速度为约800至约1200磅/小时，使用30至60伏的电压和16000至18000安培的电流，并且在约2×10-2托至约1×10-4托下进行。
然后，对高纯钽锭进行热机械加工，以制备含高纯钽的制品。精细的且优选完全再结晶的颗粒结构和/或均匀的织构，将通过冷和/或热加工的组合并于退火处理中赋予给所述的制品。所述的高纯钽制品经取向成像显微镜(OIM)或其它可接受设备测量时，优选在其整个厚度中显示出均匀的混合织构或基本(111)织构。对于热机械加工过程，钽锭可以经轧制和/或锻造处理而获得精细的、均匀的、具有高纯度的微观结构。该高纯钽具有优异的精细粒度和/或均匀的分布。该高纯钽优选具有约150微米或更低的平均再结晶粒度，更优选为100微米或更低，最优选为50微米或更低。适宜的平均粒度范围包括约25至约150微米、约30至约125微米和约30至约100微米。
所得到的本发明的高纯钽金属，优选具有10ppm或更低的金属性杂质，优选具有50ppm或更低的O2、25ppm或更低的N2、以及25ppm或更低的碳。如果需要约99.995％的纯度，那么所得到的高纯度金属优选具有约50ppm的金属性杂质，优选50ppm或更低的O2、25ppm或更低的N2、以及25ppm或更低的碳。
可以用下列方法由这种钽锭制备溅射靶。在一个实施方案中，可以通过机械的或化学的清洁方法清洁钽金属表面，由此制备高纯钽溅射靶，其中所述的钽金属具有足够的起始横断面积，以使下面的后处理步骤得以实施。优选该钽金属具有至少91/2英寸或更高的横断面积。下一步是平面锻造钽金属成为一个或多个轧制板坯。所述的轧制板坯具有足够的变形性，以便在紧随此步骤的下述退火步骤之后，获得基本上均匀的再结晶性。将该轧制板坯在足够的温度下于真空中退火，以使至少部分轧制板坯再结晶。优选的退火温度和次数如下文和实施例所述。之后，对该轧制板坯进行冷轧或热轧，以形成至少一个平板，所述的冷轧或热轧是在与起始钽金属(如钽锭)轴向垂直和平行的两个方向上进行的。然后板被矫平(即水平轧制)然后使所述的平板进行最后一次的退火，所述的退火在足够的温度下进行足够的时间，以获得约150微米或更低的平均粒度和基本上没有(100)织构带。优选不存在(100)织构带。对该平板可以再次进行机械或化学清洁，以形成具有所需尺寸的溅射靶。通常，钽金属在环境温度至约370℃的空气中放置至少4小时之后，即可进行平面锻造。另外，优选冷轧前使轧制的板坯在一定的温度下(如约950至约1500℃)退火一定的时间(如约1/2小时至约8小时)，以使钽金属至少部分再结晶。优选所述的冷轧为环境温度下的横轧，而热轧则是在低于约370℃的温度下进行的。
对于钽平板的退火，优选该退火为一定温度下的真空退火，而且该退火要进行足够的时间，以获得完全再结晶的钽金属。本申请的实施例进一步阐述了有关该处理过程的优选的详细内容。
将钽金属加工成溅射靶的另一种方法是用机械或化学方法清洁钽金属(如钽锭)的表面，其中所述的钽金属具有足够的横断面积，以使上述的后处理得以实施。下一步是将钽金属圆形锻造成至少一种棒材，其中所述的棒材具有足够的变形性，以便在紧随此步骤的退火步骤之后或者冷轧之前的退火之后，获得基本上均匀的再结晶。然后将所述的钽棒切割成坯段，并对其表面进行机械或化学清洁。之后，可任选地进行退火处理，以获得至少部分的再结晶。然后将所述的坯段沿轴向锻制成预制件(performs)。之后，可再任选地进行退火处理，以获得至少部分的再结晶。但是，在所述的任选退火步骤中，至少进行一个退火步骤，或者两个任选退火步骤都进行。此后，平板表面可任选地进行机械或化学清洁。然后进行最后的退火步骤，以产生约150微米或更低的平均粒度和基本上没有(100)织构带的织构，即使不是完全没有(100)织构带不是完全空着的。所述的圆形锻造一般是在钽金属经约370℃或更低的温度处理之后进行的。可以使用更高的温度，这会导致表面氧化的增加。优选坯段在锻造之前进行退火。同时，预制件可以在冷轧前退火。通常，这些退火温度为约900至约1200℃。同样，任何退火均优选进行足够时间的真空退火，以使钽金属再结晶。
优选高纯钽金属制成的溅射靶具有下列尺寸：约0.080至约1.50″的厚度，约7.0至约1225平方英寸的表面积。
高纯钽优选具有贯穿整个溅射靶厚度的基本或混合的(111)织构和最小的(100)织构，并且(100)织构带足够少。
本发明的钽金属可以用于使用常规钽金属作组件或组件的一部分的任何应用或制品。例如，本发明的钽金属可以是集成电路如半导体等的组件或组件的一部分。可以使用下述专利中所描述的设计和其它常规设计：USP5987635；5987560；5986961；5986960；5986940；5986496；5986469；59864l0；5986320；5986299；5986294；5985697和5982218，每个专利均整体地引作本文的参考文献。钽金属可以存在于一般使用溅射技术沉积金属以形成组件或组件一部分的任何设备中。
本发明将通过下面的实施例得到进一步的解释，所述的实施例纯粹是本发明的示例。
实施例
实施例1
多个次批(sublots)钠还原的工业级钽粉末，每份重约200-800磅，通过化学分析其适宜用作电子束熔炼法制备99.999％Ta的原料。取每批粉末的代表性试样，用辉光放电质谱仪(Glow Discharge Mass Spectrometry，GDMS)进行分析，选择铌(Nb)、钼(Mo)和钨(W)杂质含量低于8ppm的钽粉末进行熔炼。
然后将选定的钽粉末次批在V-圆锥混合器中混合，以制备4000磅均质的粉末主批料，并用GDMS再次确认其纯度。下一步，将该粉末冷等静压(cold isostatically pressed)制(CIP′ed)成直径约5.5-6.5″的绿色柱形材，每根柱形材的标称重量为300磅。然后通过在10-3至约10-5托的真空中于1450℃下加热2小时，使压制的柱形材脱气。对于此操作，所述的柱形材要用钽片包裹，以防止来自炉子的元素污染。
然后将脱气的柱形材侧加料于1200KW的EB炉中，滴熔(drip melted)速度为400磅/小时，在低于10-3托的真空下滴熔到10″的水冷铜坩锅中。待冷却后，将所得到的第一次熔炼的钽锭倒转过来，悬挂于同一炉中，并用相同的EB熔炼参数再次熔炼。将第二次熔炼的钽锭倒转过来进行第三次再熔炼，只是以800磅/小时的速度滴熔到12″熔池中。
从所得到的钽锭的侧壁取样，用辉光放电质谱进行化学分析。结果证实该钽锭的纯度为99.9992％。
实施例2
取氟钽酸钾(K2TaF7)，进行火花源质谱分析，表明K2TaF7含5ppm或更低的铌。同样，通过质谱分析表明，K2TaF7含有低于5ppm的钼和低于100ppm的钨。具体地，K2TaF7含有2ppm或更低的铌、低于1ppm的钼和低于或等于2ppm的钨。在每个样品中，所显示的铌、钼和钨的总量均低于5ppm。对4批2200磅的样品逐一地进行分析。
将这些批次的样品之一转移至KDEL反应器，该反应器使用了纯镍容器和Hastelloy X搅拌器。所述的Hastelloy X搅拌器包含9％的钼和0.6％的钨。然后，通过焊接法，用1/16″的镍片包覆所有暴露于反应物的表面，遮蔽搅拌器的轴和桨叶。
除了下面所指出的之外，使用标准的钠还原法。在纯钠的存在下，搅拌批料，以形成钽粉末。然后用水洗涤所述的钽粉末，并对其进行酸处理，然后用蒸气干燥之，再筛分至100目。
对每批料的样品进行辉光放电质谱分析。下面的两个表(表1和表2)给出了K2TaF7的起始分析结果和还原钽的最终分析结果。
表1
K2TaF7火花源质谱(SSMS)分析
(以盐为基数的金属)
样品序号     Nb(ppm)     Mo(ppm)     W(ppm)     总计(ppm)
    1234     2121     ＜1＜1＜1＜1     ≤2≤2≤2≤2     ＜5＜4＜5＜4
表2Ta粉末的辉光放电质谱(GDMS)分析
样品序号     Nb(ppm)     Mo(ppm)     W(ppm)     总计(ppm)
    5678     1.41.21.01.1     0.380.300.250.15     0.270.500.290.28     2.052.001.541.53
由上表可知，适于电子束熔炼成锭的高纯钽粉末是可以得到的，而且通过实施例1的方法，可以得到约99.999％的纯度。
实施例3
使用两种截然不同的处理方法。第一种方法，使用纯度99.998％的钽锭已经过三次电子束熔炼，得到标称直径12英寸的钽锭。将该钽锭机械清洗至直径约111/2英寸，然后在空气中于260℃下加热4-8小时。然后对该钽锭进行平面锻造、切割和机加工处理，以形成板坯(约4英寸×10英寸，长度28-32英寸)，之后用HF/HNO3/水溶液进行酸洗。所述的板坯于1050、1150和1300℃，在5×10-4托的真空中退火2小时，然后冷轧成0.500和0.250″规格的板材。所述的冷轧是这样完成的：取4英寸厚×10英寸宽×30英寸长板坯，沿锭轴的垂直方向进行轧制，按每道次0.200英寸的下压量，轧制成31英寸宽；然后按平行于该锭轴的方向轧制所得到的板材，以每道次0.100英寸的下压量，轧制成0.650英寸厚或0.500英寸厚。两种轧制均在两高辊压缩碾压轧机(2-High breakdown rolling mill)上进行。每种板材均进行多道次的轧制，先是每道次0.050英寸下压量的轧制，然后是每道次0.025英寸下压量的轧制，通过最终调整以符合0.500英寸板和0.250英寸板的规格，所使用的轧机是四高辊精轧机。该板材于950-1150℃下进行最后的退火。
另一种方法从99.95％的钽开始，使该钽经过三次电子束熔炼，以在锻造之前产生如上所述的钽锭。然后用GFM回转式锻造机，经每道次约20％面积递减量的多道次圆形锻造，将所述的钽锭锻造成直径4″的钽锭。在这种中间物料中，4个坯段(Φ3.75″×7″)进行机加工，2个坯段(标为A和B)于1050℃退火，而坯段C和D保持不退火。下一步，将这些坯段进行镦锻成高度2.5″预制件，之后，将预制件A和C在1050℃退火。然后，将预制件圆轧至约0.400″的厚度，以得到直径约14″的圆盘。这可以通过每道次0.2000英寸至约0.5250英寸厚的多道次轧制来实现。然后通过每道次约0.100英寸厚的多道次轧制，将所述的圆盘轧制至约0.5英寸的厚度。之后，将该圆盘在4高辊的精轧机上，按每道次0.050英寸、0.025英寸和0.015英寸的下压量，进行3道次的轧制，以产生厚度约0.400英寸、直径约14英寸的圆盘。将该圆盘的四分之一切下，切成四个楔形物，并于950-1100℃下进行最后的退火。表4概括了这一过程。
对板材(测量面平行于最终的轧制方向)的纵断面和锻造与轧制的圆盘的径向截面(测量面平行于圆盘的径向)，进行金相和织构分析。
金相分析
沿样品的纵向或径向测量粒度和织构，所述的样品分别取自轧制的平板和锻造与轧制的圆盘。用ASTM方法E-112测量粒度。表3和4分别给出了通过平面和圆形处理而制备的产品的退火研究结果。中间退火处理对最终产品的粒度没有显著的影响。同时，0.500″和0.250″厚的钽板材的最终粒度相差无几。发现显著影响材料粒度的变量是最终的退火温度：最终退火温度越高，所得到的最终粒度越大。
在板材中，测得样品的ASTM粒度为6.5-7.0，该样品来源于1000和950℃下退火的产品。但是，这些样品中每种都显示出表面或表面附近存在拉长区和/或未再结晶区，并给出了98-99％的再结晶值。对于1050、1100和1150℃下退火的板材，ASTM粒度为5.3-3.7，所有的样品均100％地再结晶。
对于圆处理的圆盘，所有的样品均100％地再结晶，只是在950℃下退火的圆盘C的再结晶值为99％。测得在950、1000和1050℃下退火处理的圆盘样品的ASTM粒度分别为7.1-7.2、6.1-6.8和5.9-5.9。1100℃的退火产生4.0-4.5的ASTM粒度。
对于这两种方法来说，这些发现证明，无论是平板轧制还是坯段锻造法，在约950至约1050℃的优选最终退火温度下，均可以获得完全再结晶的50μm或更细的粒度。如果未再结晶区仅限于板材的表面，那么可以通过机加工的方法将其除去。
织构测量技术
用有限数量的样品(根据金相结果选择)进行织构分析。安装好的和抛光的样品(预先准备好的用于金相分析的样品)经强酸腐蚀之后作为织构样品，然后再进行织构测量。所以选择取向成像显微镜(OIM)作为织构分析方法，是因为其测定多品样品中单个颗粒取向的独特能力。已建立的技术如X-射线或中子衍射均不能解决钽材料厚度内的任何局部织构变化的测量。
为了分析，用电子束(在SEM内部)对每个样品进行增量式的扫描，扫描贯穿整个厚度；然后用计算机对每一测量点所产生的反向散射Kikuchi式样进行角度转换，以确定晶体取向。按每种样品，创建包含测量栅格矩阵内每一数据点取向的原始数据文件。这些文件用作后续制作的颗粒取向图和计算极图和取向分布函数(ODFs)的输入。
按照惯例，织构取向是根据样品-正规坐标系来描述的。也就是说，极图是“标准化的”，以致于原点垂直于平板表面，且参考方向即为轧制(或径向)方向；同样，ODFs也是根据样品-正规坐标系来定义的。术语如“(111)织构”的意思是(111)原子平面优先定位于与平板表面平行(且(111)的极点定位于平板的法线上)的方向。在分析中，就样品的纵向测量晶体的取向。因此，需要对来自样品-正规坐标系纵向的取向数据进行转换，作为后续织构分析的一部分。这些任务通过使用计算机算法来进行。
颗粒取向图
取向图是样品内部的微观结构图，来源于代表织构信息原理的反极图。在样品内部，每一单个颗粒都根据其晶体取向“编成颜色代码”，所述的晶体取向是相对于所选取的圆盘平面的法线方向。为了绘制这些图，将每个颗粒的晶轴(用OIM沿织构样品的纵向测定)在横向附近都标上90°，以使晶轴相对于样品法线方向排成一列。取向图用来揭示在贯穿产品的厚度上存在的织构带或织构梯度；钽的取向图表明，光学显微镜确认的大的拉长颗粒，可以由若干具有低角度晶界的小颗粒组成。
织构结果的分析
OIM扫描沿每个给定样品的厚度方向进行。对于0.500″的板样，分别对样品的顶部和底部进行测量，并单独记录测量结果。
通过视觉检查取向图，以定性地确定织构均匀性在样品厚度中的特征。为了获得示例材料中织构梯度和织构带的定量描述，将所测得的EBSD数据分成20个子集，每个子集代表5％穿越样品厚度的深度增量。对于每个增量数据组，先计算ODF，然后用别处报导的技术测定(100)和(111)矩心的数值。应用了S.Matthies等人“材料科学论坛”1994年157-162期1641-1646页和157-162页中所描述的设备和方法，这些出版物均整体地引作本文的参考文献。通过(100)与(111)的强度和(100)∶(111)对数比作为样品深度的函数制图，以图形的方式来描述织构梯度。这些结果见图1(A和B)至图11(A和B)。
大尺寸的钽板显示出最均匀的全厚度织构；含织构带的样品只是那些经1300℃板坯退火和1000℃最终退火处理的样品。另外，根据极图和ODF分析，0.500″的板料还具有相对较弱(最大Random)的织构峰。与大尺寸钽板相比，0.250″薄板包含轻微的和中等程度的织构梯度和存在织构带的某些证据。同时，薄尺寸的钽板在ODFs中显示出更确定的(111)织构和增加了的(100)突起。
在均匀性和带状结构方面，最大的可变性见于锻造和轧制的钽圆盘。不象冶金特性那样，锻造和轧制圆盘的织构受所使用的中间退火的影响。对于圆盘A、B和C，每种均经一个或两个中间退火步骤处理，但其织构梯度的范围由可以忽略至强甚至具有轻度的带状结构(取决于工艺参数)。但是，对于未经中间退火由钽锭制成的圆盘D来说，其产品包含不合乎需要的强织构梯度和尖锐的织构带。同样，对于虽由未经退火的坯段锻造但在轧制之前进行退火而制成的圆盘C来说，其最终退火温度为950℃的样品也显示出强织构梯度和带状结构。对于圆盘C，增加最终退火温度虽然可以降低织构梯度、消除织构带，但是却加强了(100)织构部分的强度。这些增加最终退火温度的作用，在其它圆盘材料和大尺寸的板材中显而易见的，只是程度较低罢了。
由对微观结构和织构的观察，可以得出制备钽溅射靶的最佳方法如下：
·对于平面制品，坯料的退火温度优选为不超过1150℃(更优选为1150℃)，最终退火温度优选为950-1000℃，更优选为1000℃。所得制品的特征是具有低于50微米的再结晶的平均粒度和低于15Random的(100)强度增量，以及低于-4.0的(111)∶(100)对数比。
·对于圆形工艺，坯段优选在锻造和轧制成圆盘之前退火，无须操作水平的中间退火。最终退火温度优选950-1100℃，更优选为1050℃。所得制品的特征是具有低于50微米的再结晶的平均粒度和低于15Random的(100)强度增量，以及低于-4.0的(111)∶(100)对数比。
表3
冶金特性方法
坯料退火温度(℃)     1050     1150
由坯料制成的板材规格     .250″     .500″     .250″     .500″
板材退火温度(℃) ASTM粒度 ％再结晶度 ASTM粒度 ％再结晶度 ASTM粒度 ％再结晶度 ASTM粒度 ％再结晶度
    950     7.0     98     6.7     98     7.0     98     6.7     98
    1000     6.5     99     6.5     99     6.5     99     6.5     98
    1050     4.5     100     5.0     100     4.5     100     5.0     99
    1050     5.0     100     4.5     100     5.0     100     4.5     100
    1100     4.5     100     5.0     100     4.5     100     4.0     100
    1150     4.0     100     4.0     100     4.0     100     3.7     100
注：材料纯度为99.998％Ta
表3(续)
坯料退火温度(℃)     1300
由坯料制成的板材规格     .250″     .500″
板材退火温度(℃) ASTM粒度 ％再结晶度 ASTM粒度 ％再结晶度
    950     7.0     98     6.7     98
    1000     6.5     99     6.5     98
    1050     4.5     100     5.3     100
    1050     5.0     100     4.5     100
    1100     4.5     100     4.0     100
    1150     4.0     100     3.7     100
表4
        坯段A    坯段B    坯段C    坯段D    每片重量
        退火     退火     退火     退火    46.4磅    7″长
        1050℃   1050℃
        镦锻      镦锻    镦锻     镦锻
        2.5″厚  2.5″厚  2.5″厚  2.5″厚           6.25″
                                                     直径
        退火              退火
        1050℃           1050℃
        机械      机械    机械     机械
        清洗      清洗    清洗     清洗     42磅       6″
                                                      直径
        X轧制    X-轧制   X-轧制   X-轧制
        规格      规格     规格     规格
        0.400″  0.400″  0.400″  0.400″            15″
                                                      直径
        锯切      锯切    锯切      锯切   10.5磅/四分之一圆盘
        等份      等份    等份      等份
        退火      退火  退火研究    退火
        研究      研究              研究退火        ASTM温度(℃)    粒度
       (REX)950    7.1(100％) 7.2(100％) 7.1(99％)  7.2(100％)1000    6.1(100％) 6.5(100％) 5.9(100％) 6.8(100％)1050    5.8(100％) 5.9(100％) 5.9(100％) 5.9(100％)1100    4.5(100％) 4.5(100％) 4.5(100％) 4.0(100％)REX＝％再结晶度
    0.500″板139坯料退火：1050    板材退火950
         粒度：6.7
       增量：0.025″增量序号    (111)    (100)    ln(比率)
   1    1.257    1.908    -0.42
   2    0.703    1.456    -0.73
   3    1.127     1.11     0.02
   4    1.554    1.543     0.01
   5    0.279    1.146    -1.41
   6    1.159    1.774    -0.43
   7    1.481    1.335     0.10
   8     3.27    1.086     1.10
   9    0.996    1.072    -0.07
  10    2.337    1.634     0.36
  11     4.81    1.011     1.56
  12    3.321    2.885     0.14
  13    2.294     2.73    -0.17
  14    1.477    1.329     0.11
  15    0.607    1.229    -0.71
  16     1.02    0.281     1.29
  17    1.536    0.634     0.88
  18    1.771    4.277    -0.88
  19    1.057    1.921    -0.60
  20    0.097    1.051    -2.38
0.500“板142
坯料退火：1050    板材退火：1000
             粒度：6.5
            增量：0.025″增量序号    (111)    (100)    ln(比率)
   1    3.502    3.495     0.00
   2    0.848    2.988    -1.26
   3    0.412    3.998    -2.27
   4    0.304    0.676    -0.80
   5     0.52    0.717    -0.32
   6    1.167    1.401    -0.18
   7    1.493    1.691    -0.12
   8    2.071    1.445     0.36
   9    2.039     1.77     0.14
  10     2.19    1.643     0.29
  11    1.541    0.327     1.55
  12    6.722    0.091     4.30
  13    4.228    0.131     3.47
  14    1.904    1.455     0.27
  15    1.514    2.136    -0.34
  16    1.366     1.26     0.08
  17    1.388    0.904     0.43
  18    0.709    1.504    -0.75
  19    0.615    0.395     0.44
  20    1.027    0.499     0.72
    0.500″板140坯料退火：1150    板材退火：1000
          粒度：6.5
        增量：0.025″增量序号    (111)    (100)    ln(比率)
   1    1.786    1.286     0.33
   2    1.745    0.433     1.39
   3    1.948    0.782     0.91
   4    3.232      2.3     0.34
   5    2.892    3.517    -0.20
   6    1.061    3.701    -1.25
   7    3.501    0.522     1.90
   8    1.026    1.944    -0.64
   9    4.783    0.608     2.06
  10    2.402    0.535     1.50
  11    3.097    2.547     0.20
  12    0.859    2.571    -1.10
  13    2.585    0.897     1.06
  14    0.872    2.955    -1.22
  15    1.439     1.28     0.12
  16    1.857    2.131    -0.25
  17    1.395    1.765    -0.24
  18    2.506    1.105     0.82
  19    1.541    1.381     0.11
  20    0.593    1.696    -1.05
        0.500“板141
坯料退火：1300    板材退火：1000
             粒度：6.5
          增量：0.025″增量序号   (111)     (100)   ln(比率)
   1    1.577    3.039    -0.66
   2    1.125    1.032     0.09
   3    1.007    1.824    -0.59
   4    2.001    0.698     1.05
   5    2.091    2.748    -0.27
   6    4.892    1.906     0.94
   7    0.886    4.336    -1.59
   8    6.052    0.882     1.93
   9    3.392    0.317     2.37
  10    2.177    1.376     0.46
  11    3.431    2.973     0.14
  12    3.628    1.589     0.83
  13    3.458    0.637     1.69
  14    2.095    1.368     0.43
  15    1.869    1.023     0.60
  16    1.371    2.226    -0.48
  17    2.032    1.143     0.58
  18    1.949    1.754     0.11
  19    2.175    3.521    -0.48
  20    5.092    2.802     0.60
    0.250″板125D坯料退火：1050    板材退火：1000
           粒度：6.5
        增量：0.0125″增量序号    (111)    (100)    ln(比率)
   1    2.241    4.137    -0.61
   2    1.411    4.259    -1.10
   3    0.823    3.941    -1.57
   4     0.82     7.79    -2.25
   5    1.734    4.658    -0.99
   6    2.812    7.527    -0.98
   7    5.245    4.266     0.21
   8    6.196    2.283     1.00
   9    8.892    1.248     1.96
  10    8.531    1.082     2.06
  11    5.261    1.857     1.04
  12    1.439    1.097     0.27
  13    2.445    2.493    -0.02
  14    2.057    5.962    -1.06
  15    1.173    2.213    -0.63
  16    1.767    2.609    -0.39
  17     0.55    4.066    -2.00
  18    2.921    4.855    -0.51
  19    4.431    3.684     0.18
  20    6.313    1.898     1.20
    0.250″板125B坯料退火：1150    板材退火：1000
          粒度：6.5
        增量：0.0125″增量序号    (111)    (100)    ln(比率)
   1    4.159    2.577     0.48
   2     6.06     0.27     3.11
   3    4.407    0.964     1.52
   4    2.336    1.175     0.69
   5    2.023    2.155    -0.06
   6    3.733    2.091     0.58
   7    4.117    2.131     0.66
   8    4.718    2.721     0.55
   9    5.367    2.604     0.72
  10    2.876    5.519    -0.65
  11    4.952    2.886     0.54
  12     4.12    3.362     0.20
  13    2.752    1.715     0.47
  14    0.949     4.93    -1.65
  15    1.108    4.827    -1.47
  16        1    3.157    -1.15
  17    2.357    6.294    -0.98
  18    0.846   10.654     2.53
  19    1.628    5.369    -1.19
  20    0.866    4.458    -1.64
    0.250″板125C坯料退火：1300    板材退火：1000
         粒度：6.5
       增量：0.0125″增量序号    (111)    (100)    ln(比率)
   1    2.154    1.516     0.35
   2    1.174    1.282    -0.09
   3     0.79    5.846    -2.00
   4    0.981    2.736    -1.03
   5    1.938     3.55    -0.61
   6    2.302    3.179    -0.32
   7    5.221    1.661     1.15
   8    3.636      2.6     0.34
   9    2.982    1.083     1.01
  10    6.161    0.322     2.95
  11    7.636    0.623     2.51
  12    7.336     0.46     2.77
  13    4.415    6.945    -0.45
  14     2.37    1.953     0.19
  15    2.516    3.636    -0.37
  16     1.99    1.976     0.01
  17    2.696    0.769     1.25
  18    3.155    5.257    -0.51
  19    4.558    0.879     1.65
  20    1.788    0.595     1.10
        0.400″锻制品950A
坯段退火：1050 预制件退火：1050
最终退火：950    粒度：7.1
            增量：0.020″增量序号    (111)    (100)    ln(比率)
   1    2.127    6.911    -1.18
   2    4.289    4.447    -0.04
   3    3.421    4.819    -0.34
   4    3.065     4.67    -0.42
   5    3.879    4.672    -0.19
   6     2.33    5.309    -0.82
   7    8.206    1.239     1.89
   8    9.086     0.57     2.77
   9    9.615    0.425     3.12
  10   10.558     1.57     1.91
  11    12.83    0.883     2.68
  12    9.168    2.094     1.48
  13    8.395    2.002     1.43
  14   11.219    3.961     1.04
  15    2.512    3.816    -0.42
  16    5.044    4.613     0.09
  17    3.898    6.144    -0.46
  18    2.297    6.159    -0.99
  19    5.796    6.809    -0.16
  20    2.799     6.72    -0.88
        0.400″锻制品950B
坯段退火：1050    预制件退火：不适用
最终退火：950    粒度：
            增量：0.020″增量序号    (111)    (100)    ln(比率)
   1    8.364    6.765     0.21
   2    8.193    6.839     0.18
   3    6.576    6.901    -0.05
   4    4.947    6.953    -0.34
   5    3.246    8.833    -1.00
   6    5.807    7.248    -0.22
   7    7.812    5.491     0.35
   8     9.74    5.358     0.60
   9    11.63    3.748     1.13
  10   11.544    2.258     1.63
  11   11.965    3.086     1.36
  12    9.512    6.106     0.44
  13    8.558    9.762    -0.13
  14   10.727     5.84     0.61
  15    6.759    8.025    -0.17
  16    6.212    9.528    -0.43
  17    3.868    8.796    -0.82
  18    6.388    8.333    -0.27
  19    6.336     7.45    -0.16
  20    4.463    6.201    -0.33
        0.400″锻制品950C
坯段退火：N/A    预制件退火：1050
最终退火：950    粒度：
           增量：0.020″增量序号    (111)    (100)   ln(比率)
   1    3.589    9.599    -0.98
   2    3.214    6.069    -0.64
   3    2.869    6.976    -0.89
   4    3.991    8.405    -0.74
   5    4.737    3.069     0.43
   6    7.163    4.567     0.45
   7     7.97    2.348     1.22
   8   15.184    0.506     3.40
   9   18.894    0.058     5.79
  10   16.416    0.084     5.28
  11   12.528    0.215     4.07
  12   13.644    1.074     2.54
  13    9.229    1.141     2.09
  14    4.285    6.858    -0.47
  15    2.067    4.102    -0.69
  16    3.938    4.881    -0.21
  17    3.391   10.311    -1.11
  18    5.302    6.265    -0.17
  19    5.755    6.608    -0.14
  20    4.701    8.166    -0.55
        0.400″锻制品950D
坯段退火：N/A    预制件退火：不适用
最终退火：950    粒度：
        增量：0.020″增量序号    (111)     (100)    ln(比率)
   1    1.836      9.65    -1.66
   2    4.837     7.584    -0.45
   3    5.785     5.354     0.08
   4    1.468    10.297    -1.95
   5    0.781    17.101    -3.09
   6    8.097     9.559    -0.17
   7   18.984     1.486     2.55
   8   25.471     0.166     5.03
   9   31.554     0.053     6.39
  10   29.911     0.075     5.99
  11   25.476     0.055     6.14
  12   21.407     1.494     2.66
  13    6.505     2.777     0.85
  14    0.065     1.665    -3.24
  15    0.052       4.2    -4 39
  16    0.528     9.288    -2.87
  17    1.122     8.954    -2.08
  18    2.67      8.715    -1.18
  19    5.137     8.222    -0.47
  20    1.453    10.944    -2.02
考虑到本文所公开的本发明的说明书和实施，本发明的其它实施方案对本领域的技术人员来说将是显而易见的。本发明的说明书和实施例只是对本发明的解释，而本发明的真正范围和精神则由下面的权利要求书来限定。

Claims (77)

1.一种纯度至少约99.995％、平均粒度约150微米或更低的钽金属。
2.权利要求1的钽金属，其中所述的金属是完全再结晶的。
3.权利要求1的钽金属，其中所述的金属是至少部分再结晶的。
4.权利要求1的钽金属，其中约98％或更多的所述金属是再结晶的。
5.权利要求1的钽金属，其中约80％或更多的所述金属是再结晶的。
6.权利要求1的钽金属，其中所述的金属具有a)(100)极图中心峰强度低于约15random的织构；或b)大于约-4.0的(111)∶(100)中心峰强度对数比；或c)前面二者。
7.权利要求6的钽金属，其中所述的中心峰强度为约0random至约15random。
8.权利要求6的钽金属，其中所述的中心峰强度为约0random至约10random。
9.权利要求6的钽金属，其中所述的对数比为约-4.0至约15。
10.权利要求6的钽金属，其中所述的对数比为约-1.5至约7.0。
11.权利要求6的钽金属，其中所述的中心峰强度为约0random至约15random，而且所述的对数比为约-4.0至约15。
12.权利要求1的钽金属，其具有99.995％至约99.999％的纯度。
13.一种包含权利要求1的钽金属的金属合金。
14.一种包含权利要求6的钽金属的金属合金。
15.一种包含权利要求3的钽金属的金属合金。
16.一种包含权利要求1的钽金属的溅射靶。
17.一种包含权利要求6的钽金属的溅射靶。
18.一种包含权利要求3的钽金属的溅射靶。
19.一种可包含权利要求1的钽金属的电容器。
20.一种可包含权利要求6的钽金属的电容器。
21.一种可包含权利要求3的钽金属的电容器。
22.一种包含权利要求1的钽金属的电阻膜层。
23.一种包含权利要求6的钽金属的电阻膜层。
24.一种包含权利要求3的钽金属的电阻膜层。
25.一种至少包含权利要求1的钽金属作为一种组分的物品。
26.一种至少包含权利要求6的钽金属作为一种组分的物品。
27.一种至少包含权利要求3的钽金属作为一种组分的物品。
28.一种钽金属，其具有a)平均粒度约50微米或更低；或b)(100)极图中心峰强度低于约15random的织构；或c)大于约-4.0的(111)∶(100)中心峰强度对数比；或这些特性的组合。
29.权利要求28的钽金属，其具有约25至约50微米的平均粒度。
30.权利要求28的钽金属，其具有大于约-4.0的(111)∶(100)中心峰强度对数比。
31.权利要求28的钽金属，其具有a)和b)。
32.权利要求28的钽金属，其中所述的金属具有至少99.995％钽的纯度。
33.权利要求28的钽金属，其中所述的金属具有至少99.999％钽的纯度。
34.权利要求28的钽金属，其中所述的金属是完全再结晶的。
35.权利要求32的钽金属，其中所述的金属是完全再结晶的。
36.权利要求33的钽金属，其中所述的金属是完全再结晶的。
37.权利要求28的钽金属，其中约80％或更多的所述金属是再结晶的。
38.权利要求28的钽金属，其中所述的中心峰强度为约0random至约15random。
39.权利要求28的钽金属，其中所述的对数比为约-4.0至约15。
40.一种包含权利要求28的钽金属的物品。
41.一种包含权利要求33的钽金属的物品。
42.一种包含权利要求28的钽金属的溅射靶。
43.一种包含权利要求33的钽金属的溅射靶。
44.一种制备权利要求1的钽金属的方法，包括使含钽盐在带有搅拌器的反应容器中与至少一种可将该含钽盐还原为钽和第二种盐的试剂反应，其中所述的反应容器或其衬里以及搅拌器或搅拌器上的衬是由这样的金属制成的，该金属在钽的熔点时的蒸气压与钽的相同或者比钽高。
45.权利要求44的方法，其中所述的含钽盐包括氟钽酸钾，所述的试剂包括钠。
46.权利要求45的方法，其中所述的第二种盐包括氟化钠和/或氯化钠。
47.权利要求44的方法，其中在使所述的含钽盐反应之前，所述的方法包括制备一种包含钽和杂质的酸溶液，并对所述的含钽酸溶液进行密度分离，以使所述的含钽酸溶液与含杂质的酸溶液分离；和使该含钽酸溶液结晶，以形成含钽盐。
48.权利要求47的方法，其中所述的钽和杂质为破碎的包含钽和杂质的矿石。
49.权利要求47的方法，其中所述的包含钽和杂质的酸溶液是通过将酸溶液与含钽矿石混合而形成的。
50.权利要求44的方法，其中所述的反应是在搅拌下于约800至约1100℃下进行的。
51.权利要求44的方法，其中所述的反应容器或其衬里和搅拌器或其上的衬均为金属基，所述的金属为镍、铬、铁、锰、钛、锆、铪、钒、锝、钌、钴、铑、钯、铂，或它们的任意组合。
52.权利要求51的方法，其中所述的金属为镍或镍基合金。
53.权利要求51的方法，其中所述的金属为铬或铬基合金。
54.权利要求51的方法，其中所述的金属为铁或铁基合金。
55.权利要求44的方法，进一步包括通过使所述的第二种盐溶解于水溶液中回收钽。
56.权利要求55的方法，进一步包括在足够的真空中熔炼所述的回收钽，以基本上除去该回收钽中存在的任何杂质，获得高纯钽。
57.权利要求56的方法，所述的真空为10-4托或更高。
58.权利要求56的方法，其中熔炼回收钽上方的压力低于几乎所有杂质的蒸气压。
59.权利要求56的方法，其中所述的杂质是通过杂质的蒸发除去的。
60.权利要求56的方法，其中所述的熔炼是通过电子束熔炼法完成的。
61.权利要求56的方法，其中所述的熔炼是通过真空电弧再熔炼工艺实现的。
62.权利要求56的方法，其中包括将所述的高纯钽制成固体，并经轧制或锻造处理，或者经轧制和锻造处理。
63.权利要求1的钽金属，其中该钽金属具有充分精细和均匀的微观结构。
64.权利要求1的钽金属，其中该钽金属具有约25至约150微米的平均粒度。
65.权利要求64的钽金属，其中该钽金属具有约25至约100微米的平均粒度。
66.权利要求65的钽金属，其中该钽金属具有约25至约75微米的平均粒度。
67.一种由纯度至少99.995％的钽金属制备溅射靶的方法，包括：
a)通过机械或化学方法清洁钽金属的表面，其中该钽金属具有足够的起始横断面积，使步骤b)至g)得以进行；
b)将所述钽金属平锻成至少一种轧制板坯，其中至少一种板坯具有足够的变形性，以在步骤d)的退火之后得到基本上均匀的再结晶；
c)通过机械或化学方法清洁至少一种板坯的表面；
d)使至少一种板坯在足够的温度下退火足够的时间，以实现该至少一种板坯的部分再结晶；
e)按与起始钽金属轴向垂直和平行的方向冷轧或热轧该至少一种轧制板坯，以形成至少一种平板；
f)压平该至少一种平板；和
g)使该至少一种平板退火，以使之具有等于或低于约150微米的平均粒度和基本上没有(100)织构带的织构。
68.权利要求76的方法，其中所述的钽金属具有至少99.999％的纯度。
69.权利要求67的方法，其中所述的平锻是在钽金属置于温度从环境温度至约1200℃的空气中约4小时之后进行的。
70.权利要求67的方法，其中所述的冷轧为环境温度下的镦轧，所述的热轧为低于约370℃的轧制。
71.权利要求67的方法，其中所述的平板退火为在足以实现钽金属的再结晶的温度下进行足够时间的真空退火。
72.一种由纯度至少99.995％的钽金属制备溅射靶的方法，包括：
a)通过机械或化学方法清洁钽金属的表面，其中该钽金属具有足够的起始横断面积，使步骤b)至i)得以进行；
b)将钽金属圆锻成至少一种圆棒，其中至少一种圆棒具有足够的变形性，以在步骤d)或步骤f)的退火之后得到基本上均匀的再结晶；
c)将所述的圆棒切割成坯段，并通过机械或化学方法清洁所述坯段的表面；
d)任选地使该坯段退火，以实现至少部分再结晶；
e)将坯段沿轴向锻成预制件；
f)任选地使该预制件退火，以实现至少部分再结晶；
g)将该预制件冷轧成至少一种平板；
h)任选地通过机械或化学方法清洁该至少一种平板的表面；和
i)使该至少一种平板退火，以使之具有等于或低于150微米的平均粒度和基本上没有(100)织构带的织构，其中至少在步骤d)或步骤f)中进行，或者在步骤d)和步骤f)中进行。
73.权利要求72的方法，其中所述的钽金属具有至少99.999％的纯度。
74.权利要求72的方法，其中所述的圆锻是在钽金属经约370℃或更低的温度处理后进行的。
75.权利要求72的方法，其中所述的坯段在锻造之前退火。
76.权利要求72的方法，其中所述的预制件在冷轧之前退火。
77.权利要求72的方法，其中所述的预制件退火是在足以实现再结晶温度下进行足够的时间的真空退火。
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