現在、高純度タンタルインゴットを製造する最も重要かつ効果的な方法は、真空電子ビーム溶解法です。この原理は、高真空下でタンタル原料に高エネルギー密度の電子ビームを照射し、水冷式銅るつぼに滴下して溶融・凝固させるというものです。このプロセスにおける精製メカニズムは、徹底的な脱ガスです。金属タンタル中のガス状不純物(O、N、Hなど)は、真空と高温下で大量に揮発・放出されるため、効果的に除去されます。
金属不純物の揮発。溶解プロセス中、融点の低い金属不純物(特定のアルカリ金属など)も高温によって揮発・分離します。緻密化。緻密化後のタンタルインゴットは緻密な構造を持ち、内部欠陥(収縮空洞や亀裂など)が大幅に低減され、密度は通常16.5 g/cm³を超えます(タンタルの理論密度は16.65 g/cm³です)。1つまたは複数の電子ビーム溶解プロセス(例えば、異なる方向での2つのプロセス)により、純度99.995%以上の超高純度タンタルインゴットが得られます。主要不純物であるW、Mo、Nbの総量は20 ppm以下に制御でき、気体不純物であるC≤10 ppm、O≤15 ppm、N≤10 ppm、H≤2 ppmに抑えることができます。同社は、高純度タンタル粉末、高純度タンタルインゴット、12インチタンタルターゲットブランクの製造プロセス全体で画期的な進歩と産業統合を達成し、国内で大量供給できる製品であることを証明しました。純度は国際レベルに達しています。同社の超高純度タンタルターゲットブランクの純度は5N9(99.9999%)に達し、海外の技術的障壁と製品の独占を打ち破りました。主な用途分野:高純度タンタルインゴットは最終製品ではなく、通常はさらに加工されて主要な工業部品となり、主に半導体チップのスパッタリングターゲットやブランクに使用されます。高純度タンタルは、銅配線プロセスにおいてシリコン基板への銅拡散を防ぐバリア層材料として用いられるほか、AIチップや5Gチップの製造におけるコア消耗品でもあります。
高純度タンタルは、NbTi/Cuなどの低温超伝導線の製造において、拡散バリア層または合金添加剤として使用され、銅と超伝導芯線との反応を防ぎ、超伝導性能を確保します。
高温合金において、タンタルは材料の耐高温性および耐食性を大幅に向上させ、航空宇宙エンジンなどの過酷な環境にも適しています。その他の分野では、化学腐食防止やタンタルコンデンサに使用され、その優れた耐食性と電気化学特性が活用されています。
高純度タンタルインゴットは、真空電子ビーム溶解技術を用いて製造されるコアハイエンド材料です。タンタルの国内生産におけるブレークスルーは、我が国の半導体産業チェーンの安全保障を確保し、超伝導や高温合金といった最先端分野の発展を支える上で、極めて重要な戦略的意義を持つ。高純度タンタルインゴットは主に半導体製造用のスパッタリングターゲットに加工される。(12インチタンタルターゲットブランクの国内代替に関する詳細は下記参照。)
航空宇宙および防衛分野では、タンタルは高温合金の製造における添加剤として、またはタンタル合金構造材料として直接使用されます。これにより、材料の耐高温性(動作温度は1800℃を超える)、耐食性、耐熱衝撃性が大幅に向上し、エンジンの高温部、ロケットノズル、ミサイルのノーズコーンなどの極限環境部品に適しています。重要な添加剤またはバリア層材料として、NbTi/Cuなどの低温超伝導線の製造に使用され、超伝導コア線の性能が銅マトリックス内の拡散の影響を受けないようにします。これは、MRIや粒子加速器などの大型科学装置の実現に不可欠です。需要は安定していますが、技術的なハードルは高いです。また、タンタルコンデンサ、耐薬品性機器、硬質合金添加剤の製造にも使用されます。優れた耐食性、高い誘電率、高い融点を利用して、民生用電子機器、化学工業、軍事分野で幅広く使用されています。これらは市場が安定している成熟した応用分野です。タンタルとニオブは国内市場を席巻しているだけでなく、国際市場においても約40%のシェアを占めており、中国で製造される高純度タンタルインゴットの世界的な競争力の高さを証明しています。