About / Advertise
Niob lika bra som tantal i kondensatorer
De flesta konstruktörer och inköpare väljer slentrianmässigt en tantalkondensator när de behöver en avkopplingskondensator. I de flesta fall går det lika bra med en niobkondensator som inte innehåller någon konfliktmineral och som inte kan börja brinna. Slutsatsen kommer från Per Hedemalm som skrivit en uppsats om användning av niob och tantal i elektronikindustrin.
är legitimerad lärare i matematik, fysik och teknik. Han delar sin tid mellan Kunskapsgymnasiet i Uppsala och Rodengymnasiet i Norrtälje. Uppsatsen om niob och tantal är skriven inom ramen för en vidareutbildning för tekniklärare vid Göteborgs universitet. Per Hedemalm har arbetat på kondensatortillverkaren Rifa liksom på forskningsinstitutet IVF där han är medförfattare till boken ”Handbok för miljöanpassad konstruktion av elektronikprodukter”. |
Per Hedemalm– Jag har själv nyligen beställt tantalkondensatorer till skolan eftersom jag inte kände till att det fanns niobkondensatorer som fungerar lika bra.
Per Hedemalm är tekniklärare men har tidigare arbetat på Rifa och IVF, Han fick upp ögonen för niob när han gick en vidareutbildning på Göteborgs universitet. En av uppgifterna var att följa ett material från gruvan till slutanvändning. Valet föll på tantal.
Tantal är ett av de fyra konfliktämnena som USA år 2012 reglerade användningen av och där EU är på väg att följa efter. Ämnet används framförallt i kondensatorer och en stor del utvinns i demokratiska republiken Kongo där det sedan många år pågår en blodig konflikt. En av inkomstkällorna för gerillan är brytning av mineralen coltan som bland annat innehåller tantal.
Utvinningen av niob sker framförallt i Brasilien och Kanada, två länder med stabila politiska system. Dessutom används bara någon procent av den utvunna nioben i elektronikindustrin, det mest slutar som legering i metaller.
Förhållandet är det omvända för tantal. Där använder elektronikindustrin och framförallt kondensatortillverkarna drygt hälften av allt tantal som utvinns. Jämfört med niob utvinns bara en bråkdel så mycket tantal (65 000 ton mot cirka 1 000 ton år 2011) vilket stundtals lett till brist och kraftigt fluktuerande priser på tantal.
Niob återfinns i samma grupp i det periodiska systemet som tantal och de kemiska egenskaperna för de två ämnena är väldigt lika.
Kondensatorer i niob började utvecklas på 1960-talet i USA och Sovjet men det var först på 2000-talet som de blev kommersiellt tillgängliga. Idag är det framförallt AVX som har något större kommersiell produktion. Även Vishay har skaffat sig produkter på området genom köpet av Holystone sommaren 2014.
– Jag tror att många tillverkare väntar på att det ska bli ett kundtryck, säger Per Hedemalm.
Niob och tantal ger kondensatorer som i princip är lika små, men niobkondensatorerna har en annan uppbyggnad och slutar därför på ungefär 680 μF i dagsläget. De är specificerade för lägre spänningar, normalt upp till 16 V och har högre läckströmmar vilket kan vara en nackdel i framförallt batteridrivna tillämpningar. Samtidigt riskerar de inte att fatta eld som tantalkondensatorer. Ekvivalenta serieresistansen är lägre för nioboxid-kondensatorer, och de tål också mycket högre ripple-strömmar.
Tilläggas kan att de billigare aluminium-elektrolyt-kondensatorerna eller keramiska kondensatorer är förstahandsvalet för många när utrymmet inte är begränsat.
Går man in på en av de större distributörernas hemsidor hittar man 503 niobkondensatorer och hela 41 233 tantalkondensatorer.
– Tittar man på priserna så är de jämförbara för nioboxid- och tantal-kondensatorer, beroende på kapacitansvärde och kapsling så kan den ena eller den andra typen vara billigare.
I och med att niobkondensatorerna har samma kapslar och storlek som tantalkondensatorerna går det också enkelt att byta mellan de två.
– Jag tror att fler skulle byta till niob om de kände till det. Då skulle man också undvika att bli associerade med konfliktmineraler, säger Per Hedemalm.
