Spesialisasi sampingan tantalum. Tantalum. Deskripsi dan sifat logam tantalum Sisi “keistimewaan” tantalum

Penemuan tantalum erat kaitannya dengan penemuan niobium. Selama beberapa dekade, ahli kimia menganggap unsur columbium, ditemukan oleh ahli kimia Inggris Hatchett pada tahun 1802, dan tantalum, ditemukan pada tahun 1802 oleh orang Swedia Ekeberg, sebagai satu unsur. Baru pada tahun 1844 ahli kimia Jerman Rose akhirnya membuktikan bahwa ini adalah dua unsur yang berbeda, sifat-sifatnya sangat mirip. Dan karena tantalum dinamai pahlawan mitos Yunani kuno Tantalus, ia mengusulkan untuk menamai “Columbium” niobium dengan nama putri Tantalus, Niobe. Tantalum sendiri mendapatkan namanya dari ungkapan “siksaan Tantalum”, karena kesia-siaan upaya Ekeberg untuk melarutkan oksida unsur yang diperolehnya dalam asam.

Kuitansi:

Tantalum hampir selalu menyertai niobium di tantalite dan niobites. Deposit utama tantalite berlokasi di Finlandia, Skandinavia, dan Amerika Utara.
Penguraian bijih tantalum dalam teknologi dilakukan dengan memanaskannya dengan kalium hidrogen sulfat dalam bejana besi, mencuci paduan dengan air panas dan melarutkan sisa bubuk asam tantalum dengan asam niobik yang terkontaminasi. Tantalum oksida kemudian direduksi dengan batubara pada suhu 1000°C dan logam yang dihasilkan dipisahkan dalam bentuk bubuk hitam yang mengandung sedikit oksida. Selain itu, bubuk logam dapat diperoleh dengan mereduksi TaCl 5 dengan hidrogen atau magnesium, serta kalium fluorotantalat dengan natrium: K 2 TaF 7 + 5Na = Ta + 2KF + 5NaF.
Serbuk logam diolah menjadi logam padat menggunakan metode metalurgi serbuk, ditekan menjadi “tumpukan”, diikuti dengan peleburan plasma atau elektrobeam.

Properti fisik:

Tantalum adalah logam berat berwarna abu-abu platinum mengkilat dengan warna kebiruan, cukup keras, tetapi sangat mudah ditempa dan ulet; keuletannya meningkat saat dibersihkan. Meleleh = 3027°C (kedua setelah tungsten dan renium). Berat, kepadatan 16,65 g/cm 3

Sifat kimia:

Pada suhu kamar ia memiliki ketahanan kimia yang luar biasa. Selain asam fluorida, tantalum tidak terpengaruh oleh asam lain, bahkan aqua regia. Ia berinteraksi dengan campuran asam fluorida dan nitrat, anhidrida sulfat, larutan dan lelehan alkali, ketika dipanaskan hingga 300-400°C dengan halogen, hidrogen, oksigen, nitrogen, di atas 1000°C - dengan karbon.
Dalam senyawa ia menunjukkan bilangan oksidasi +5. Namun, senyawa tantalum dengan bilangan oksidasi lebih rendah juga diketahui: TaCl 4, TaCl 3, TaCl 2.

Koneksi yang paling penting:

Tantalum(V) oksida Ta 2 O 5 dalam keadaan murni paling mudah diperoleh dengan kalsinasi logam tantalum murni dalam aliran oksigen atau dengan dekomposisi Ta (OH) 5 hidroksida. Tantalum(V) oksida berbentuk bubuk berwarna putih, tidak larut dalam air dan asam (kecuali asam fluorida) dengan berat jenis 8,02. Itu tidak berubah ketika dikalsinasi di udara, di atmosfer hidrogen sulfida atau dalam uap belerang. Namun, pada suhu di atas 1000°C, oksida bereaksi dengan klorin dan hidrogen klorida. Tantalum(V) oksida bersifat dimorfik. Pada suhu biasa, modifikasi belah ketupatnya stabil.

Tantalat dan asam tantalat. Dengan menggabungkan tantalum(V) oksida dengan alkali atau karbonat logam alkali, diperoleh tantalat - garam metatantalum HTaO 3 dan asam ortotantalat H 3 TaO 4 . Ada juga garam dengan komposisi M 5 TaO 5 . Zat kristal. digunakan sebagai feroelektrik.
Asam tantalic adalah endapan agar-agar berwarna putih dengan kadar air yang bervariasi; bahkan yang baru dibuat tidak larut dalam asam klorida dan asam nitrat. Mereka larut dengan baik dalam larutan HF dan alkali. Dalam teknologi, asam tantalic biasanya diperoleh dengan menguraikan fluorida ganda tantalum dan kalium (kalium heptafluorotantalate) dengan asam sulfat.
Tantalum(V) klorida, kristal, higroskopis, terhidrolisis air, larut dalam CS 2 dan CCl 4. Ini digunakan dalam produksi dan pelapisan tantalum.
Tantalum pentafluorida. Dapat diperoleh dengan mereaksikan pentaklorida dengan hidrogen fluorida cair. Ini membentuk prisma tidak berwarna dan dihidrolisis oleh air. Meleleh=96,8°С, mendidih=229°С. Digunakan untuk mengaplikasikan pelapis tantalum.
Kalium heptafluorotantalat- K 2 TaF 7 merupakan senyawa kompleks yang dapat diperoleh dengan mereaksikan tantalum pentafluorida dengan kalium fluorida. Kristal putih, stabil di udara. Dihidrolisis dengan air: K 2 TaF 7 + H 2 O -> Ta 2 O 5 *nH 2 O + KF + HF

Aplikasi:

Karena tantalum menggabungkan sifat logam yang sangat baik dengan ketahanan kimia yang luar biasa, tantalum telah terbukti sangat cocok untuk pembuatan instrumen bedah dan gigi seperti ujung penjepit, jarum suntik, jarum suntik, dll. Dalam beberapa kasus, ini dapat menggantikan platinum.
Mereka juga digunakan untuk pembuatan kapasitor, katoda tabung elektron, peralatan di industri kimia dan energi nuklir, dan cetakan untuk produksi serat buatan. Karbida, silisida, tantalum nitrida - bahan tahan panas, komponen paduan keras dan tahan panas.
Paduan tantalum tahan panas dengan niobium dan tungsten digunakan dalam teknologi roket dan luar angkasa.

E.Rosenberg.

Sumber: Tantalum // Perpustakaan populer unsur kimia Rumah penerbitan "Science", 1977.
Tantalum // Wikipedia. Tanggal pembaruan: 12/12/2017. (tanggal akses: 20/05/2018).
// S.I. Levchenkov. Garis besar singkat sejarah kimia/SFU.

Tantalum Logam dibuka cukup baru yaitu pada tahun 1802. Ahli kimia Swedia A.G. cukup beruntung menemukan logam ini. Ekeberg. Saat mempelajari dua mineral baru yang ditemukan di negara Skandinavia, ternyata selain unsur yang diketahui, juga mengandung unsur yang belum dipelajari sebelumnya. Ilmuwan tidak pernah mampu mengisolasi logam dari mineral dalam bentuk murni, karena hal ini menimbulkan kesulitan besar.

Dalam hal ini, logam yang belum dijelajahi ini dinamai pahlawan dari mitologi Yunani Kuno, dan setelah itu ditulis mitos Tantalus. Setelah itu, selama lebih dari 40 tahun, diyakini demikian tantalum dan niobium- ini adalah logam yang sama. Namun, seorang ahli kimia Jerman membuktikan perbedaan antara logam-logam tersebut, dan setelah itu seorang ahli kimia Jerman lainnya mengisolasi tantalum dalam bentuk murni, dan ini baru terjadi pada tahun 1903.

Produksi serial produk canai dan produk tantalum baru dimulai selama Perang Dunia Kedua. Saat ini elemen ini diberi nama “smart metal”, karena elektronik yang berkembang pesat tidak dapat hidup tanpanya.

Deskripsi dan sifat tantalum

Tantalum merupakan logam dengan kekerasan dan kerapatan atom yang tinggi. Pada unsur kimia periodik, tantalum terletak pada posisi 73. Dalam praktek dunia, logam ini biasa dilambangkan dengan gabungan dua huruf, yaitu Ta. Pada tekanan atmosfer dan suhu ruangan, tantalum memiliki ciri khas warna metalik keperakan. Lapisan oksida yang terbentuk pada permukaan logam akan memberikan warna kelam.

Elemen Tantalum tidak aktif pada suhu kamar. Oksidasi permukaan logam ini oleh udara hanya mungkin terjadi pada suhu di atas 280 derajat. Tantalum bereaksi dengan halogen pada suhu 30 derajat lebih rendah dibandingkan dengan udara. Dalam hal ini, lapisan pelindung terbentuk di permukaan, yang mencegah penetrasi lebih lanjut unsur pengoksidasi ke seluruh kedalaman logam.

Unsur kimia Tantalum dengan titik leleh yang cukup tinggi. Jadi, suhunya 3290 K, dan titik didihnya mencapai 5731 K. Meskipun kepadatannya tinggi (16,7 g/cm3) dan kekerasannya, ia cukup plastis. Dari segi keuletan, tantalum bisa dibandingkan dengan. Logam murni sangat mudah dan nyaman untuk dikerjakan.

Mudah untuk dikerjakan, misalnya dapat digulung hingga ketebalan 1-10 mikron. Perlu juga dicatat bahwa tantalum bersifat paramagnetik. Ciri menarik dari logam ini mulai terlihat pada suhu 800 derajat: tantalum menyerap 740 volume gasnya.

Sudah ada sejumlah fakta dalam praktik dunia yang menunjukkan daya tahan yang sangat baik dari logam ini di lingkungan yang sangat agresif. Misalnya, tantalum diketahui tidak rusak bahkan oleh asam nitrat 70%. Asam sulfat hingga 150 derajat juga tidak menyebabkan kerusakan korosif, tetapi pada suhu 200 derajat logam akan mulai larut dengan laju 0,006 mm/tahun.

Beberapa fakta produksi juga menunjukkan bahwa tantalum jauh lebih tahan dibandingkan baja tahan karat austenitik. Oleh karena itu, ada kasus yang diketahui bagian tantalum bertahan 20 tahun lebih lama dibandingkan komponen baja tahan karat.

Fakta menarik lainnya adalah tantalum digunakan untuk pemisahan katalitik emas. Katoda dibuat darinya, di mana logam mulia diendapkan, dan kemudian dicuci dengan aqua regia. Dalam hal ini, katoda dan tantalum, karena ketahanannya yang sangat baik terhadap asam, tetap utuh.

Aplikasi tantalum

Dahulu kala, logam ini digunakan untuk menghasilkan filamen pada lampu pijar. Hari ini tantalum dan paduan tantalum digunakan dalam industri dan produk berikut:

— pada saat peleburan paduan tahan panas dan tahan korosi (misalnya, bagian-bagian mesin pesawat terbang);

— di industri kimia untuk menciptakan peralatan tahan korosi;

— dalam produksi metalurgi untuk produksi logam tanah jarang;

— selama pembangunan reaktor nuklir (tantalum adalah logam yang paling tahan terhadap uap cesium);

— karena biokompatibilitasnya yang tinggi, tantalum digunakan untuk pembuatan implan medis dan prostesis;

- untuk produksi superkonduktor - cryotron (ini adalah elemen teknologi komputer);

- digunakan dalam industri militer untuk pembuatan cangkang. Penggunaan logam ini meningkatkan daya tembus amunisi;

- kapasitor tegangan rendah yang lebih efisien terbuat dari tantalum;

- Baru-baru ini, tantalum telah memantapkan dirinya dalam bisnis. Hal ini disebabkan kemampuan logam untuk membentuk lapisan oksida kuat pada permukaan, yang dapat memiliki berbagai warna dan corak;

- sejumlah besar modifikasi tantalum terakumulasi dalam reaktor nuklir. Untuk keperluan laboratorium atau militer, modifikasi logam ini dapat digunakan sebagai sumber radiasi gamma;

— logam ini digunakan sebagai logam utama (setelah platina) untuk pembuatan standar massa, yang memiliki akurasi yang meningkat;

- beberapa intermetalik senyawa tantalum memiliki kekerasan dan kekuatan yang sangat tinggi, serta peningkatan ketahanan terhadap oksidasi. Senyawa ini digunakan dalam industri penerbangan dan luar angkasa;

— tantalum karbida digunakan untuk pembuatan alat pemotong dengan ketahanan merah yang meningkat. Alat tersebut diperoleh dengan cara sintering campuran serbuk karbida. Alat-alat ini digunakan dalam kondisi yang sangat sulit, misalnya selama pengeboran perkusi;

- pentavalen tantalum oksida diperlukan untuk pengelasan kaca dalam teknologi nuklir.

Deposit dan penambangan Tantalum

Tantalum adalah logam langka. Jumlahnya di kerak bumi hanya 0,0002%. Jumlah ini mencakup dua modifikasi logam: stabil dan radioaktif. Logam langka ini terdapat dalam bentuk senyawanya sendiri dan merupakan bagian dari banyak mineral. Jika tantalum termasuk dalam suatu mineral, maka akan selalu bersama dengan niobium.

Endapan senyawa tantalum dan mineral ditemukan di banyak negara. Deposit terbesar unsur ini di Eropa terletak di Perancis. Di benua Afrika, Mesir memiliki tantalum paling banyak. Cina dan Thailand juga memiliki cadangan logam ini dalam jumlah besar. Deposito yang lebih kecil berlokasi di CIS, Nigeria, Kanada, Australia, dan negara-negara lain. Namun simpanan terbesar yang ditemukan hingga saat ini berada di Australia.

Sekitar 420 ton tantalum ditambang setiap tahun di dunia. Pabrik pengolahan utama logam ini berlokasi di Amerika Serikat dan Jerman. Perlu dicatat bahwa komunitas internasional menyatakan perlunya meningkatkan produksi logam langka ini. Pernyataan tersebut terutama terkait dengan peningkatan produksi barang elektronik yang banyak menggunakan unsur ini.

Dengan demikian, jumlah ladang yang dikembangkan semakin meningkat setiap tahunnya. Misalnya, ke ladang-ladang utama berkembang di dunia, lebih banyak tempat ditambahkan di Brazil, Amerika Serikat dan Afrika Selatan. Namun perlu dicatat bahwa dalam 10 tahun terakhir telah terjadi peningkatan yang intens pengurangan produksi tantalum. Angka produksi terendah pada abad ke-21 terjadi pada tahun 2010.

harga Tantalum

Harga tantalum telah sangat berfluktuasi selama 15 tahun terakhir. Jadi, pada tahun 2002-2003 membeli tantalum itu mungkin dengan harga terendah. tahun ini harga tantalum berkisar antara 340 hingga 375 dolar per kilogram. Di Rusia saat ini Anda dapat membeli tantalum, harga yaitu 2.950 rubel per kilogram.

Perpustakaan Unsur Kimia Populer berisi informasi tentang semua unsur yang diketahui umat manusia. Saat ini ada 107 di antaranya, beberapa di antaranya diperoleh secara artifisial.

Sama seperti sifat masing-masing “batu bata alam semesta” yang berbeda, sejarah dan nasibnya juga berbeda. Beberapa unsur seperti tembaga, besi, belerang, karbon telah dikenal sejak zaman prasejarah. Usia orang lain hanya diukur dalam berabad-abad, meskipun faktanya mereka, belum ditemukan, telah digunakan oleh umat manusia sejak dahulu kala. Cukuplah mengingat oksigen, yang baru ditemukan pada abad ke-18. Yang lain lagi ditemukan 100 - 200 tahun yang lalu, tetapi hanya di zaman kita yang menjadi sangat penting. Ini adalah uranium, aluminium, boron, litium berilium. Bagi yang lain, seperti europium dan skandium, sejarah kerjanya baru saja dimulai. Yang kelima diperoleh secara artifisial dengan metode sintesis fisik nuklir: teknetium, plutonium, mendelevium, kurchatovium... Singkatnya, begitu banyak unsur, begitu banyak individu, begitu banyak cerita, begitu banyak kombinasi sifat yang unik.

Buku pertama memuat materi tentang 46 unsur pertama, berdasarkan nomor atom, buku kedua tentang sisanya

Buku:

Spesialisasi sampingan tantalum

Tantalum cukup sering menjadi tamu di bengkel perhiasan, dalam banyak kasus digunakan untuk menggantikan platinum. Tantalum digunakan untuk membuat kotak jam tangan, gelang dan perhiasan lainnya. Dan di area lain, elemen No. 73 bersaing dengan platina: timbangan analitik standar yang terbuat dari logam ini kualitasnya tidak kalah dengan platina. Dalam produksi ujung pena untuk pena otomatis, tantalum digantikan oleh iridium yang lebih mahal. Namun rekam jejak tantalum tidak berakhir di situ. Para ahli di bidang teknologi militer percaya bahwa beberapa bagian proyektil berpemandu dan mesin jet disarankan untuk dibuat dari tantalum.

Senyawa tantalum juga banyak digunakan. Jadi, potasium fluorotantalat digunakan sebagai katalis dalam produksi karet sintetis. Tantalum pentoksida juga memainkan peran yang sama ketika memproduksi butadiena dari etil alkohol.

Tantalum oksida terkadang digunakan dalam pembuatan kaca - untuk produksi kacamata dengan indeks bias tinggi. Campuran tantalum pentoksida Ta 2 O 5 dengan sejumlah kecil besi trioksida telah diusulkan untuk digunakan untuk mempercepat pembekuan darah. Tantalum hidrida berhasil digunakan untuk menyolder kontak pada semikonduktor silikon.

Permintaan tantalum terus meningkat, oleh karena itu tidak ada keraguan bahwa di tahun-tahun mendatang produksi logam yang luar biasa ini akan meningkat lebih cepat dari sekarang.

TANTALUM LEBIH KERAS… TANTALUM. Lapisan tantalum tidak kalah menariknya dibandingkan, katakanlah, nikel dan krom. Menarik bukan hanya dari segi penampilan. Metode telah dikembangkan yang memungkinkan untuk melapisi produk berukuran besar (cawan lebur, pipa, lembaran, nozel roket) dengan lapisan tantalum dengan ketebalan yang bervariasi, dan pelapisan tersebut dapat diterapkan pada berbagai macam bahan - baja, besi, tembaga. , nikel, molibdenum, aluminium oksida, grafit, kuarsa, kaca, porselen dan lain-lain. Ciri khas kekerasan lapisan tantalum menurut Brinell adalah 180–200 kg/mm ​​​​2, sedangkan kekerasan tantalum teknis dalam bentuk batang atau lembaran anil berkisar antara 50–80 kg/mm ​​​​2 .

PLATINUM LEBIH MURAH, PERAK LEBIH MAHAL. Mengganti platinum dengan tantalum, biasanya, sangat menguntungkan - harganya beberapa kali lebih murah. Meski demikian, tantalum tidak bisa disebut murah. Tingginya harga tantalum disebabkan oleh tingginya harga bahan yang digunakan dalam produksinya dan rumitnya teknologi untuk memperoleh unsur No. 73: untuk memperoleh satu ton konsentrat tantalum perlu dilakukan pengolahan hingga 3 ribu ton. bijih.

LOGAM GRANIT. Pencarian bahan baku tantalum terus berlanjut hingga saat ini. Unsur-unsur berharga, termasuk tantalum, ditemukan di granit biasa. Di Brazil, mereka telah mencoba mengekstrak tantalum dari granit. Benar, proses memperoleh tantalum dan unsur-unsur lainnya belum memiliki kepentingan industri - sangat rumit dan mahal, tetapi mereka berhasil memperoleh tantalum dari bahan mentah yang tidak biasa tersebut.

HANYA SATU OKSIDAT. Sebelumnya diyakini bahwa, seperti banyak logam transisi lainnya, tantalum, ketika berinteraksi dengan oksigen, dapat membentuk beberapa oksida dengan komposisi berbeda. Namun, penelitian selanjutnya menunjukkan bahwa oksigen selalu mengoksidasi tantalum menjadi Ta 2 O 5 pentoksida. Kebingungan yang ada dijelaskan oleh pembentukan larutan oksigen padat di tantalum. Oksigen terlarut dihilangkan dengan pemanasan di atas 2200°C dalam ruang hampa. Pembentukan larutan padat oksigen sangat mempengaruhi sifat fisik tantalum. Kekuatan, kekerasan, dan hambatan listriknya meningkat, tetapi kerentanan magnetik dan ketahanan terhadap korosi menurun.

PELAPISAN TANTALUM. Cladding (istilah ini berasal dari Perancis) adalah penerapan lapisan tipis logam lain pada produk logam dengan metode termomekanis. Pembaca sudah mengetahui tentang ketahanan kimia yang luar biasa dari tantalum. Fakta bahwa logam ini mahal dan sulit didapat juga benar. Secara alami, pelapisan tantalum pada permukaan logam yang kurang tahan akan sangat bermanfaat, tetapi penerapan pelapisan ini dengan metode elektrolitik sulit dilakukan karena berbagai alasan. Itu sebabnya mereka menggunakan pelapis. Dipercaya bahwa baja yang dilapisi tantalum melalui ledakan pada akhirnya akan menjadi lebih penting bagi industri kimia daripada baja yang dilapisi kaca, meskipun tentu saja harga kaca dan tantalum tidak dapat dibandingkan. Baja tersebut sudah digunakan dalam produksi reaktor nuklir.

Tantalum adalah pilihan cerdas untuk semua aplikasi yang memerlukan ketahanan korosi yang tinggi. Meskipun tantalum bukan logam mulia, stabilitas kimianya sebanding. Selain itu, tantalum dapat dengan mudah dibentuk bahkan pada suhu di bawah suhu kamar karena struktur kristal kubiknya yang berpusat pada tubuh. Ketahanan korosi Tantalum yang tinggi menjadikannya bahan berharga untuk digunakan di berbagai lingkungan kimia. Kami menggunakan bahan kami yang “pantang menyerah”, misalnya, untuk penukar panas untuk sektor instrumentasi, baki pengisi daya untuk konstruksi tungku, implan untuk teknologi medis, dan komponen kapasitor untuk industri elektronik.

Kemurnian terjamin

Anda dapat yakin dengan kualitas produk kami. Kami membuat produk tantalum sendiri - mulai dari bubuk logam hingga produk jadi. Kami hanya menggunakan bubuk tantalum paling murni sebagai bahan awal. Dengan cara ini kami menjamin kemurnian bahan yang sangat tinggi.

Kami menjamin kualitas kemurnian tantalum yang disinter - 99,95 % (kemurnian logam tanpa niobium). Berdasarkan analisis kimia, kandungan sisa terdiri dari unsur-unsur berikut:

Kami menjamin kualitas kemurnian tantalum diperoleh dengan peleburan - 99,95 % (kemurnian logam tanpa niobium) Menurut analisis kimia, kandungan sisa terdiri dari unsur-unsur berikut:

Kehadiran Cr(VI) dan pengotor organik dihilangkan melalui proses produksi (perlakuan panas berulang kali pada suhu di atas 1000 °C dalam atmosfer vakum tinggi). * Nilai awal.

Materi dengan bakat khusus

Meskipun sifat tantalum kami unik, cakupan penerapannya dalam industri juga sama spesifiknya. Di bawah ini kami akan memperkenalkan secara singkat dua di antaranya:

Sifat kimia dan listrik yang dipilih secara individual.

Karena struktur mikronya yang sangat halus, tantalum adalah bahan yang ideal untuk memproduksi kabel ultra-tipis dengan permukaan yang sangat bersih dan sempurna untuk digunakan pada kapasitor tantalum. Kita dapat menentukan sifat kimia, listrik dan mekanik dari kawat tersebut dengan tingkat akurasi yang tinggi. Oleh karena itu, kami menyediakan kepada pelanggan kami sifat komponen yang dipilih secara individual dan stabil, yang terus kami kembangkan dan tingkatkan.

Daya tahan yang sangat baik dan keuletan dingin yang tinggi

Daya tahan yang sangat baik dikombinasikan dengan sifat mampu bentuk dan kemampuan las yang sangat baik menjadikan tantalum bahan yang ideal untuk penukar panas. Penukar panas tantalum kami sangat stabil dan tahan terhadap berbagai lingkungan agresif. Dengan pengalaman bertahun-tahun dalam pemrosesan tantalum, kami juga dapat memproduksi geometri kompleks untuk memenuhi kebutuhan Anda.

Tantalum murni atau paduan?

Kami mempersiapkan tantalum kami secara optimal untuk aplikasi apa pun. Dengan menggunakan berbagai elemen paduan kita dapat mengubah sifat tungsten berikut:

• properti fisik(misalnya titik leleh, tekanan uap, kepadatan, konduktivitas listrik, konduktivitas termal, ekspansi termal, kapasitas panas)
• peralatan mekanis(misalnya kekuatan, mekanisme keruntuhan, keuletan)
• Sifat kimia(misalnya ketahanan terhadap korosi, kemampuan tergores)
• kemampuan mesin(misalnya kemampuan mesin, sifat mampu bentuk, kemampuan las)
• karakteristik struktur dan rekristalisasi(misalnya suhu rekristalisasi, kerapuhan, efek penuaan, ukuran butir)

Dan bukan itu saja: dengan menggunakan teknologi produksi khusus kami, kami dapat mengubah berbagai sifat tantalum lainnya dalam rentang yang luas. Hasilnya: dua teknologi produksi tantalum dan paduan yang berbeda dengan sifat berbeda untuk memenuhi persyaratan aplikasi tertentu secara tepat.

Tantalum diproduksi dengan cara sintering (TaS).

Tantalum sinter murni dan tantalum peleburan murni memiliki ciri-ciri umum sebagai berikut:

• titik leleh tinggi 2996 °C
• keuletan dingin yang sangat baik
• rekristalisasi pada suhu 900 hingga 1450 °C (tergantung pada tingkat deformasi dan kemurnian)
• ketahanan yang sangat baik dalam larutan air dan logam cair
• superkonduktivitas
• tingkat kompatibilitas biologis yang tinggi

Ketika pekerjaan sangat sulit, tantalum sinter kami akan membantu: berkat proses metalurgi serbuk kami tantalum yang disinter, (TaS) memiliki struktur butiran yang sangat halus dan kemurnian tinggi. Dalam hal ini, materinya berbeda kualitas permukaan tertinggi dan sifat mekanik yang baik.

Untuk digunakan pada kapasitor Kami merekomendasikan salah satu varietas tantalum kami dengan kualitas permukaan yang sangat tinggi ( Tak). Tantalum ini digunakan dalam bentuk kawat pada kapasitor tantalum. Kapasitansi tinggi, arus bocor rendah, dan resistansi rendah hanya dapat dijamin jika digunakan kawat yang bebas dari cacat dan kotoran.

Tantalum meleleh (TaM)

Anda tidak selalu membutuhkan yang terbaik dari yang terbaik. Tantalum diperoleh dengan cara peleburan, (TaM), sebagai aturan, lebih ekonomis dalam produksi dibandingkan tantalum sinter, dan kualitasnya cukup untuk banyak aplikasi. Namun, bahan ini tidak berbutir halus dan seragam seperti tantalum sinter. Hubungi saja kami. Kami akan dengan senang hati memberi saran kepada Anda.

Tantalum stabil (TaKS)

Kami kami memadukan tantalum stabil sinter kami dengan silikon, yang mencegah pertumbuhan butir bahkan pada suhu tinggi. Hal ini membuat tantalum kami cocok untuk digunakan bahkan pada suhu yang sangat tinggi. Struktur mikro berbutir halus tetap stabil bahkan setelah anil pada suhu hingga 2000 °C. Proses ini memungkinkan material mempertahankan sifat mekaniknya yang sangat baik, seperti keuletan dan kekuatannya. Tantalum yang distabilkan dalam bentuk kawat atau lembaran sangat ideal untuk produksi anoda tantalum dengan cara sintering atau untuk digunakan dalam sektor konstruksi tungku.

Tantalum-tungsten (TaW) memiliki sifat mekanik yang baik dan ketahanan korosi yang sangat baik. Kami menambahkan 2,5 hingga 10 persen berat tungsten ke tantalum murni. Meski dihasilkan paduan 1,4 kali lebih kuat tantalum murni, mudah diproses pada suhu hingga 1600 °C. Oleh karena itu paduan TaW kami sangat cocok untuk penukar panas dan elemen pemanas yang digunakan dalam industri kimia.

Baik dalam segala hal. Ciri-ciri tantalum.

Tantalum termasuk dalam kelompok logam tahan api. Logam tahan api memiliki titik leleh lebih tinggi dari titik leleh platina (1772 °C). Energi yang mengikat atom-atom individu menjadi satu sangatlah tinggi. Titik leleh yang tinggi dari logam tahan api dikombinasikan dengan tekanan uap yang rendah. Logam tahan api juga dicirikan oleh kepadatan tinggi dan koefisien muai panas yang rendah.

Dalam tabel periodik, tantalum berada pada periode yang sama dengan tungsten. Seperti tungsten, tantalum memiliki kepadatan yang sangat tinggi - 16,6 g/cm 3 . Namun, tidak seperti tungsten, tantalum menjadi rapuh selama operasi manufaktur yang melibatkan atmosfer hidrogen. Oleh karena itu, bahan tersebut diproduksi dalam kondisi vakum tinggi.

Tantalum tidak diragukan lagi logam tahan api yang paling stabil. Ia stabil di semua asam dan basa dan memiliki sifat yang sangat spesifik:

Sifat termofisika

Logam tahan api biasanya memiliki koefisien muai panas yang rendah Dan kepadatan yang relatif tinggi. Ini juga berlaku untuk tantalum. Meskipun konduktivitas termal tantalum lebih rendah dibandingkan tungsten dan molibdenum, bahan tersebut memiliki koefisien muai panas yang lebih tinggi dibandingkan banyak logam lainnya.

Sifat termofisika tantalum berubah seiring perubahan suhu. Grafik di bawah menunjukkan kurva perubahan variabel terpenting:

Peralatan mekanis

Bahkan sejumlah kecil unsur interstisial seperti oksigen, nitrogen, hidrogen, dan karbon dapat mengubah sifat mekanik tantalum. Selain itu, faktor-faktor seperti kemurnian serbuk logam, teknologi produksi (sintering atau peleburan), derajat pengerjaan dingin, dan jenis perlakuan panas digunakan untuk mengubah sifat mekaniknya.

Seperti tungsten dan molibdenum, tantalum memilikinya kubik berpusat pada tubuh kisi kristal. Suhu transisi tantalum yang getas-ulet adalah -200 °C, yang jauh lebih rendah daripada suhu kamar. Berkat logam ini sangat mudah untuk dibentuk. Selama pengerjaan dingin, kekuatan tarik dan kekerasan logam meningkat, tetapi pada saat yang sama perpanjangan putusnya menurun. Meskipun bahan tersebut kehilangan keuletannya, bahan tersebut tidak menjadi rapuh.

Tahan panas bahannya lebih rendah dari tungsten, tapi sebanding dengan ketahanan panas molibdenum murni. Untuk meningkatkan ketahanan panas, kami menambahkan logam tahan api ke tantalum kami, seperti tungsten.

Modulus elastisitas tantalum lebih rendah dibandingkan tungsten dan molibdenum, dan sebanding dengan besi murni. Modulus elastisitas menurun dengan meningkatnya suhu.

Peralatan mekanis

Karena keuletannya yang tinggi, tantalum cocok digunakan secara optimal proses pencetakan seperti membungkuk, menginjak, menekan atau menggambar dalam. Tantalum sulit untuk dihasilkan permesinan. Keripiknya sulit dipisahkan. Oleh karena itu, kami merekomendasikan penggunaan langkah evakuasi chip. Tantalum berbeda kemampuan las yang sangat baik dibandingkan dengan tungsten dan molibdenum.

Apakah Anda memiliki pertanyaan tentang pengerjaan logam tahan api? Kami akan dengan senang hati membantu Anda menggunakan pengalaman kami selama bertahun-tahun.

Sifat kimia

Karena tantalum tahan terhadap segala jenis bahan kimia, bahan tersebut sering disamakan dengan logam mulia. Namun secara termodinamika, tantalum merupakan logam dasar yang tetap dapat membentuk senyawa stabil dengan berbagai macam unsur. Saat terkena udara, tantalum terbentuk dengan sangat baik lapisan oksida padat(Ta 2 O 5), yang melindungi bahan dasar dari pengaruh agresif. Lapisan oksida ini menghasilkan tantalum tahan korosi.

Pada suhu kamar, tantalum tidak stabil hanya pada zat anorganik berikut: asam sulfat pekat, fluor, hidrogen fluorida, asam fluorida, dan larutan asam yang mengandung ion fluor. Larutan basa, lelehan natrium hidroksida, dan kalium hidroksida juga memiliki efek kimia pada tantalum. Pada saat yang sama, bahan tersebut stabil dalam larutan amonia berair. Jika tantalum diserang secara kimia, hidrogen memasuki kisi kristalnya dan material menjadi rapuh. Ketahanan korosi tantalum secara bertahap menurun seiring dengan meningkatnya suhu.

Tantalum tidak bereaksi terhadap banyak solusi. Namun, jika tantalum terkena larutan campuran, ketahanan terhadap korosi dapat berkurang, meskipun tantalum stabil pada masing-masing komponen larutan. Apakah Anda memiliki pertanyaan rumit tentang korosi? Kami akan dengan senang hati membantu Anda menggunakan pengalaman kami dan laboratorium korosi internal kami.

Tantalum stabil dalam beberapa lelehan logam seperti Ag, Bi, Cd, Cs, Cu, Ga, Hg, °K, Li, Mg, Na dan Pb, asalkan lelehan tersebut mengandung sedikit oksigen. Namun bahan ini rentan terhadap Al, Fe, Be, Ni dan Co.

Ketika logam dasar seperti tantalum bersentuhan dengan logam mulia seperti platina, reaksi kimia terjadi dengan sangat cepat. Dalam hal ini, reaksi tantalum dengan bahan lain yang ada dalam sistem perlu diperhitungkan, terutama pada suhu tinggi.

Tantalum tidak bereaksi dengan gas inert. Oleh karena itu, gas inert dengan kemurnian tinggi dapat digunakan sebagai gas pelindung. Namun seiring meningkatnya suhu, tantalum bereaksi aktif dengan oksigen atau udara dan dapat menyerap hidrogen dan nitrogen dalam jumlah besar. Hal ini membuat material menjadi rapuh. Kotoran ini dapat dihilangkan dengan menganil tantalum dalam ruang hampa tinggi. Hidrogen menghilang pada suhu 800 °C, dan nitrogen pada 1700 °C.

Dalam tungku suhu tinggi, tantalum dapat bereaksi dengan bagian struktural yang terbuat dari oksida tahan api atau grafit. Bahkan oksida yang sangat stabil seperti aluminium, magnesium, atau zirkonium oksida dapat mengalami penurunan suhu tinggi jika bersentuhan dengan tantalum. Setelah kontak dengan grafit, tantalum karbida dapat terbentuk, yang menyebabkan peningkatan kerapuhan tantalum. Meskipun tantalum umumnya dapat dengan mudah digabungkan dengan logam tahan api lainnya seperti molibdenum atau tungsten, tantalum dapat bereaksi dengan boron nitrida heksagonal dan silikon nitrida.

Tabel di bawah ini menunjukkan ketahanan korosi suatu material dibandingkan dengan material tahan panas yang digunakan dalam konstruksi tungku industri. Batas suhu yang ditentukan berlaku untuk vakum. Saat menggunakan gas pelindung, suhunya sekitar 100–200 °C lebih rendah.

Sulfur dioksida dapat menambah oksigen, berubah menjadi sulfur trioksida (trioksida). Dalam kondisi normal, reaksi ini berlangsung sangat lambat. Ini terjadi lebih cepat dan mudah pada suhu tinggi dengan adanya katalis.

Sulfur trioksida adalah cairan tidak berwarna, sangat mobile dengan kepadatan yang mendidih dan mengkristal. Ketika disimpan, terutama dengan adanya sedikit kelembapan, zat ini berubah, berubah menjadi kristal yang panjang dan halus.

Molekul bebas (dalam bentuk gas) dibangun dalam bentuk segitiga beraturan, dengan atom belerang di tengah dan atom oksigen di puncaknya. Seperti halnya dalam molekul, atom belerang di sini berada dalam keadaan -hibridisasi; Sesuai dengan ini, inti keempat atom yang menyusun molekul terletak pada bidang yang sama, dan sudut ikatannya sama:

Atom belerang dalam molekul dihubungkan ke atom oksigen melalui tiga ikatan o dua pusat dan satu ikatan empat pusat (lih. struktur molekul § 129). Selain itu, karena adanya pasangan elektron bebas atom oksigen dan orbital bebas atom belerang, pembentukan ikatan kovalen tambahan dimungkinkan di sini, seperti yang terjadi pada molekul (hal. 341).

Sulfur trioksida - asam sulfat anhidrida; yang terakhir terbentuk ketika berinteraksi dengan air:

Struktur molekul asam sulfat sesuai dengan rumus:

Cairan berminyak anhidrat dan tidak berwarna yang mengkristal pada suhu .

Ketika dipanaskan, asam sulfat anhidrat (yang disebut "monohidrat") terpecah, yang kemudian menguap. Eliminasi dilanjutkan sampai diperoleh larutan azeotropik. Ini mengandung (berat) dan (berat) air. Larutan ini dididihkan dan disuling tanpa mengubah komposisinya pada suhu . Larutan azeotropik akhirnya diperoleh dengan menyuling asam sulfat encer. Dalam hal ini, sebagian besar air didistilasi hingga konsentrasi asam mencapai .

Ketika asam sulfat dilarutkan dalam air, hidrat terbentuk dan sejumlah besar panas dilepaskan. Oleh karena itu, pencampuran asam sulfat pekat dengan air harus dilakukan dengan hati-hati. Untuk menghindari percikan lapisan permukaan larutan yang dipanaskan, asam sulfat (karena lebih berat) perlu dituangkan ke dalam air dalam porsi kecil atau dalam aliran tipis; Dalam situasi apa pun Anda tidak boleh menuangkan air ke dalam asam.

Asam sulfat dengan rakus menyerap uap air dan oleh karena itu sering digunakan untuk mengeringkan gas. Kemampuan menyerap air juga menjelaskan terjadinya hangusnya banyak zat organik, terutama yang termasuk golongan karbohidrat (serat, gula, dll), bila terkena asam sulfat pekat. Hidrogen dan oksigen terdapat dalam karbohidrat dengan perbandingan yang sama seperti dalam air. Asam sulfat menghilangkan hidrogen dan oksigen dari karbohidrat, yang membentuk air, dan karbon dilepaskan dalam bentuk batu bara.

Asam sulfat pekat, terutama yang panas, merupakan zat pengoksidasi yang kuat. Ia mengoksidasi HI dan (tetapi tidak) menjadi halogen bebas, batubara menjadi , dan belerang menjadi . Reaksi-reaksi ini dinyatakan dengan persamaan:

Interaksi asam sulfat dengan logam bervariasi tergantung konsentrasinya. Asam sulfat encer teroksidasi dengan ion hidrogennya. Oleh karena itu, ia hanya berinteraksi dengan logam-logam yang berada pada rangkaian tegangan sebelum hidrogen, misalnya:

Namun timbal tidak larut dalam asam encer karena garam yang dihasilkan tidak larut.

Asam sulfat pekat merupakan zat pengoksidasi karena. Ini mengoksidasi logam dalam rentang tegangan hingga dan termasuk perak. Produk reduksinya dapat bervariasi tergantung pada aktivitas logam dan kondisi (konsentrasi asam, suhu). Saat berinteraksi dengan logam dengan aktivitas rendah, seperti tembaga, asamnya tereduksi menjadi:

Ketika berinteraksi dengan logam yang lebih aktif, produk reduksinya dapat berupa belerang bebas dan hidrogen sulfida. Misalnya, ketika berinteraksi dengan seng, reaksi berikut dapat terjadi:

Untuk mengetahui pengaruh asam sulfat pada besi, lihat § 242.

Asam sulfat merupakan asam dibasa kuat. Pada langkah pertama, dalam larutan dengan konsentrasi rendah, ia terdisosiasi hampir seluruhnya:

Disosiasi tahap kedua

terjadi pada tingkat yang lebih rendah. Konstanta disosiasi asam sulfat pada tahap kedua, dinyatakan dalam aktivitas ion, .

Sebagai asam dibasa, asam sulfat membentuk dua rangkaian garam: sedang dan asam. Garam rata-rata asam sulfat disebut sulfat, dan garam asam disebut hidrosulfat.

Kebanyakan garam asam sulfat cukup larut dalam air. Sulfat yang praktis tidak larut meliputi barium, strontium, dan timbal sulfat. Kalsium sulfat yang sedikit larut. Hasil kali kelarutannya adalah.

Barium sulfat tidak hanya larut dalam air, tetapi juga dalam asam encer. Oleh karena itu, pembentukan endapan putih yang tidak larut dalam asam ketika garam barium ditambahkan ke larutan apa pun merupakan indikasi adanya ion dalam larutan ini:

Jadi, garam barium yang larut berfungsi sebagai reagen untuk sulfasi.

Garam asam sulfat yang paling penting adalah sebagai berikut.

Sodium sulfat . Ini mengkristal dari larutan berair dengan sepuluh molekul air dan dalam bentuk ini disebut garam Glauber yang diambil dari nama dokter dan ahli kimia Jerman I.R. Glauber, yang merupakan orang pertama yang memperolehnya melalui aksi natrium sulfat klorida. Garam anhidrat digunakan dalam pembuatan kaca.

Kalium sulfat. Kristal tidak berwarna, sangat larut dalam air. Membentuk sejumlah garam ganda, khususnya tawas (lihat di bawah).

Magnesium sulfat . Terkandung dalam air laut. Dari larutan ia mengkristal sebagai hidrat.

Kalsium sulfat. Terjadi secara alami dalam jumlah besar sebagai mineral gipsum. Ketika dipanaskan menjadi gipsum, ia kehilangan air kristalisasi yang dikandungnya dan berubah menjadi gipsum yang terbakar, atau pualam. Ketika dicampur dengan air ke dalam adonan, plester yang terbakar akan mengeras dengan cepat, berubah kembali menjadi . Berkat sifat ini, gipsum digunakan untuk pembuatan cetakan pengecoran dan cetakan berbagai benda, serta sebagai bahan pengikat untuk plesteran dinding dan langit-langit. Dalam pembedahan patah tulang, gips digunakan.