Apa itu tantalum dan di mana penggunaannya? Apa itu tantalum? Fitur, produk, properti, dan aplikasi. harga Tantalum

Tantalum (Ta) merupakan unsur dengan nomor atom 73 dan berat atom 180,948. Ini adalah elemen dari subkelompok sekunder dari kelompok kelima, periode keenam dari tabel periodik Dmitry Ivanovich Mendeleev. Tantalum dalam keadaan bebas dalam kondisi normal merupakan logam abu-abu platina dengan sedikit warna kelam, yang merupakan akibat dari pembentukan lapisan oksida (Ta 2 O 5). Tantalum adalah logam yang berat, tahan api, cukup keras, tetapi tidak rapuh, sekaligus sangat mudah ditempa, mudah dikerjakan, terutama dalam bentuk murni.

Di alam, tantalum ditemukan dalam bentuk dua isotop: stabil 181 Ta (99,99%) dan radioaktif 180 Ta (0,012%) dengan waktu paruh 10 12 tahun. Dari radioaktif yang diperoleh secara artifisial, 182 Ta (waktu paruh 115,1 hari) digunakan sebagai indikator isotop.

Unsur ini ditemukan pada tahun 1802 oleh ahli kimia Swedia A.G. Ekeberg dalam dua mineral yang ditemukan di Finlandia dan Swedia. Dinamai setelah pahlawan mitos Yunani kuno Tantalus karena sulitnya mengisolasi dia. Sejak lama, mineral columbite yang mengandung columbium (niobium) dan tantalite yang mengandung tantalum dianggap satu dan sama. Bagaimanapun, kedua elemen ini sering berteman satu sama lain dan serupa dalam banyak hal. Pendapat ini telah lama dianggap benar di kalangan ahli kimia di semua negara, hanya pada tahun 1844 ahli kimia Jerman Heinrich Rose kembali mempelajari kolumbit dan tantalit dari berbagai tempat dan menemukan di dalamnya logam baru, yang sifatnya mirip dengan tantalum. Itu adalah niobium. Tantalum logam murni plastik pertama kali diperoleh oleh ilmuwan Jerman W. von Bolton pada tahun 1903.

Deposit utama mineral tantalum terletak di Finlandia, negara-negara Skandinavia, Amerika Utara, Brazil, Australia, Perancis, Cina dan sejumlah negara lainnya.

Karena tantalum memiliki sejumlah sifat berharga - keuletan yang baik, kekuatan tinggi, kemampuan las, ketahanan korosi pada suhu sedang, sifat tahan api dan sejumlah kualitas penting lainnya - penggunaan elemen ketujuh puluh tiga sangat luas. Bidang penerapan tantalum yang paling penting adalah elektronik dan teknik mesin. Sekitar seperempat produksi tantalum dunia digunakan untuk industri listrik dan vakum. Dalam elektronik, digunakan untuk pembuatan kapasitor elektrolitik, anoda lampu berdaya tinggi, dan jaringan listrik. Dalam industri kimia, tantalum digunakan untuk membuat bagian-bagian mesin yang digunakan dalam produksi asam, karena unsur ini memiliki ketahanan kimia yang luar biasa. Tantalum tidak larut bahkan dalam lingkungan kimia yang agresif seperti aqua regia! Logam, seperti tanah jarang, dilebur dalam cawan lebur tantalum. Pemanas untuk tungku suhu tinggi dibuat darinya. Karena tantalum tidak berinteraksi dengan jaringan hidup tubuh manusia dan tidak membahayakannya, tantalum digunakan dalam pembedahan untuk menyatukan tulang jika terjadi patah tulang. Namun, konsumen utama logam berharga tersebut adalah metalurgi (lebih dari 45%). Dalam beberapa tahun terakhir, tantalum semakin banyak digunakan sebagai elemen paduan pada baja khusus - sangat kuat, tahan korosi, dan tahan panas. Selain itu, banyak bahan struktural dengan cepat kehilangan konduktivitas termal: lapisan oksida atau garam yang menghantarkan panas dengan buruk terbentuk di permukaannya. Struktur yang terbuat dari tantalum dan paduannya tidak menghadapi masalah seperti itu. Film oksida yang terbentuk di atasnya tipis dan menghantarkan panas dengan baik, dan juga memiliki sifat pelindung anti korosi.

Tidak hanya tantalum murni yang berharga, tetapi juga senyawanya. Dengan demikian, kekerasan tantalum karbida yang tinggi digunakan dalam pembuatan perkakas karbida untuk pemotongan logam berkecepatan tinggi. Paduan tantalum-tungsten memberikan ketahanan panas pada bagian yang dibuat darinya.

Sifat biologis

Karena kompatibilitas biologisnya yang tinggi - kemampuan untuk bergaul dengan jaringan hidup tanpa menyebabkan iritasi atau penolakan oleh tubuh - tantalum telah banyak digunakan dalam pengobatan, terutama dalam bedah rekonstruktif - untuk memulihkan tubuh manusia. Pelat tipis tantalum digunakan untuk kerusakan pada tengkorak - mereka menutup retakan pada tengkorak. Kedokteran mengetahui kasus di mana telinga buatan dibuat dari pelat tantalum, dan kulit yang ditransplantasikan dari paha berakar dengan sangat baik dan cepat sehingga organ buatan tersebut tidak dapat dibedakan dari yang asli. Benang Tantalum digunakan untuk memulihkan jaringan otot yang rusak. Ahli bedah menggunakan pelat tantalum untuk mengencangkan dinding rongga perut setelah operasi. Bahkan pembuluh darah pun bisa disambung menggunakan klip tantalum. Jaringan yang terbuat dari bahan unik ini digunakan dalam pembuatan prostesis mata. Benang yang terbuat dari logam ini digunakan untuk menggantikan tendon dan bahkan menjahit serabut saraf.

Yang tidak kalah luasnya adalah penggunaan tantalum pentoksida Ta 2 O 5 - campurannya dengan sedikit besi trioksida diusulkan untuk digunakan untuk mempercepat pembekuan darah.

Selama dekade terakhir, cabang kedokteran baru telah berkembang berdasarkan penggunaan medan listrik statis jarak pendek untuk merangsang proses biologis positif dalam tubuh manusia. Selain itu, medan listrik terbentuk bukan karena sumber energi listrik tradisional dengan jaringan atau catu daya baterai, tetapi karena pelapis electret yang berfungsi secara mandiri (dielektrik yang mempertahankan muatan listrik tanpa kompensasi untuk waktu yang lama), diterapkan pada implan untuk berbagai keperluan, secara luas. digunakan dalam pengobatan.

Saat ini, hasil positif dari penggunaan film electret tantalum pentoksida telah diperoleh di bidang kedokteran berikut: bedah maksilofasial (penggunaan implan yang dilapisi Ta 2 O 5 menghilangkan terjadinya proses inflamasi dan mengurangi waktu penyembuhan implan) ; kedokteran gigi ortopedi (melapisi gigi palsu yang terbuat dari plastik akrilik dengan lapisan tantalum pentoksida menghilangkan semua kemungkinan manifestasi patologis yang disebabkan oleh intoleransi terhadap akrilat); pembedahan (penggunaan aplikator electret dalam pengobatan cacat pada kulit dan jaringan ikat dengan proses luka yang tidak dapat disembuhkan dalam jangka panjang, luka baring, tukak neurotropik, cedera termal); traumatologi dan ortopedi (percepatan perkembangan jaringan tulang dalam pengobatan patah tulang dan penyakit pada sistem muskuloskeletal manusia di bawah pengaruh medan statis yang diciptakan oleh film pelapis electret).

Semua perkembangan ilmiah yang unik ini menjadi mungkin berkat karya ilmiah para spesialis dari Universitas Elektroteknik Negeri St. Petersburg (LETI).

Selain bidang-bidang yang disebutkan di atas di mana lapisan tantalum pentoksida unik telah digunakan atau sedang diperkenalkan, terdapat pengembangan yang masih berada pada tahap awal. Ini termasuk pengembangan bidang kedokteran berikut: tata rias (produksi bahan berdasarkan lapisan tantalum pentoksida, yang akan menggantikan “benang emas”); bedah jantung (menerapkan film electret ke permukaan bagian dalam pembuluh darah buatan, mencegah pembentukan bekuan darah); endoprostetik (mengurangi risiko penolakan prostesis yang selalu berinteraksi dengan jaringan tulang). Selain itu, instrumen bedah yang dilapisi film tantle pentoksida sedang dibuat.

Tantalum diketahui sangat tahan terhadap lingkungan agresif, terbukti dari sejumlah fakta. Jadi pada suhu 200 °C logam ini tidak terpengaruh oleh tujuh puluh persen asam nitrat! Dalam asam sulfat pada suhu 150 °C, korosi tantalum juga tidak diamati, dan pada suhu 200 °C logam terkorosi, tetapi hanya 0,006 mm per tahun!

Ada kasus yang diketahui ketika di satu perusahaan yang menggunakan gas hidrogen klorida, komponen baja tahan karat rusak hanya dalam beberapa bulan. Namun, segera setelah baja digantikan oleh tantalum, bahkan bagian tertipis pun (ketebalan 0,3...0,5 mm) ternyata praktis tidak terbatas - masa pakainya meningkat hingga 20 tahun!

Tantalum, bersama dengan nikel dan kromium, banyak digunakan sebagai lapisan anti korosi. Ini mencakup bagian-bagian dari berbagai bentuk dan ukuran: cawan lebur, pipa, lembaran, nozel roket dan banyak lagi. Selain itu, bahan pelapis tantalum bisa sangat beragam: besi, tembaga, grafit, kuarsa, kaca, dan lain-lain. Yang paling menarik adalah kekerasan lapisan tantalum tiga sampai empat kali lebih tinggi dibandingkan kekerasan tantalum teknis dalam bentuk anil!

Karena tantalum merupakan logam yang sangat berharga, pencarian bahan bakunya terus dilakukan hingga saat ini. Ahli mineralogi telah menemukan bahwa granit biasa, selain unsur berharga lainnya, juga mengandung tantalum. Upaya untuk mengekstraksi tantalum dari batuan granit dilakukan di Brasil, logamnya diperoleh, tetapi ekstraksi tersebut tidak mencapai skala industri - prosesnya ternyata sangat mahal dan rumit.

Kapasitor tantalum elektrolitik modern stabil, andal, dan tahan lama. Kapasitor miniatur yang terbuat dari bahan ini, digunakan dalam berbagai sistem elektronik, selain keunggulan di atas, memiliki satu kualitas unik: mereka dapat melakukan perbaikan sendiri! Bagaimana ini bisa terjadi? Misalkan integritas insulasi rusak karena penurunan tegangan atau karena alasan lain - segera lapisan oksida insulasi terbentuk lagi di lokasi kerusakan, dan kapasitor terus bekerja seolah-olah tidak terjadi apa-apa!

Tidak diragukan lagi, istilah “logam pintar”, yang muncul pada pertengahan abad ke-20, yaitu logam yang membantu mesin pintar beroperasi, berhak dikaitkan dengan tantalum.

Di beberapa daerah, tantalum menggantikan dan terkadang bahkan bersaing dengan platinum! Jadi, dalam pekerjaan perhiasan, tantalum sering kali menggantikan logam mulia yang lebih mahal dalam pembuatan gelang, kotak jam tangan, dan perhiasan lainnya. Di daerah lain, tantalum berhasil bersaing dengan platina - timbangan analitik standar yang terbuat dari logam ini kualitasnya tidak kalah dengan platina.

Selain itu, tantalum menggantikan iridium yang lebih mahal dalam produksi ujung pena otomatis.

Karena sifat kimianya yang unik, tantalum telah digunakan sebagai bahan katoda. Jadi, katoda tantalum digunakan dalam pemisahan elektrolitik emas dan perak. Nilainya terletak pada kenyataan bahwa endapan logam mulia dapat dibersihkan dengan aqua regia, yang tidak membahayakan tantalum.

Kita pasti dapat berbicara tentang fakta bahwa ada sesuatu yang simbolis, jika bukan mistis, dalam kenyataan bahwa ahli kimia Swedia Ekeberg, yang mencoba menjenuhkan zat baru dengan asam, terpesona oleh "kehausannya" dan memberi nama pada unsur baru tersebut. kehormatan penjahat mitos yang membunuh putranya sendiri dan mengkhianati para dewa. Dan dua ratus tahun kemudian ternyata elemen ini mampu “menjahit” seseorang dan bahkan “mengganti” tendon dan sarafnya! Ternyata sang martir, yang mendekam di dunia bawah, menebus kesalahannya dengan membantu manusia, mencoba memohon ampun kepada para dewa...

Cerita

Tantalus adalah pahlawan mitos Yunani kuno, raja Lydia atau Frigia, putra Zeus. Dia membocorkan rahasia para dewa Olympian, mencuri ambrosia dari pesta mereka dan mentraktir para Olympian dengan hidangan yang dibuat dari tubuh putranya sendiri Pelops, yang dia bunuh. Atas kekejamannya, Tantalus dijatuhi hukuman oleh para dewa dengan siksaan abadi berupa kelaparan, kehausan, dan ketakutan di dunia bawah Hades. Sejak itu, dia berdiri tegak di air jernih sebening kristal, dahan-dahannya membungkuk ke arah kepalanya karena beban buah-buahan yang matang. Hanya saja dia tidak bisa menghilangkan rasa haus atau laparnya - air langsung turun begitu dia mencoba minum, dan ranting-rantingnya terangkat oleh angin, dari tangan seorang pembunuh yang lapar. Sebuah batu menggantung di atas kepala Tantalus, yang bisa runtuh kapan saja, memaksa orang berdosa yang malang itu menderita ketakutan selamanya. Berkat mitos ini, muncul ungkapan “siksaan Tantalum”, yang menunjukkan penderitaan yang tak tertahankan, upaya halus untuk membebaskan diri dari siksaan. Rupanya, selama upaya yang gagal dari ahli kimia Swedia Ekeberg untuk melarutkan “bumi” yang ia temukan pada tahun 1802 dalam asam dan mengisolasi unsur baru darinya, ungkapan inilah yang muncul di benaknya. Lebih dari sekali ilmuwan berpikir bahwa dia hampir mencapai tujuannya, namun dia tidak pernah mampu mengisolasi logam baru dalam bentuk murni. Beginilah nama “kemartiran” dari elemen baru tersebut muncul.

Penemuan tantalum erat kaitannya dengan penemuan unsur lain - niobium, yang lahir setahun sebelumnya dan awalnya diberi nama Kolumbia, yang diberikan oleh penemunya Hatchet. Elemen ini adalah kembaran tantalum dan dekat dengannya dalam beberapa sifat. Kedekatan inilah yang menyesatkan para ahli kimia, yang, setelah banyak perdebatan, sampai pada kesimpulan yang salah bahwa tantalum dan columbium adalah unsur yang sama. Kesalahpahaman ini berlangsung selama lebih dari empat puluh tahun, sampai pada tahun 1844 ahli kimia terkenal Jerman Heinrich Rose, selama penelitian berulang kali terhadap kolumbit dan tantalit dari berbagai endapan, membuktikan bahwa columbium adalah unsur independen. Columbia yang dipelajari Gatchet adalah niobium dengan kandungan tantalum yang tinggi, sehingga menyesatkan dunia ilmiah. Untuk menghormati hubungan erat antara kedua elemen tersebut, Rose memberi Kolombia nama baru Niobium - untuk menghormati putri raja Frigia Tantalus Niobia. Meskipun Rose juga melakukan kesalahan dengan diduga menemukan unsur baru lainnya, yang ia beri nama Pelopius (setelah putra Tantalus, Pelops), karyanya menjadi dasar pembedaan tegas antara niobium (Columbium) dan tantalum. Hanya saja, bahkan setelah bukti Rose, tantalum dan niobium masih bingung untuk waktu yang lama. Jadi tantalum disebut columbium, di Rusia columbus. Hess, dalam "Principles of Pure Chemistry" hingga edisi keenam (1845), hanya berbicara tentang tantalum, tanpa menyebut Columbia; Dvigubsky (1824) menyebut nama tantalium. Kesalahan dan keraguan seperti itu dapat dimengerti - metode pemisahan tantalum dan niobium baru dikembangkan pada tahun 1866 oleh ahli kimia Swiss Marignac, dan unsur tantalum murni belum ada: lagi pula, para ilmuwan dapat memperoleh logam ini dalam bentuk padat murni. baru terbentuk pada abad ke-20. Orang pertama yang berhasil memperoleh logam tantalum adalah ahli kimia Jerman von Bolton, dan ini baru terjadi pada tahun 1903. Sebelumnya, tentu saja, upaya telah dilakukan untuk memperoleh logam tantalum murni, namun semua upaya ahli kimia tidak berhasil. Misalnya, ahli kimia Perancis Moissan memperoleh bubuk logam, yang diklaimnya sebagai tantalum murni. Namun bubuk ini, yang diperoleh dengan mereduksi tantalum pentoksida Ta 2 O 5 dengan karbon dalam tungku listrik, bukanlah tantalum murni; bubuk tersebut mengandung 0,5% karbon.

Akibatnya, studi rinci tentang sifat fisikokimia unsur ketujuh puluh tiga baru mungkin dilakukan pada awal abad kedua puluh. Selama beberapa tahun berikutnya, tantalum tidak menemukan penggunaan praktis. Baru pada tahun 1922 dapat digunakan pada penyearah AC.

Berada di alam

Kandungan rata-rata unsur ketujuh puluh tiga di kerak bumi (clarke) adalah 2,5∙10 -4% massa. Tantalum merupakan salah satu ciri khas batuan asam – granit dan cangkang sedimen, yang rata-rata kandungannya mencapai 3,5∙10 -4%, sedangkan untuk batuan ultrabasa dan basa - mantel bagian atas dan bagian dalam kerak bumi, konsentrasi tantalum di sana jauh lebih rendah: 1 ,8∙10 -6%. Tantalum tersebar di batuan beku, serta di biosfer, karena bersifat isomorfik dengan banyak unsur kimia.

Meskipun kandungan tantalum di kerak bumi rendah, namun mineralnya tersebar luas - jumlahnya lebih dari seratus, baik mineral tantalum itu sendiri maupun bijih yang mengandung tantalum, semuanya terbentuk sehubungan dengan aktivitas magmatik (tantalite, columbite, loparite, pyrochlore dan lain-lain). Di semua mineral, pendamping tantalum adalah niobium, yang dijelaskan oleh kemiripan kimiawi yang ekstrem dari unsur-unsurnya dan ukuran ionnya yang hampir sama.

Bijih Tantalum sendiri memiliki perbandingan Ta 2 O 5 : Nb 2 O 5 ≥1. Mineral utama bijih tantalum adalah columbite-tantalite (Ta 2 O 5 kandungan 30-45%), tantalite dan manganotantalit (Ta 2 O 5 45-80%), wodginite (Ta, Mn, Sn) 3 O 6 (Ta 2 O 5 60-85%), mikrolit Ca 2 (Ta, Nb) 2 O 6 (F, OH) (Ta 2 O 5 50-80%) dan lain-lain. Tantalite (Fe, Mn)(Ta, Nb) 2 O 6 mempunyai beberapa varietas yaitu ferrotantalite (FeO>MnO), manganotantalit (MnO>FeO). Tantalite hadir dalam berbagai warna dari hitam hingga merah-cokelat. Mineral utama bijih tantalum-niobium, yang darinya, bersama dengan niobium, tantalum yang jauh lebih mahal diekstraksi, adalah kolumbit (Ta 2 O 5 5-30%), piroklor yang mengandung tantalum (Ta 2 O 5 1-4%) , loparit (Ta 2 O 5 0,4-0,8%), gatchettolit (Ca, Tr, U) 2 (Nb, Ta) 2 O 6 (F, OH)∙nH 2 O (Ta 2 O 5 8-28%), ixiolite (Nb , Ta, Sn, W, Sc) 3 O 6 dan beberapa lainnya. Tantalum-niobates yang mengandung U, Th, TR bersifat metamik, sangat radioaktif dan mengandung air dalam jumlah yang bervariasi; modifikasi polimorfik sering terjadi. Tantalum-niobates membentuk diseminasi kecil, pelepasan besar jarang terjadi (kristal khas terutama untuk loparite, pyrochlore dan columbite-tantalite). Warnanya hitam, coklat tua, kuning kecoklatan. Biasanya tembus cahaya atau sedikit tembus cahaya.

Ada beberapa tipe industri dan genetik utama dari deposit bijih tantalum. Pegmatit logam langka dari jenis natro-litium diwakili oleh badan vena yang dikategorikan yang terdiri dari albite, mikroklin, kuarsa, dan, pada tingkat lebih rendah, spodumene atau petalite. Granit yang mengandung tantalum logam langka (apogranit) diwakili oleh stok kecil dan kubah granit mikroklin-kuarsa-albit, sering kali diperkaya dengan topas dan mika litium yang mengandung sebaran tipis kolumbit-tantalit dan mikrolit. Pelapukan kerak, placer deluvial-aluvial dan aluvial yang timbul akibat rusaknya pegmatit mengandung kasiterit dan mineral golongan kolumbit-tantalit. Syenites nepheline yang mengandung loparit dari komposisi lujavrite dan foyalite.

Selain itu, endapan bijih tantalum-niobium kompleks, yang diwakili oleh karbonatit dan batuan forsterit-apatit-magnetit terkait, terlibat dalam keperluan industri; granit alkali riebeckite mikroklin-albite dan granosyenites dan lain-lain. Beberapa tantalum diekstraksi dari wolframites dari deposit greisen.

Deposit bijih titanium terbesar terletak di Kanada (Manitoba, Danau Bernick), Australia (Greenbushes, Pilbara), Malaysia dan Thailand (tempat timah yang mengandung tantalum), Brasil (Paraiba, Rio Grande do Norte), dan sejumlah negara Afrika negara bagian (Zaire, Nigeria, Rhodesia Selatan).

Aplikasi

Tantalum menemukan penerapan teknisnya cukup terlambat - pada awal abad ke-20 digunakan sebagai bahan untuk filamen pijar lampu listrik, karena kualitas logam ini, seperti sifat tahan api. Namun, tungsten segera kehilangan arti pentingnya di bidang ini, digantikan oleh tungsten yang lebih murah dan lebih tahan api. Tantalum kembali menjadi “secara teknis tidak cocok” hingga tahun dua puluhan abad ke-20, ketika mulai digunakan dalam penyearah arus bolak-balik (tantalum, dilapisi dengan film oksida, mengalirkan arus hanya dalam satu arah), dan setahun kemudian - dalam tabung radio . Setelah itu logam mendapat pengakuan dan segera mulai menaklukkan lebih banyak bidang industri baru.

Saat ini, karena sifatnya yang unik, tantalum digunakan dalam elektronik (produksi kapasitor dengan kapasitansi spesifik tinggi). Sekitar seperempat produksi tantalum dunia digunakan untuk industri listrik dan vakum. Karena kelembaman kimia yang tinggi dari tantalum itu sendiri dan lapisan oksidanya, kapasitor tantalum elektrolitik sangat stabil dalam pengoperasian, andal, dan tahan lama: masa pakainya dapat mencapai lebih dari dua belas tahun. Dalam teknik radio, tantalum digunakan dalam peralatan radar. Kapasitor mini Tantalum digunakan pada pemancar radio, instalasi radar, dan sistem elektronik lainnya.

Konsumen utama tantalum adalah metalurgi, yang menggunakan lebih dari 45% logam yang diproduksi. Tantalum secara aktif digunakan sebagai elemen paduan pada baja khusus - sangat kuat, tahan korosi, tahan panas. Penambahan elemen ini pada baja kromium konvensional meningkatkan kekuatannya dan mengurangi kerapuhan setelah pengerasan dan anil. Produksi paduan tahan panas merupakan kebutuhan besar bagi teknologi roket dan luar angkasa. Dalam kasus di mana nozel roket didinginkan oleh logam cair yang dapat menyebabkan korosi (litium atau natrium), hal ini tidak mungkin dilakukan tanpa paduan tantalum-tungsten. Selain itu, pemanas untuk tungku vakum suhu tinggi, pemanas, dan mixer terbuat dari baja tahan panas. Tantalum karbida (titik leleh 3,880 °C) digunakan dalam produksi paduan keras (campuran tungsten dan tantalum karbida - nilai dengan indeks TT, untuk kondisi pengerjaan logam yang paling sulit dan pengeboran tumbukan putar dari bahan terkuat (batu, komposit ).

Baja paduan dengan tantalum banyak digunakan, misalnya dalam bidang teknik kimia. Bagaimanapun, paduan tersebut memiliki ketahanan kimia yang luar biasa, mereka ulet, tahan panas dan tahan panas, berkat sifat-sifat inilah tantalum telah menjadi bahan struktural yang sangat diperlukan untuk industri kimia. Peralatan Tantalum digunakan dalam produksi banyak asam: klorida, sulfat, nitrat, fosfat, asetat, serta brom, klor, dan hidrogen peroksida. Kumparan, penyuling, katup, mixer, aerator, dan banyak bagian peralatan kimia lainnya dibuat darinya. Terkadang - seluruh perangkat. Katoda Tantalum digunakan dalam pemisahan elektrolitik emas dan perak. Keuntungan katoda ini adalah endapan emas dan perak dapat dibersihkan dengan aqua regia, sehingga tidak membahayakan tantalum.

Selain itu, tantalum digunakan dalam pembuatan instrumen (peralatan sinar-X, instrumen kendali, diafragma); di bidang kedokteran (bahan untuk bedah rekonstruktif); dalam energi nuklir - sebagai penukar panas untuk sistem energi nuklir (tantalum adalah logam paling stabil dalam lelehan super panas dan uap cesium-133). Kemampuan tantalum yang tinggi dalam menyerap gas digunakan untuk mempertahankan vakum yang tinggi (alat vakum listrik).

Dalam beberapa tahun terakhir, tantalum telah digunakan sebagai bahan perhiasan karena kemampuannya membentuk lapisan oksida tahan lama dengan warna apa pun di permukaan.

Senyawa tantalum juga banyak digunakan. Tantalum pentoksida digunakan dalam teknologi nuklir untuk melelehkan kaca yang menyerap radiasi gamma. Kalium fluorotantalat digunakan sebagai katalis dalam produksi karet sintetis. Tantalum pentoksida juga memainkan peran yang sama ketika memproduksi butadiena dari etil alkohol.

Produksi

Diketahui bahwa bijih yang mengandung tantalum jarang ditemukan dan miskin unsur ini. Bahan baku utama produksi tantalum dan paduannya adalah konsentrat tantalite dan loparite yang hanya mengandung 8% Ta 2 O 5 dan lebih dari 60% Nb 2 O 5. Selain itu, bahkan bijih yang hanya mengandung seperseratus persen (Ta, Nb) 2 O 5 pun diproses!

Teknologi produksi tantalum cukup kompleks dan dilakukan dalam tiga tahap: pembukaan atau penguraian; pemisahan tantalum dari niobium dan memperoleh senyawa kimia murni; pemulihan dan pemurnian tantalum.

Pembukaan konsentrat tantalum, dengan kata lain ekstraksi tantalum dari bijihnya dilakukan dengan menggunakan basa (fusi) atau menggunakan asam fluorida (penguraian) atau campuran asam fluorida dan asam sulfat. Setelah itu mereka melanjutkan ke tahap produksi kedua - ekstraksi ekstraksi dan pemisahan tantalum dan niobium. Tugas terakhir ini sangat sulit karena kesamaan sifat kimia logam-logam ini dan ukuran ionnya yang hampir sama. Sampai saat ini, logam dipisahkan hanya dengan metode yang diusulkan pada tahun 1866 oleh ahli kimia Swiss Marignac, yang memanfaatkan perbedaan kelarutan kalium fluorotantalat dan kalium fluoroniobate dalam asam fluorida encer. Industri modern menggunakan beberapa metode untuk memisahkan tantalum dan niobium: ekstraksi dengan pelarut organik, reduksi selektif niobium pentaklorida, kristalisasi fraksional garam fluorida kompleks, pemisahan menggunakan resin penukar ion, rektifikasi klorida. Saat ini, metode pemisahan yang paling umum digunakan (juga yang paling canggih) adalah ekstraksi dari larutan senyawa tantalum dan niobium fluorida yang mengandung asam fluorida dan asam sulfat. Pada saat yang sama, tantalum dan niobium juga dimurnikan dari pengotor unsur lain: silikon, titanium, besi, mangan, dan unsur terkait lainnya. Sedangkan untuk bijih loparit, konsentratnya diolah dengan metode klorin sehingga menghasilkan kondensat tantalum dan niobium klorida, yang selanjutnya dipisahkan dengan cara rektifikasi. Pemisahan campuran klorida terdiri dari tahapan sebagai berikut: rektifikasi awal (terjadi pemisahan tantalum dan niobium klorida dari pengotor yang menyertainya), rektifikasi utama (untuk memperoleh konsentrat NbCl 5 dan TaCl 5 murni) dan rektifikasi akhir fraksi tantalum (untuk mendapatkan konsentrat NbCl 5 dan TaCl 5 murni) memperoleh TaCl 5 murni). Setelah pemisahan logam terkait, fase tantalum diendapkan dan dimurnikan untuk menghasilkan kalium fluorotantalat dengan kemurnian yang meningkat (menggunakan KCl).

Logam tantalum diperoleh dengan mereduksi senyawa dengan kemurnian tinggi, sehingga beberapa metode dapat digunakan. Ini bisa berupa reduksi tantalum dari pentoksida dengan jelaga pada suhu 1800-2000 ° C (metode karbotermik), atau reduksi kalium fluorotantalat dengan natrium ketika dipanaskan (metode termal natrium), atau reduksi elektrokimia dari lelehan yang mengandung kalium fluorotantalat dan tantalum oksida (metode elektrolitik). Dengan satu atau lain cara, logam tersebut diperoleh dalam bentuk bubuk dengan kemurnian 98-99%. Untuk mendapatkan logam dalam batangan, logam tersebut disinter dalam bentuk billet yang sudah dikompres dari bubuk. Sintering terjadi dengan melewatkan arus pada suhu 2.500–2.700 °C atau dengan pemanasan dalam ruang hampa pada 2.200–2.500 °C. Setelah itu kemurnian logam meningkat secara signifikan, menjadi 99,9-99,95%.

Untuk pemurnian lebih lanjut dan produksi ingot tantalum, peleburan vakum listrik digunakan dalam tungku busur dengan elektroda habis pakai, dan untuk pemurnian lebih dalam, peleburan berkas elektron digunakan, yang secara signifikan mengurangi kandungan pengotor dalam tantalum, meningkatkan keuletannya, dan menurunkan suhu. transisi ke keadaan rapuh. Tantalum dengan kemurnian seperti itu mempertahankan keuletan tinggi pada suhu mendekati nol mutlak! Permukaan ingot tantalum dicairkan (untuk memberikan karakteristik yang diperlukan pada permukaan ingot) atau diproses dengan mesin bubut.

Properti fisik

Baru pada awal abad ke-20 para ilmuwan mendapatkan logam tantalum murni dan dapat mempelajari secara rinci sifat-sifat logam abu-abu muda dengan warna timah agak kebiruan ini. Kualitas apa yang dimiliki elemen ini? Jelasnya, tantalum adalah logam berat: massa jenisnya adalah 16,6 g/cm 3 pada 20 ° C (sebagai perbandingan, besi memiliki massa jenis 7,87 g/cm 3, massa jenis timbal adalah 11,34 g/cm 3) dan untuk pengangkutannya meter kubik Elemen ini akan membutuhkan enam truk seberat tiga ton. Kekuatan dan kekerasan yang tinggi dipadukan dengan karakteristik plastik yang sangat baik. Tantalum murni cocok untuk pemrosesan mekanis, mudah dicap, diproses menjadi lembaran tertipis (tebal sekitar 0,04 mm) dan kawat (modulus elastisitas tantalum 190 Hn/m2 atau 190·102 kgf/mm2 pada 25 °C). Dalam cuaca dingin, logam dapat diproses tanpa pengerasan kerja yang signifikan dan dapat mengalami deformasi dengan rasio kompresi 99% tanpa pembakaran antara. Transisi tantalum dari plastis ke keadaan rapuh tidak terlihat bahkan ketika didinginkan hingga -196 °C. Kekuatan tarik tantalum dengan kemurnian tinggi yang dianil adalah 206 MN/m2 (20,6 kgf/mm2) pada 27 °C dan 190 MN/m2 (19 kgf/mm2) pada 490 °C; perpanjangan relatif 36% (pada 27 °C) dan 20% (pada 490 °C). Tantalum memiliki kisi kubik yang berpusat pada badan (a = 3,296 A); jari-jari atom 1,46 A, jari-jari ionik Ta 2+ 0,88 A, Ta 5+ 0,66 A.

Seperti disebutkan sebelumnya, tantalum adalah logam yang sangat keras (kekerasan Brinell lembaran tantalum dalam keadaan anil adalah 450-1250 MPa, dalam keadaan terdeformasi 1250-3500 MPa). Selain itu, kekerasan logam dapat ditingkatkan dengan menambahkan sejumlah pengotor ke dalamnya, misalnya karbon atau nitrogen (kekerasan Brinell lembaran tantalum setelah menyerap gas selama pemanasan meningkat hingga 6000 MPa). Akibatnya, pengotor interstisial berkontribusi pada peningkatan kekerasan Brinell, kekuatan tarik, dan kekuatan luluh, namun mengurangi karakteristik plastisitas dan meningkatkan kerapuhan dingin; dengan kata lain, membuat logam menjadi rapuh. Ciri karakteristik lain dari unsur ketujuh puluh tiga adalah konduktivitas termalnya yang tinggi, pada 20–100 °C nilai ini adalah 54,47 W/(m∙K) atau 0,13 kal/(cm·detik·°С) dan sifat tahan api (mungkin yang paling sifat fisik penting tantalum) - ia meleleh pada suhu hampir 3.000 °C (lebih tepatnya, pada 2.996 °C), nomor dua setelah tungsten dan renium. Titik didih tantalum juga sangat tinggi: 5.300 °C.

Adapun sifat fisik tantalum lainnya, kalor jenisnya pada suhu 0 hingga 100 °C adalah 0,142 kJ/(kg K) atau 0,034 kal/(g °C); koefisien suhu ekspansi linier tantalum adalah 8,0·10 -6 (pada suhu 20–1,500 °C). Resistivitas listrik unsur ketujuh puluh tiga pada 0 °C adalah 13,2 · 10 -8 ohm m, pada 2000 °C 87 · 10 -8 ohm · m. Pada 4,38 K logam menjadi superkonduktor. Tantalum bersifat paramagnetik, kerentanan magnetik spesifik 0,849·10 -6 (pada 18 °C).

Jadi, tantalum memiliki serangkaian sifat fisik yang unik: koefisien perpindahan panas yang tinggi, kemampuan menyerap gas yang tinggi, tahan panas, tahan api, kekerasan, dan plastisitas. Selain itu, ia dibedakan oleh kekuatannya yang tinggi - ia cocok untuk perlakuan tekanan menggunakan semua metode yang ada: menempa, menginjak, menggulung, menggambar, memutar. Tantalum memiliki ciri kemampuan las yang baik (pengelasan dan penyolderan dalam argon, helium, atau vakum). Selain itu, tantalum memiliki ketahanan kimia dan korosi yang luar biasa (dengan pembentukan film anodik), tekanan uap rendah dan fungsi kerja elektron rendah, dan, terlebih lagi, dapat menyatu dengan baik dengan jaringan tubuh yang hidup.

Sifat kimia

Tentu saja, salah satu sifat tantalum yang paling berharga adalah ketahanan kimianya yang luar biasa: dalam hal ini tantalum berada di urutan kedua setelah logam mulia, dan itupun tidak selalu. Ini tahan terhadap asam klorida, sulfat, nitrat, fosfat, dan organik dari semua konsentrasi (hingga suhu 150 ° C). Dalam hal stabilitas kimianya, tantalum mirip dengan kaca - tidak larut dalam asam dan campurannya, bahkan aqua regia tidak melarutkannya, sehingga emas dan platinum serta sejumlah logam berharga lainnya tidak berdaya. Unsur ketujuh puluh tiga hanya larut dalam campuran asam fluorida dan asam nitrat. Apalagi reaksi dengan asam fluorida hanya terjadi dengan debu logam dan disertai ledakan. Bahkan dalam asam klorida dan asam sulfat panas, tantalum lebih tahan dibandingkan saudara kembarnya niobium. Namun, tantalum kurang tahan terhadap alkali - larutan alkali kaustik yang panas menimbulkan korosi pada logam. Garam dari asam tantalat (tantalat) dinyatakan dengan rumus umum: xMe 2 O yTa 2 O 5 H 2 O, termasuk metatantalat MeTaO 3, ortotantalat Me 3 TaO 4, garam seperti Me 5 TaO 5, dimana Me adalah logam alkali ; dengan adanya hidrogen peroksida, pertantalat juga terbentuk. Tantalat logam alkali yang paling penting adalah KTaO 3 dan NaTaO 3; garam ini adalah feroelektrik.

Ketahanan korosi yang tinggi dari tantalum juga ditunjukkan oleh interaksinya dengan oksigen atmosfer, atau lebih tepatnya, ketahanannya yang tinggi terhadap pengaruh ini. Logam mulai teroksidasi hanya pada suhu 280 °C, ditutupi dengan lapisan pelindung Ta 2 O 5 (tantalum pentoksida adalah satu-satunya oksida logam stabil), yang melindungi logam dari aksi reagen kimia dan mencegah aliran arus listrik dari logam ke elektrolit. Namun, dengan peningkatan suhu hingga 500 ° C, lapisan oksida secara bertahap menjadi berpori, mengelupas dan terpisah dari logam, menghilangkan permukaan lapisan pelindung dari korosi. Oleh karena itu, disarankan untuk melakukan perlakuan tekanan panas dalam ruang hampa, karena di udara logam teroksidasi hingga kedalaman yang cukup. Kehadiran nitrogen dan oksigen meningkatkan kekerasan dan kekuatan tantalum, sekaligus mengurangi keuletannya dan membuat logam menjadi rapuh, dan, seperti disebutkan sebelumnya, tantalum membentuk larutan padat dan oksida Ta 2 O 5 dengan oksigen (dengan peningkatan dalam kandungan O 2 dalam tantalum, terjadi peningkatan tajam dalam sifat kekuatan dan penurunan kuat dalam keuletan dan ketahanan korosi). Tantalum bereaksi dengan nitrogen membentuk tiga fase - larutan padat nitrogen dalam tantalum, tantalum nitrida: Ta 2 N dan TaN - dalam kisaran suhu 300 hingga 1.100 °C. Nitrogen dan oksigen dalam tantalum dapat dihilangkan dalam kondisi vakum tinggi (pada suhu di atas 2.000 °C).

Tantalum bereaksi lemah dengan hidrogen hingga dipanaskan hingga 350 °C; laju reaksi meningkat secara signifikan hanya dari 450 °C (tantalum hidrida terbentuk dan tantalum menjadi rapuh). Pemanasan yang sama dalam ruang hampa (lebih dari 800 °C) membantu menghilangkan hidrogen, di mana sifat mekanik tantalum dipulihkan dan hidrogen dihilangkan sepenuhnya.

Fluor sudah bekerja pada tantalum pada suhu kamar, dan hidrogen fluorida juga bereaksi dengan logam. Klorin kering, brom, dan yodium mempunyai efek kimia pada tantalum pada suhu 150 °C ke atas. Klorin mulai berinteraksi aktif dengan logam pada suhu 250 °C, brom dan yodium pada suhu 300 °C. Tantalum mulai berinteraksi dengan karbon pada suhu yang sangat tinggi: 1.200–1.400 °C, dan terjadi pembentukan tantalum karbida tahan api, yang sangat tahan terhadap asam. Tantalum bergabung dengan boron untuk membentuk borida - senyawa padat tahan api yang tahan terhadap efek aqua regia. Tantalum membentuk larutan padat kontinu dengan banyak logam (molibdenum, niobium, titanium, tungsten, vanadium, dan lain-lain). Tantalum membentuk larutan padat terbatas dengan emas, aluminium, nikel, berilium, dan silikon. Tantalum tidak membentuk senyawa apa pun dengan magnesium, litium, kalium, natrium, dan beberapa elemen lainnya. Tantalum murni tahan terhadap banyak logam cair (paduan Na, K, Li, Pb, U-Mg dan Pu-Mg).

Tantalum menempati tempat khusus dalam kelompok unsur kimia yang diketahui. Logam ini memang bukan logam mulia, namun kualitas kinerjanya membuatnya diminati di berbagai bidang. Apalagi, hal ini tidak hanya berlaku pada industri konstruksi dan manufaktur, tetapi juga pada perhiasan. Saat ini penggunaan tantalum sendiri sangat terbatas karena kelangkaannya. Namun ada berbagai macam produk yang terbuat dari bahan ini di pasaran.

Informasi umum tentang logam

Tantalum tidak ada di alam dalam bentuknya yang murni. Biasanya ditambang bersama dengan mineral lain dengan karakteristik serupa. Fitur elemen ini menyebabkan penemuannya agak terlambat. Namun saat ini ada cara efektif untuk mengisolasi tantalum, salah satunya adalah dengan metode ekstraksi. Elektrolisis juga digunakan secara khusus untuk menghasilkan bahan logam. Dengan menggunakan wadah grafit, alas yang mengandung unsur tersebut dilebur, setelah itu bubuk tetap berada di dinding wadah. Teknologi pengolahan bahan baku selanjutnya tergantung pada bagaimana tantalum akan digunakan: dapat diberikan dalam bentuk batangan, kawat, lembaran, bagian dari bentuk tertentu, atau dibiarkan dalam bentuk campuran untuk disemprotkan. Teknologi untuk membentuk paduan dari bubuk tantalum juga populer. Kombinasi dengan zat paduan memungkinkan untuk meningkatkan sifat individu material.

Properti fisik

Logam ini memiliki titik leleh yang tinggi sekitar 3017 °C, yang memungkinkannya digunakan dalam kondisi termal ekstrem dalam produksi. Pada saat yang sama, ia memiliki kombinasi sifat keuletan dan kekerasan yang langka. Adapun yang pertama lembut seperti emas. Dalam hal ini kekerasan tantalum adalah 16,65 g/cm 3 . Kombinasi kualitas fisik ini memudahkan pemrosesan material, memberinya berbagai bentuk dan ukuran, serta menggunakannya dalam mekanisme dan struktur penting. Elemen kecil berfungsi dengan baik sebagai roda gigi dan bagian peralatan listrik. Tantalum tahan aus dan tahan lama, sehingga komponen habis pakai dibuat darinya dengan harapan dapat digunakan dalam jangka panjang. Selain itu, logam ini dapat berperan sebagai penyerap gas yang efektif. Pada suhu tinggi, bagian tantalum juga menunjukkan sifat konduktif yang tinggi.

Sifat kimia

Dalam bentuknya yang murni, logam ini efektif menahan pengaruh alkali, zat asam organik dan anorganik, serta pengaruh media aktif lainnya. Kecuali dalam bentuk cair, alkali memiliki efek nyata pada tantalum. Proses oksidasi terjadi pada suhu tidak lebih rendah dari 280 °C, dan bereaksi dengan komponen halogen pada 250 °C. Sifat kimia tantalum jika terkena reagen dapat dibandingkan dengan kaca. Itu tidak larut dalam lingkungan asam kecuali asam nitrat dan asam fluorida. Bahan ini juga tahan terhadap asam sulfat, berapa pun konsentrasinya. Namun, proses aktivitas dalam banyak kasus memiliki pengaruh yang tidak signifikan terhadap struktur logam. Biasanya perubahan yang muncul berupa lapisan film atau korosi.

Di mana tantalum digunakan?

Logam ini tidak tersebar luas, tetapi penggunaannya banyak. Pertama-tama, ini adalah industri. Unsur ini digunakan dalam metalurgi, sektor pangan, industri manufaktur, teknik radio, teknik mesin, dll. Dalam industri konstruksi, logam ini tidak begitu diminati justru karena volume produksinya yang terbatas, namun elemen struktur individu masih dibuat dari bahan ini - sebagai suatu peraturan , perangkat keras yang ditujukan untuk tugas-tugas penting dalam memperkuat struktur. Untuk memahami di mana tantalum digunakan, penting untuk memperhatikan sifat kinerjanya. Telah dicatat bahwa ia dapat bertindak sebagai konduktor yang baik. Oleh karena itu, digunakan sebagai superkonduktor dalam teknik kelistrikan. Di sisi lain, ketahanan panasnya membuka kemungkinan untuk digunakan dalam perlakuan panas pada logam lain. Berkat peningkatan kepadatannya, tantalum menjadi solusi optimal dalam industri pertahanan. Ini digunakan untuk membuat proyektil dengan daya tembus tinggi.

Kawat Tantalum

Logam canai secara umum merupakan bentuk penyajian paling luas dari bahan ini di pasaran. Wire menempati ceruk yang signifikan di segmen ini. Hal ini tidak biasa karena ukurannya yang sederhana dapat digunakan sebagai benang. Hal ini menjelaskan pentingnya tantalum bagi bidang medis - produk semacam ini digunakan untuk jahitan dan perban. Tapi ini hanyalah contoh yang menunjukkan salah satu kualitas khas dari kawat tersebut. Format yang lebih besar digunakan dalam teknik mesin, penerbangan, peralatan mesin, dan konstruksi modal. Selain itu, tergantung pada tujuannya, logam lunak dan keras dapat digunakan. Tantalum, karena fleksibilitas pemrosesannya, memungkinkan produksi kabel panjang mulai 1500 cm dengan ketebalan 0,15 mm atau lebih. Pada produk jadi, seperti dicatat pengguna, jarang ditemukan gerinda, retak dan cacat lainnya. Namun, struktur tipis masih memberlakukan persyaratan pada kondisi penyimpanan dan transportasi - khususnya, tidak disarankan untuk membuat kawat terkena kelembapan dan lingkungan agresif.

Pita tantalum

Format produksi produk logam canai ini juga tersebar luas. Kaset digunakan dalam pengobatan, industri minyak, teknik mesin, dan bahkan industri energi. Konsumen menghargai produk ini karena biokompatibilitasnya, kekuatan tinggi dengan struktur halus, kemampuan kerja yang baik dan ketahanan terhadap proses korosi. Jika kita membandingkan produk serupa yang terbuat dari tantalum dengan analog yang terbuat dari baja atau aluminium, maka ketahanan aus dan daya tahan akan diutamakan. Rekaman itu tahan terhadap beban tarik tinggi dan pengaruh kimia. Di sisi lain, plastisitas yang tinggi tidak memungkinkan produk tersebut mempertahankan bentuk tertentu secara stabil. Bahkan sedikit tekanan pun dapat menyebabkan deformasi.

Paduan berbahan dasar Tantalum

Paduan yang dimodifikasi dengan komponen paduan memperoleh kualitas kekuatan fisik dan ketahanan panas yang lebih tinggi. Cukuplah dikatakan bahwa produk dengan karakteristik rata-rata akan mampu menahan suhu 1650 °C tanpa kehilangan kualitas kinerjanya. Sebenarnya hal ini memungkinkan penggunaan paduan tantalum dalam industri kimia, energi, metalurgi dan pembuatan instrumen. Selain itu, beberapa perusahaan menggunakan bahan ini dalam pembuatan elemen untuk roket dan ruang angkasa. Tergantung pada arah penggunaannya, para ahli teknologi mengembangkan komposisi berbeda untuk paduan tantalum. Dalam beberapa kasus, modifikasi memungkinkan untuk mencapai keuletan yang lebih tinggi, dan dalam kasus lain, misalnya, membuat material sesuai untuk operasi pengelasan menggunakan metode berkas elektron. Tantalum sendiri juga dapat berperan sebagai komponen paduan. Biasanya, metode peningkatan sifat kinerja ini digunakan untuk memberikan anti korosi dan ketahanan panas pada logam tidak mulia.

Tantalum di bidang teknik radio

Dalam produksi perangkat dan suku cadang listrik, kemampuan untuk mempertahankan konduktivitas arus yang optimal dan mempertahankan sinyal frekuensi sekaligus mengurangi ukuran basis elemen menjadi hal yang diutamakan. Oleh karena itu tantalum sering digunakan dalam pembuatan kapasitor, thyristor, transistor dan semistor. Sebelumnya, gulungan lembaran aluminium digunakan untuk kapasitor yang sama. Solusi ini mengasumsikan kemungkinan peningkatan parameter operasional hanya jika ukuran bagian itu sendiri ditingkatkan. Dan ini belum lagi penurunan sebaliknya pada karakteristik lain yang terkait dengan peningkatan volume kapasitor. Penggunaan tantalum, yang juga tahan terhadap proses negatif yang melibatkan komponen radio-elektronik, memungkinkan peningkatan volume listrik dengan tetap mempertahankan dimensi bagian tersebut. Hal lainnya adalah aluminium tidak kalah dalam bidang ini, karena harganya lebih terjangkau.

Kesimpulan

Logam ini sama sekali tidak memiliki sifat unik atau nonstandar. Ini memiliki banyak kualitas menarik, termasuk anti korosi, kekerasan atau tahan panas. Namun karakteristik ini secara individual terdapat pada logam lain. Selain itu, di beberapa tempat, gejalanya jauh lebih jelas. Namun, kombinasi sifat-sifat yang tampaknya berlawanan dalam satu elemen sungguh unik. Para ahli teknologi berusaha untuk mencapai kombinasi khusus dalam kualitas kerja bahan dengan cara buatan, dan dalam hal ini mereka ditentukan oleh sifat asalnya. Misalnya, penggunaan tantalum dalam pengobatan dan metalurgi memiliki tujuan yang sangat berbeda. Dalam satu kasus, kekuatan tinggi dengan ukuran produk kecil dihargai, dan dalam kasus kedua, fleksibilitas dalam pemrosesan dihargai. Tetapi ada juga sifat negatif tantalum, yang berlaku untuk semua bidang penggunaannya - biayanya tinggi, dan dalam beberapa kasus, tidak dapat diaksesnya secara fisik.

Tantalum memiliki titik leleh yang tinggi -- 3290 K (3017 °C); mendidih pada 5731 K (5458 °C).

Massa jenis Tantalum adalah 16,65 g/cm. Meski keras, ia sefleksibel emas. Tantalum murni cocok untuk pemesinan, mudah dicap, digulung menjadi kawat dan lembaran tipis setebal seperseratus milimeter. Tantalum merupakan pengambil (penyerap gas) yang sangat baik; pada suhu 800 °C ia mampu menyerap 740 volume gas. Tantalum memiliki kisi kubik yang berpusat pada badan. Memiliki sifat paramagnetik. Pada 4,38 K ia menjadi superkonduktor. Tantalum murni merupakan logam ulet yang dapat diproses dengan tekanan dalam suhu dingin tanpa pengerasan yang berarti. Ini dapat dideformasi dengan tingkat reduksi 99% tanpa anil menengah. Transisi tantalum dari keadaan ulet ke keadaan rapuh setelah pendinginan hingga -196 °C tidak terdeteksi. Sifat-sifat tantalum sangat bergantung pada kemurniannya; kotoran hidrogen, nitrogen, oksigen dan karbon membuat logam menjadi rapuh.

Struktur elektronik atom.

1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d3

nomor seri-73

Milik grup - A

elemen-d

Tantalum (V) oksida adalah bubuk putih, tidak larut dalam air atau asam (kecuali H2F2). Sangat tahan api (tmelt = 1875°C). Sifat asam oksida diekspresikan agak lemah dan terutama dimanifestasikan selama reaksi dengan lelehan alkali: oksidasi atom tantalum niobium

Ta2O5 + 2NaOH = 2NaTaO3 + H2O

atau karbonat:

Ta2O5 + 3Na2CO3 = 2Na3TaO4 + 3CO2

Garam yang mengandung tantalum dengan bilangan oksidasi -4, -5 dapat terdiri dari beberapa jenis: metatantalat NaTaO3, ortotantalat Na3TaO4, tetapi ada poliion penta- dan heksa-, mengkristal bersama dengan molekul air, 7- dan 8-. Tantalum bermuatan lima membentuk kation TaO3+ dan garam TaO(NO3)3 atau Nb2O5(SO4)3 dalam reaksi dengan asam, melanjutkan “tradisi” subkelompok samping yang diperkenalkan oleh ion vanadium VO2+.

Pada 1000°C Ta2O5 bereaksi dengan klorin dan hidrogen klorida:

Ta2O5+ 10HC1==2ТаС15+5Н2О

Oleh karena itu, dapat dikatakan bahwa tantalum (V) oksida juga dicirikan oleh amfoteritas dengan sifat asam yang lebih unggul dibandingkan sifat basa.

Hidroksida yang sesuai dengan tantalum (V) oksida diperoleh dengan menetralkan larutan asam tantalum tetraklorida. Reaksi ini juga menegaskan ketidakstabilan bilangan oksidasi +4.

Pada bilangan oksidasi rendah, senyawa yang paling stabil adalah halida (lihat Gambar 3), dan cara termudah untuk mendapatkannya adalah melalui kompleks piridin. Pentahalida TaX5 (di mana X adalah C1, Br, I) mudah direduksi oleh piridin (dilambangkan dengan Py) untuk membentuk kompleks dengan komposisi MX4(Py)2.

garam tantalum. Garam dari subkelompok keenam sebagian besar berupa kristal tidak berwarna atau bubuk putih. Banyak diantaranya yang sangat higroskopis dan menyebar di udara. Oksida dari logam-logam ini mempunyai sifat amfoter, sehingga sebagian besar garamnya mudah terhidrolisis, berubah menjadi garam basa yang sedikit atau seluruhnya tidak larut dalam air.Garam juga dikenal dimana logam-logam ini merupakan bagian dari anion (misalnya, niobat dan tantalat ) Hidrasi dan dehidrasi. Semua katalis di kelas ini memiliki afinitas yang kuat terhadap air. Perwakilan utama kelas b adalah alumina. Asam fosfat atau garam asamnya juga digunakan pada pembawa seperti gel aluminosilikat dan gel silika dengan tantalum, zirkonium atau hafnium oksida. Dalam karya pertama tentang pemisahan tantalum dan niobium dengan ekstraksi fraksionasi, sistem asam klorida-xilena-metildioktilamina (1952), serta asam klorida-asam fluorida-diisopropil keton (1953) diusulkan. Kedua logam tersebut dilarutkan dalam larutan asam berair sebagai garam, dan kemudian tantalum diekstraksi dengan pelarut organik. Dalam sistem 6/W asam sulfat--9 Ai asam fluorida

7. Tantalum digunakan untuk membuat cetakan untuk menggambar benang dalam produksi serat buatan. Sebelumnya, cetakan tersebut terbuat dari platina dan emas. Paduan yang paling keras terbuat dari tantalum karbida dengan nikel sebagai bahan tambahan semen. Mereka sangat keras sehingga meninggalkan goresan bahkan pada berlian, yang dianggap sebagai standar kekerasan.

Tempat pertama dalam hal suhu kritis transisi ke keadaan superkonduktor diberikan kepada niobium germanide Nb3Ge. Suhu kritisnya adalah 23,2K (sekitar -250 °C). Senyawa lain, niobium stannida, menjadi superkonduktor pada suhu sedikit lebih rendah yaitu -255 °C. Untuk lebih memahami fakta ini, kami menunjukkan bahwa sebagian besar superkonduktor hanya diketahui pada suhu helium cair (2,172 K). Superkonduktor yang terbuat dari bahan niobium memungkinkan dihasilkannya kumparan magnet yang menciptakan medan magnet yang sangat kuat. Sebuah magnet dengan diameter 16 cm dan tinggi 11 cm yang lilitannya berupa pita yang terbuat dari bahan tersebut, mampu menciptakan medan dengan intensitas yang sangat besar. Magnet hanya perlu dipindahkan ke keadaan superkonduktor, yaitu mendinginkannya, dan tentu saja pendinginan ke suhu yang lebih rendah lebih mudah dilakukan.

Peran niobium dalam pengelasan sangatlah penting. Meskipun baja biasa dilas, proses ini tidak menimbulkan kesulitan khusus dan tidak menimbulkan kesulitan apa pun. Namun, ketika mereka mulai mengelas struktur yang terbuat dari baja khusus dengan komposisi kimia yang kompleks, hasil pengelasan mulai kehilangan banyak kualitas berharga dari logam yang dilas. Baik perubahan komposisi elektroda, perbaikan desain mesin las, maupun pengelasan dalam atmosfer gas inert tidak berpengaruh apa pun. Di sinilah niobium membantu. Baja yang mengandung niobium sebagai aditif kecil dapat dilas tanpa mengkhawatirkan kualitas las (Gbr. 4). Kerapuhan lasan disebabkan oleh karbida yang terbentuk selama pengelasan, namun kemampuan niobium untuk bergabung dengan karbon dan mencegah pembentukan karbida logam lain yang melanggar sifat paduan menyelamatkan situasi tersebut. Karbida niobium sendiri, seperti tantalum, memiliki viskositas yang cukup. Hal ini sangat berharga ketika mengelas boiler dan turbin gas yang beroperasi di bawah tekanan dan di lingkungan yang agresif.

Niobium dan tantalum mampu menyerap sejumlah besar gas seperti hidrogen, oksigen, dan nitrogen. Pada suhu kamar, 1 g niobium mampu menyerap 100 cm3 hidrogen. Tetapi bahkan dengan pemanasan yang kuat, sifat ini praktis tidak melemah. Pada suhu 500°C, niobium masih mampu menyerap 75 cm3 hidrogen, dan tantalum 10 kali lebih banyak. Properti ini digunakan untuk membuat ruang hampa tinggi atau pada perangkat elektronik yang memerlukan pemeliharaan karakteristik presisi pada suhu tinggi. Niobium dan tantalum, yang disimpan di permukaan komponen seperti spons, menyerap gas, memastikan pengoperasian perangkat yang stabil. Bedah rekonstruktif telah mencapai kesuksesan besar dengan bantuan logam-logam ini. Praktik medis tidak hanya mencakup pelat tantalum, tetapi juga benang tantalum dan niobium. Ahli bedah telah berhasil menggunakan benang tersebut untuk menjahit tendon, pembuluh darah, dan saraf yang robek. “Benang” Tantalum berfungsi untuk mengimbangi kekuatan otot. Dengan bantuannya, ahli bedah memperkuat dinding rongga perut setelah operasi. Tantalum memiliki ikatan antar atom yang sangat kuat. Hal ini menyebabkan titik leleh dan titik didihnya sangat tinggi. Kualitas mekanis dan ketahanan kimia membuat tantalum mendekati platinum. Industri kimia menggunakan kombinasi kualitas tantalum yang menguntungkan ini. Ini digunakan untuk menyiapkan suku cadang untuk peralatan tahan asam di pabrik kimia, perangkat pemanas dan pendingin yang bersentuhan dengan lingkungan agresif.

Dua sifat niobium digunakan dalam industri energi nuklir yang berkembang pesat. Niobium memiliki “transparansi” yang luar biasa untuk neutron termal, yaitu mampu melewatinya melalui lapisan logam tanpa bereaksi dengan neutron. Radioaktivitas buatan niobium (dihasilkan melalui kontak dengan bahan radioaktif) rendah. Oleh karena itu dapat digunakan untuk membuat wadah penyimpanan limbah radioaktif dan instalasi pengolahannya. Properti niobium lain yang sama berharganya (untuk reaktor nuklir) adalah tidak adanya interaksi nyata dengan uranium dan logam lain bahkan pada suhu 1000. °C. Natrium dan kalium cair, yang digunakan sebagai pendingin di beberapa jenis reaktor nuklir, dapat bersirkulasi dengan bebas melalui pipa niobium tanpa menyebabkan kerusakan apa pun.

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. Pada saat yang sama, 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.

Tantalum merupakan salah satu jenis logam khusus yang termasuk dalam golongan mulia. Ini ditemukan pada tahun 1802, tetapi dianggap sebagai elemen muda. Meskipun jarang, ini banyak digunakan tidak hanya dalam perhiasan, tetapi juga dalam industri. Ini sangat umum terjadi pada elektronik - hampir setiap perangkat memilikinya.

Penggunaan massal logam ini dimulai pada tahun 40-an abad terakhir dan berlanjut hingga hari ini. Ini mendapatkan popularitasnya karena sifat kekuatannya yang meningkat. Selain itu, ia memiliki banyak sifat fisik dan kimia yang unik.

Sifat fisik dan kimia

Di antara sifat fisik logam ini, titik lelehnya yang tinggi, yaitu 3017 derajat Celcius, harus ditonjolkan, yang membedakannya dari banyak analog. Oleh karena itu, digunakan di area yang memerlukan peningkatan ketahanan terhadap kondisi ekstrem. Sementara itu, ciri-ciri tantalum antara lain keuletan dan kekerasan, yang kombinasi keduanya cukup langka di alam.

Titik leleh tantalum adalah 3017 °C.

Sifat tantalum yang disebutkan di atas memungkinkan Anda memproses logam tanpa banyak usaha dan menciptakan bentuk dan ukuran yang diperlukan. Struktur khusus atom sangat penting untuk menciptakan bagian dan mekanisme struktur dengan tanggung jawab yang lebih besar. Tantalum cocok untuk menempa dan menggulung. Dalam hal ini, metode deformasi dingin juga dapat berhasil digunakan. Konduktivitas termal yang tinggi harus disorot.

Karena kepadatannya yang tinggi, logam ini dapat digunakan untuk memproduksi roda gigi kecil dan bagian peralatan listrik yang tahan aus dan tidak rusak setelah digunakan dalam waktu lama.

Dalam beberapa kasus digunakan sebagai penyerap gas. Konfigurasi elektronik harus disorot: logam memiliki sifat konduktivitas listrik yang berbeda dalam keadaan normal dan pada suhu tinggi.

Bagian Tantalum dapat disambung dengan menyolder, mengelas, atau memukau. Metode pengelasan paling sering digunakan, karena kualitas las ditandai dengan kekuatan tinggi dan ketahanan terhadap tekanan fisik.

Di antara sifat kimianya, perlu disoroti ketahanannya yang tinggi terhadap oksidasi dan alkali. Namun, ketika dicairkan, sebagian rentan terhadap alkali. Oksidasi tidak mungkin terjadi pada suhu di bawah 250 derajat.

Sifat kimia logam ini sangat mirip dengan kaca. Hampir tidak mungkin untuk melarutkannya dalam asam, kecuali jika Anda menggunakan asam fluorida dan asam nitrat. Bahkan paparan asam sulfat tidak mempengaruhi struktur dan bentuk logam. Hanya lapisan tipis yang mungkin muncul di permukaan. Itu juga tidak akan rusak jika terkena air laut dalam waktu lama.

Keberadaan di alam dan produksi tantalum

Tantalum, sebagai unsur kimia, sangat langka di alam, hanya menyusun 0,0002% kerak bumi. Sangat jarang ditemukan dalam bentuk murni, paling sering sebagai bagian dari berbagai mineral, dekat dengan logam lain - niobium.

Deposit elemen ini ditemukan di banyak negara. Deposito besar ditemukan di Perancis, Mesir, Cina dan Thailand. Namun simpanan terbesar unsur ini ada di Australia. Tantalum ditambang dalam jumlah lebih dari 400 ton setiap tahunnya. Pada saat yang sama, kebutuhan akan penggunaannya terus meningkat, yang dikaitkan dengan peningkatan volume peralatan listrik yang diproduksi dengan menggunakan logam ini. Berdasarkan hal ini, terus terjadi pengembangan simpanan baru.

Di negara kita, produksi tantalum terkonsentrasi di pabrik magnesium Solikamsk. Logam tersebut diperoleh setelah pengolahan konsentrat loparit. Di negara lain, mineral lain juga digunakan, seperti rutil, struverit, tantalit, dan kolumbit.

Produsen terbesar logam ini di dunia adalah Amerika Serikat, Jepang dan Cina. Jumlah produsen global tidak melebihi 40 perusahaan. Biaya - mulai 1000 dolar per kg.

Paduan berbahan dasar Tantalum

Karena sifat fisiknya yang khusus, logam ini dalam bentuk murni sangat sering digunakan dalam industri. Namun, untuk meningkatkan kekuatan dan ketahanan terhadap suhu tinggi, paduan berdasarkan itu dapat digunakan dan komponen paduan yang sesuai dapat ditambahkan.

Paduan Tantalum dapat tetap padat pada suhu sekitar 1700 derajat. Hal ini diperlukan ketika menggunakan senyawa tantalum di sektor energi, industri kimia, produksi instrumen presisi tinggi dan metalurgi. Sangat sering, berbagai paduan digunakan dalam konstruksi roket luar angkasa.

Jenis komponen paduan yang digunakan bergantung pada sifat akhir yang dibutuhkan. Untuk meningkatkan kualitas pekerjaan, digunakan elemen yang memberikan peningkatan sifat keuletan pada paduan.

Perlu dicatat bahwa sering kali tantalum dalam paduan digunakan bukan sebagai basa, tetapi sebagai komponen paduan. Penambahannya pada berbagai bahan memungkinkan peningkatan ketahanan terhadap suhu tinggi dan korosi.

Rangkaian kapasitor Tantalum

Tantalum TAV-10 adalah paduan yang banyak digunakan berdasarkan logam ini. Itu diproduksi dengan penambahan tungsten, yang jumlahnya sekitar 10%. Hal ini menghasilkan material dengan ketahanan panas yang lebih baik. Ini digunakan untuk produksi elemen pemanas dan untuk keperluan medis, karena komponennya tidak mengiritasi kulit manusia.

Aplikasi tantalum

Penggunaan tantalum tidak terbatas pada satu area saja. Perlu disoroti area di mana produk tantalum paling banyak digunakan:

1. Metalurgi. Hampir setengah dari logam ini digunakan dalam industri metalurgi. Hal ini disebabkan mudah digunakan untuk membuat berbagai paduan, terutama baja anti korosi yang tahan terhadap suhu tinggi. Kawat Tantalum digunakan di berbagai bidang yang memerlukan peningkatan kekuatan dan ketahanan panas. Tantalum karbida juga banyak digunakan dalam produksi cawan lebur untuk logam tahan api.
2. Teknik elektro. Sekitar 25% digunakan dalam produksi teknik kelistrikan dan peralatan listrik. Kapasitor yang menggunakan elemen ini ditandai dengan peningkatan stabilitas operasi. Selain itu, jika terjadi kerusakan pada permukaan kapasitor, lapisan tantalum oksida akan terbentuk, yang melindunginya. Anda juga harus menyoroti elemen seperti anoda, katoda, lampu, dan bagian logam lainnya, yang juga diproduksi berdasarkan bahan tersebut.
3. Industri kimia. Seperlima dari volume yang dihasilkan digunakan dalam industri kimia. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa ia tahan terhadap sebagian besar asam, garam dan basa.
4. Obat-obatan. Tantalum dalam pengobatan digunakan dalam industri seperti bedah tulang dan plastik. Elemen yang terbuat dari bahan ini digunakan untuk mengencangkan tulang guna mencapai peningkatan kekuatan tanpa mengiritasi jaringan organik.
5. Bidang militer. Di bidang militer, target tantalum dan peluru untuk proyektil kumulatif diproduksi.
6. Peralatan. Logam ini digunakan untuk produksi instrumen presisi, peralatan kontrol dan berbagai diafragma, serta instrumen vakum, karena dibedakan berdasarkan sifat penyerapan gasnya.
7. Energi nuklir. Di area ini, logam berperan sebagai penukar panas.

Perlu dicatat bahwa ruang lingkup penerapan tantalum hanya dibatasi oleh kecilnya volume produksinya. Jika volume produksi meningkat, cakupan penerapannya akan diperluas secara signifikan.