Šalutinės tantalo specialybės. Tantalas. Tantalo metalo aprašymas ir savybės Šalutinės tantalo „specialybės“.

Tantalo atradimas yra glaudžiai susijęs su niobio atradimu. Keletą dešimtmečių chemikai vienu elementu laikė elementą kolumbį, kurį 1802 m. atrado anglų chemikas Hatchett, ir tantalą, kurį 1802 m. atrado švedas Ekebergas. Tik 1844 metais vokiečių chemikas Rose pagaliau įrodė, kad tai du skirtingi elementai, labai panašūs savo savybėmis. O kadangi tantalas buvo pavadintas senovės graikų mitų herojaus Tantalo vardu, jis pasiūlė „kolumbį“ pavadinti niobiu Tantalo dukters Niobės vardu. Pats tantalas gavo savo pavadinimą iš posakio „tantalo kankinimas“, dėl to, kad Ekebergo bandymai ištirpinti šio elemento oksidą rūgštyse buvo beprasmiški.

Kvitas:

Tantalas beveik visada lydi niobį tantalite ir niobituose. Pagrindiniai tantalito telkiniai yra Suomijoje, Skandinavijoje ir Šiaurės Amerikoje.
Tantalo rūdų skaidymas technologijoje atliekamas kaitinant jas kalio vandenilio sulfatu geležies induose, lydinį išplaunant karštu vandeniu ir likusį miltelių pavidalo tantalo rūgšties likutį ištirpinant užteršta niobo rūgštimi. Tada tantalo oksidas redukuojamas anglimi 1000°C temperatūroje, o gautas metalas atskiriamas juodų miltelių pavidalu, kuriame yra nedidelis oksido kiekis. Taip pat metalo miltelius galima gauti redukuojant TaCl 5 vandeniliu arba magniu, taip pat kalio fluorotantalatą natriu: K 2 TaF 7 + 5Na = Ta + 2KF + 5NaF.
Metalo milteliai miltelinės metalurgijos metodais perdirbami į kompaktinį metalą, suspaudžiami į „rietuves“, po to lydant plazmą arba elektropluodą.

Fizinės savybės:

Tantalas yra sunkus, platinos pilkai blizgantis metalas su melsvu atspalviu, gana kietas, bet itin kalus ir plastiškas; jo lankstumas didėja jį valant. Lydymosi temperatūra = 3027°C (antra po volframo ir renio). Sunkus, tankis 16,65 g/cm3

Cheminės savybės:

Kambario temperatūroje jis pasižymi išskirtiniu cheminiu atsparumu. Išskyrus vandenilio fluorido rūgštį, tantalo neveikia jokios kitos rūgštys, net ir regio vanduo. Sąveikauja su vandenilio fluorido ir azoto rūgščių mišiniu, sieros anhidridu, šarmų tirpalais ir lydalais, kai kaitinama iki 300-400°C su halogenais, vandeniliu, deguonimi, azotu, virš 1000°C – su anglimi.
Junginiuose jo oksidacijos laipsnis yra +5. Tačiau yra žinomi ir tantalo junginiai, turintys mažesnę oksidacijos laipsnį: TaCl 4, TaCl 3, TaCl 2.

Svarbiausios jungtys:

Tantalo (V) oksidas Gryną Ta 2 O 5 patogiausia gauti kalcinuojant gryną tantalo metalą deguonies sraute arba skaidant Ta (OH) 5 hidroksidą. Tantalo (V) oksidas yra balti, netirpūs vandenyje ir rūgštyse (išskyrus vandenilio fluorido rūgštį) milteliai, kurių savitasis tankis yra 8,02. Jis nesikeičia kaitinant ore, sieros vandenilio atmosferoje ar sieros garuose. Tačiau aukštesnėje nei 1000°C temperatūroje oksidas reaguoja su chloru ir vandenilio chloridu. Tantalo (V) oksidas yra dimorfinis. Esant įprastoms temperatūroms, jo rombinė modifikacija yra stabili.

Tantalatai ir tantalo rūgštis. Lydant tantalo(V) oksidą su šarmais arba šarminių metalų karbonatais, gaunami tantalatai - metatantalo HTaO 3 druskos ir ortotantalo rūgštys H 3 TaO 4 . Taip pat yra druskų, kurių sudėtis yra M 5 TaO 5. Kristalinės medžiagos. naudojami kaip feroelektrikai.
Tantalo rūgštys yra baltos želatinos nuosėdos, kurių vandens kiekis kinta, net šviežiai paruoštos netirpsta druskos ir azoto rūgštyse. Jie gerai tirpsta HF ir šarminiuose tirpaluose. Technologijoje tantalo rūgštis dažniausiai gaunama skaidant dvigubą tantalo ir kalio fluoridą (kalio heptafluorotantalatą) sieros rūgštimi.
Tantalo (V) chloridas, kristalai, higroskopiški, hidrolizuojami vandens, tirpūs CS 2 ir CCl 4. Jis naudojamas tantalo gamybai ir dengimui.
Tantalo pentafluoridas. Galima gauti reaguojant pentachloridui su skystu vandenilio fluoridu. Jis sudaro bespalves prizmes ir yra hidrolizuojamas vandens. Lydymas = 96,8 ° С, virimas = 229 ° С. Naudojamas dengiant tantalo dangas.
Kalio heptafluorotantalatas- K 2 TaF 7 yra sudėtingas junginys, kurį galima gauti tantalo pentafluoridui reaguojant su kalio fluoridu. Balti kristalai, stabilūs ore. Hidrolizuojamas vandeniu: K 2 TaF 7 + H 2 O -> Ta 2 O 5 *nH 2 O + KF + HF

Taikymas:

Kadangi tantalas pasižymi puikiomis metalinėmis savybėmis ir išskirtiniu cheminiu atsparumu, pasirodė esąs labai tinkamas chirurginių ir stomatologinių instrumentų, tokių kaip pincetų antgaliai, injekcinės adatos, adatos ir kt., gamybai. Kai kuriais atvejais jis gali pakeisti platiną.
Jie taip pat naudojami kondensatoriams, elektroninių vamzdžių katodams, chemijos pramonės ir branduolinės energijos įrangai, dirbtinio pluošto štampams gaminti. Karbidas, silicidas, tantalo nitridas - karščiui atsparios medžiagos, kietų ir karščiui atsparių lydinių komponentai.
Karščiui atsparūs tantalo lydiniai su niobiu ir volframu naudojami raketų ir kosmoso technologijose.

E. Rozenbergas.

Šaltiniai: Tantalas // Populiari cheminių elementų biblioteka Leidykla „Mokslas“, 1977 m.
Tantalas // Vikipedija. Atnaujinimo data: 2017-12-12. (prisijungimo data: 2018-05-20).
// S. I. Levčenkovas. Trumpa chemijos istorijos apžvalga / SFU.

Metalinis tantalas atidarytas visai neseniai, būtent 1802 m. Švedų chemikui A. G. pasisekė atrasti šį metalą. Ekebergas. Tiriant du naujus mineralus, kurie buvo rasti Skandinavijos šalyse, paaiškėjo, kad juose be žinomų elementų yra ir anksčiau netirtų. Mokslininkui niekada nepavyko išskirti metalo nuo mineralo gryna forma, nes dėl to kilo didelių sunkumų.

Šiuo atžvilgiu neištirtas metalas buvo pavadintas senovės Graikijos mitologijos herojaus vardu ir po kurio jis buvo parašytas. mitas apie Tantalą. Po to daugiau nei 40 metų buvo tikima tantalas ir niobis- tai tas pats metalas. Tačiau vienas vokiečių chemikas įrodė skirtumą tarp metalų, o po to kitas vokietis išskyrė tantalą grynu pavidalu, ir tai įvyko tik 1903 m.

Serijinė valcuotų gaminių gamyba ir tantalo gaminiai prasidėjo tik Antrojo pasaulinio karo metais. Šiandien šis elementas pavadintas „protingu metalu“, nes sparčiai besivystanti elektronika be jo neapsieina.

Tantalo aprašymas ir savybės

Tantalas yra didelio kietumo ir atominio tankio metalas. Periodiniuose cheminiuose elementuose tantalas yra 73 padėtyje. Pasaulinėje praktikoje šį metalą įprasta žymėti dviejų raidžių deriniu, būtent Ta. Esant atmosferos slėgiui ir kambario temperatūrai, tantalas turi būdingą sidabriškai metalinę spalvą. Ant metalo paviršiaus susidaranti oksido plėvelė suteiks jam švininį atspalvį.

Tantalo elementas neaktyvus kambario temperatūroje. Šio metalo paviršiaus oksidacija oru galima tik esant aukštesnei nei 280 laipsnių temperatūrai. Tantalas reaguoja su halogenais 30 laipsnių žemesnėje temperatūroje nei su oru. Tokiu atveju ant paviršiaus susidaro apsauginė plėvelė, kuri neleidžia toliau prasiskverbti oksiduojantiems elementams visame metalo gylyje.

Tantalo cheminis elementas su gana aukšta lydymosi temperatūra. Taigi, jis yra 3290 K, o virimo temperatūra siekia 5731 K. Nepaisant didelio tankio (16,7 g/cm3) ir kietumo, jis yra gana plastiškas. Pagal lankstumą tantalą galima palyginti su. Su grynu metalu labai lengva ir patogu dirbti.

Jį lengva apdirbti, pavyzdžiui, galima iškočioti iki 1-10 mikronų storio. Taip pat reikėtų pažymėti, kad tantalas yra paramagnetinis. Įdomi šio metalo savybė pradeda ryškėti 800 laipsnių temperatūroje: tantalas sugeria 740 savo dujų tūrių.

Pasaulinėje praktikoje jau yra nemažai faktų, rodančių puikų šio metalo patvarumą labai agresyvioje aplinkoje. Pavyzdžiui, yra žinoma, kad tantalui nepažeidžia net 70% azoto rūgšties. Sieros rūgštis iki 150 laipsnių taip pat nesukelia korozinio sunaikinimo, tačiau jau 200 laipsnių temperatūroje metalas pradės tirpti 0,006 mm per metus greičiu.

Kai kurie gamybos faktai taip pat rodo, kad tantalas yra daug atsparesnis nei austenitinis nerūdijantis plienas. Todėl yra žinomas atvejis, kai tantalo dalys tarnavo 20 metų ilgiau nei nerūdijančio plieno dalys.

Kitas įdomus faktas yra tai, kad tantalas naudojamas kataliziniam aukso atskyrimui. Iš jo gaminami katodai, ant kurių savo ruožtu nusodinamas taurusis metalas, o po to nuplaunamas aqua regia. Tuo pačiu metu katodas ir tantalas dėl puikaus atsparumo rūgštims lieka nepažeisti.

Tantalo pritaikymas

Seniai šis metalas buvo naudojamas kaitinamųjų lempų siūlams gaminti. Šiandien tantalo ir tantalo lydiniai naudojamas šiose pramonės šakose ir gaminiuose:

— lydant karščiui ir korozijai atsparius lydinius (pavyzdžiui, orlaivių variklių dalis);

— chemijos pramonėje kurti korozijai atsparią įrangą;

— metalurgijos gamyboje retųjų žemių metalų gamybai;

— statant branduolinius reaktorius (tantalas yra atspariausias metalas cezio garams);

— dėl didelio biologinio suderinamumo tantalas naudojamas medicininiams implantams ir protezams gaminti;

- superlaidininkams gaminti - kriotronams (tai kompiuterinės technologijos elementai);

- naudojamas karinėje pramonėje sviediniams gaminti. Šio metalo naudojimas padidina šaudmenų prasiskverbimo galią;

- iš tantalo gaminami efektyvesni žemos įtampos kondensatoriai;

– Pastaruoju metu tantalas tvirtai įsitvirtino versle. Taip yra dėl metalo gebėjimo ant paviršiaus suformuoti stiprias oksidines plėveles, kurios gali būti įvairių spalvų ir atspalvių;

- didelis skaičius tantalo modifikacijos kaupiasi branduoliniuose reaktoriuose. Laboratoriniais ar kariniais tikslais ši metalo modifikacija gali būti naudojama kaip gama spinduliuotės šaltinis;

— šis metalas naudojamas kaip pagrindinis (po platinos) didesnio tikslumo masės etalonams gaminti;

- kai kurie intermetaliniai tantalo junginiai turi labai didelį kietumą ir stiprumą, taip pat padidintą atsparumą oksidacijai. Šie junginiai naudojami aviacijos ir kosmoso pramonėje;

— tantalo karbidai naudojami padidinto raudono atsparumo pjovimo įrankiams gaminti. Įrankis gaunamas sukepinant karbido miltelių mišinį. Šie įrankiai naudojami labai sunkiomis sąlygomis, pavyzdžiui, atliekant smūginį gręžimą;

- penkiavalentė tantalo oksidas būtini stiklui suvirinti branduolinėje technologijoje.

Tantalo telkiniai ir kasyba

Tantalas yra retas metalas. Jo kiekis žemės plutoje yra tik 0,0002%. Į šį kiekį įeina dvi metalo modifikacijos: stabilios ir radioaktyvios. Šis retas metalas randamas savo junginių pavidalu ir yra daugelio mineralų dalis. Jei tantalas yra įtrauktas į mineralą, jis visada bus kartu su niobu.

Tantalo junginių nuosėdos o mineralų randama daugelyje šalių. Didžiausias šio elemento telkinys Europoje yra Prancūzijoje. Afrikos žemyne ​​daugiausia tantalo turi Egiptas. Didelės šio metalo atsargos turi ir Kinija bei Tailandas. Mažesni telkiniai yra NVS, Nigerijoje, Kanadoje, Australijoje ir kitose šalyse. Tačiau didžiausi iki šiol aptikti telkiniai yra Australijoje.

Kasmet pasaulyje išgaunama apie 420 tonų tantalo. Pagrindinės šio metalo perdirbimo gamyklos yra JAV ir Vokietijoje. Verta paminėti, kad tarptautinė bendruomenė skelbia poreikį didinti šio reto metalo gamybą. Tokie teiginiai pirmiausia yra susiję su elektronikos gamybos padidėjimu, kuriame šis elementas intensyviai naudojamas.

Taigi išplėtotų laukų skaičius kasmet didėja. Pavyzdžiui, prie pagrindinių pasaulio besivystančių sričių daugiau vietų buvo pridėta Brazilijoje, JAV ir Pietų Afrikoje. Tačiau verta paminėti, kad per pastaruosius 10 metų buvo intensyvus tantalo gamybos sumažėjimas. Mažiausias gamybos rodiklis XXI amžiuje buvo 2010 m.

Tantalo kaina

Tantalo kaina per pastaruosius 15 metų labai svyravo. Taigi, 2002-2003 m pirkti tantalą tai buvo įmanoma už mažiausią kainą. Šiais metais tantalo kaina svyravo nuo 340 iki 375 dolerių už kilogramą. Šiandien Rusijoje galite nusipirkti tantalas, kaina tai yra 2950 rublių už kilogramą.

Populiarioje cheminių elementų bibliotekoje yra informacijos apie visus žmonijai žinomus elementus. Šiandien jų yra 107, kai kurie iš jų gauti dirbtinai.

Kaip ir kiekvienos „visatos plytos“ savybės skiriasi, taip pat skiriasi ir jų istorijos bei likimai. Kai kurie elementai, tokie kaip varis, geležis, siera, anglis, buvo žinomi nuo priešistorinių laikų. Kitų amžius matuojamas tik šimtmečiais, nepaisant to, kad jas, dar neatrastas, žmonija naudojo nuo neatmenamų laikų. Pakanka prisiminti deguonį, kuris buvo atrastas tik XVIII a. Dar kiti buvo atrasti prieš 100–200 metų, tačiau tik mūsų laikais įgijo itin didelę reikšmę. Tai uranas, aliuminis, boras, ličio berilis. Kitų, tokių kaip europiumas ir skandis, darbo istorija tik prasideda. Penktieji gauti dirbtinai branduolinės fizikinės sintezės metodais: technecis, plutonis, mendeleviumas, kurchatovumas... Žodžiu, tiek daug elementų, tiek individų, tiek istorijų, tiek daug unikalių savybių derinių.

Pirmojoje knygoje buvo pateikta medžiaga apie pirmuosius 46 elementus atominių skaičių tvarka, antroje – apie visus likusius

Knyga:

Šalutinės tantalo specialybės

Tantalas yra gana dažnas svečias juvelyrų dirbtuvėse, daugeliu atvejų jis naudojamas pakeisti platiną. Iš tantalo gaminami laikrodžių dėklai, apyrankės ir kiti papuošalai. Ir dar vienoje srityje elementas Nr.73 konkuruoja su platina: standartiniai analitiniai svarstyklės iš šio metalo savo kokybe nenusileidžia platininiams. Gaminant automatinių rašiklių antgalius, tantalą pakeičia brangesnis iridis. Tačiau tantalo pasiekimai tuo nesibaigia. Karinės technikos specialistai mano, kad kai kurias valdomų sviedinių ir reaktyvinių variklių dalis patartina gaminti iš tantalo.

Tantalo junginiai taip pat plačiai naudojami. Taigi, kalio fluorotalatas naudojamas kaip katalizatorius sintetinės gumos gamyboje. Tantalo pentoksidas taip pat atlieka tą patį vaidmenį gaminant butadieną iš etilo alkoholio.

Tantalo oksidas kartais naudojamas stiklo gamyboje – aukšto lūžio rodiklio stiklams gaminti. Kraujo krešėjimui pagreitinti pasiūlyta naudoti tantalo pentoksido Ta 2 O 5 mišinį su nedideliu kiekiu geležies trioksido. Tantalo hidridai sėkmingai naudojami silicio puslaidininkių kontaktams lituoti.

Tantalo paklausa nuolat auga, todėl neabejotina, kad ateinančiais metais šio nuostabaus metalo gamyba didės sparčiau nei dabar.

TANTALAS KIETESNIS... TANTALAS. Tantalo dangos yra ne mažiau patrauklios nei, tarkime, nikelis ir chromas. Patraukli ne tik išvaizda. Sukurti metodai, leidžiantys didelių gabaritų gaminius (tiglius, vamzdžius, lakštus, raketinius purkštukus) padengti įvairaus storio tantalo sluoksniu, o danga gali būti dengiama ant pačių įvairiausių medžiagų – plieno, geležies, vario. , nikelis, molibdenas, aliuminio oksidas, grafitas, kvarcas, stiklas, porcelianas ir kt. Būdinga tai, kad tantalo dangos kietumas, pasak Brinell, yra 180–200 kg/mm2, o techninio tantalo atkaitintų strypų ar lakštų pavidalu – 50–80 kg/mm2. .

PIGIAU UŽ PLATINĄ, BRANGIAU UŽ SIDABRĄ. Pakeisti platiną tantalu, kaip taisyklė, yra labai pelninga - tai kelis kartus pigiau. Nepaisant to, tantalo negalima vadinti pigiu. Santykinai didelė tantalo kaina paaiškinama aukšta jo gamyboje naudojamų medžiagų kaina ir elemento Nr.73 gavimo technologijos sudėtingumu: norint gauti toną tantalo koncentrato, reikia apdoroti iki 3 tūkst. rūdos.

GRANITAS METALAS. Tantalo žaliavų paieškos tęsiasi ir šiandien. Vertingų elementų, įskaitant tantalą, yra įprastuose granituose. Brazilijoje jau bandė iš granito išgauti tantalą. Tiesa, šis tantalo ir kitų elementų gavimo procesas dar neturi pramoninės reikšmės – jis labai sudėtingas ir brangus, tačiau tantalą pavyko gauti iš tokių neįprastų žaliavų.

TIK VIENAS OKSIDATAS. Anksčiau buvo manoma, kad tantalas, kaip ir daugelis kitų pereinamųjų metalų, sąveikaudamas su deguonimi gali sudaryti kelis skirtingos sudėties oksidus. Tačiau vėlesni tyrimai parodė, kad deguonis visada oksiduoja tantalą iki Ta 2 O 5 pentoksido. Esama painiava paaiškinama kietų deguonies tirpalų susidarymu tantale. Ištirpęs deguonis pašalinamas kaitinant vakuume virš 2200°C. Kietų deguonies tirpalų susidarymas labai veikia fizines tantalo savybes. Jo stiprumas, kietumas ir elektrinė varža didėja, tačiau sumažėja magnetinis jautrumas ir atsparumas korozijai.

TANTALO DANGA. Apkala (šis terminas yra prancūziškos kilmės) – tai plonų kito metalo sluoksnių padengimas metalo gaminiams termomechaniniais metodais. Skaitytojas jau žino apie išskirtinį tantalo cheminį atsparumą. Tai, kad šis metalas yra brangus ir nelabai prieinamas, taip pat tiesa. Natūralu, kad mažiau atsparių metalinių paviršių dengimas tantalu būtų labai naudingas, tačiau dengti šias dangas elektrolitiniais metodais sunku dėl daugelio priežasčių. Štai kodėl jie griebiasi apkalos. Manoma, kad plienas, plakiruotas tantalu sprogimo būdu, ilgainiui taps svarbesnis chemijos pramonei nei plienas, plakiruotas stiklu, nors, žinoma, stiklo ir tantalo kainos yra nelygios. Toks plienas jau naudojamas branduolinių reaktorių gamyboje.

Tantalas yra protingas pasirinkimas visoms reikmėms, kuriose reikalingas didelis atsparumas korozijai. Nors tantalas nėra taurusis metalas, jo cheminis stabilumas yra panašus. Be to, tantalas gali būti lengvai suformuotas net esant žemesnei nei kambario temperatūrai dėl jo kūno centre esančios kubinės kristalinės struktūros. Dėl didelio tantalo atsparumo korozijai jis yra vertinga medžiaga, naudojama įvairiose cheminėse aplinkose. Savo „nepalenkiamą“ medžiagą naudojame, pavyzdžiui, šilumokaičiams prietaisų sektoriuje, įkrovimo padėkliams krosnių konstrukcijoms, implantams medicinos technologijoms ir kondensatorių komponentams elektronikos pramonėje.

Garantuotas grynumas

Galite būti tikri mūsų gaminių kokybe. Tantalo gaminius gaminame patys – nuo ​​metalo miltelių iki galutinio gaminio. Kaip pradinę medžiagą naudojame tik gryniausius tantalo miltelius. Taip garantuojame itin aukštą medžiagos grynumą.

Kokybę garantuojame sukepinto tantalo grynumas - 99,95 % (metalo grynumas be niobio). Remiantis cheminėmis analizėmis, likutinį turinį sudaro šie elementai:

Mes garantuojame tantalo grynumo kokybė gautas lydant - 99,95 % (metalo grynumas be niobio) Remiantis chemine analize, likutinį turinį sudaro šie elementai:

Cr(VI) ir organinių priemaišų buvimas pašalinamas gamybos procese (daugkartinis terminis apdorojimas aukštesnėje nei 1000 °C temperatūroje aukšto vakuumo atmosferoje). * Pradinė vertė.

Ypatingų gabumų medžiaga

Kad ir kokios unikalios mūsų tantalo savybės, jo pritaikymas pramonėje yra toks pat specifinis. Žemiau trumpai pristatysime du iš jų:

Individualiai parinktos cheminės ir elektrinės savybės.

Dėl itin smulkios mikrostruktūros tantalas yra ideali medžiaga gaminant itin plonus, nepriekaištingo, išskirtinai švaraus paviršiaus laidus, skirtus naudoti tantalo kondensatoriuose. Tokio laido chemines, elektrines ir mechanines savybes galime nustatyti labai tiksliai. Taigi savo klientams suteikiame individualiai parinktas ir stabilias komponentų savybes, kurias nuolat tobuliname ir tobuliname.

Puikus ilgaamžiškumas ir didelis plastiškumas šalčiui

Dėl puikaus patvarumo kartu su puikiu formuojamumu ir suvirinamumu tantalas yra ideali medžiaga šilumokaičiams. Mūsų tantalo šilumokaičiai yra išskirtinai stabilūs ir atsparūs įvairiai agresyviai aplinkai. Turėdami ilgametę tantalo apdirbimo patirtį, galime pagaminti ir sudėtingas geometrijas, kurios atitiktų jūsų tikslius reikalavimus.

Grynas tantalas ar lydinys?

Mes optimaliai paruošiame tantalą bet kokiam naudojimui. Naudodami įvairius legiravimo elementus galime pakeisti šias volframo savybes:

• fizines savybes(pvz., lydymosi temperatūra, garų slėgis, tankis, elektros laidumas, šilumos laidumas, šiluminis plėtimasis, šiluminė talpa)
• mechaninės savybės(pvz., stiprumas, gedimo mechanizmas, plastiškumas)
• Cheminės savybės(pvz., atsparumas korozijai, ėsdinimas)
• apdirbamumas(pvz., apdirbamumas, formavimas, suvirinamumas)
• struktūra ir rekristalizacijos charakteristikos(pvz., rekristalizacijos temperatūra, trapumas, senėjimo poveikis, grūdelių dydis)

Ir tai dar ne viskas: pasitelkę specialias gamybos technologijas galime plačiame diapazone pakeisti įvairias kitas tantalo savybes. Rezultatas: dvi skirtingos tantalo gamybos technologijos ir skirtingų savybių lydiniai, kad tiksliai atitiktų konkretaus naudojimo reikalavimus.

Tantalas, pagamintas sukepinant (TaS).

Grynas sukepintas tantalas ir grynas lydomas tantalas turi šias bendrąsias charakteristikas:

• aukšta lydymosi temperatūra 2996 °C
• puikus plastiškumas šalčiui
• rekristalizacija 900–1450 °C temperatūroje (priklausomai nuo deformacijos laipsnio ir grynumo)
• puikus atsparumas vandeniniams tirpalams ir išlydytam metalui
• superlaidumas
• aukštas biologinio suderinamumo lygis

Kai darbas labai sunkus, mūsų sukepintas tantalas padės: mūsų miltelinės metalurgijos proceso dėka sukepintas tantalas, (TaS) turi itin smulkią grūdėtumo struktūrą ir didelį grynumą. Šiuo atžvilgiu medžiaga skiriasi aukščiausia paviršiaus kokybė ir geros mechaninės savybės.

Dėl naudoti kondensatoriuose Rekomenduojame vieną iš mūsų tantalo veislių, pasižyminčių itin aukšta paviršiaus kokybe ( TaK). Šis tantalas naudojamas vielos pavidalu tantalo kondensatoriuose. Didelė talpa, maža nuotėkio srovė ir maža varža gali būti garantuoti tik tada, kai naudojamas laidas be defektų ir priemaišų.

Lydytas tantalas (TaM)

Ne visada reikia geriausio iš geriausių. Tantalas gaunamas lydant, (TaM), kaip taisyklė, ekonomiškesnis gamyboje nei sukepintas tantalas, o jo kokybė yra pakankama daugeliui pritaikymų. Tačiau ši medžiaga nėra tokia smulkiagrūdė ir vienoda kaip sukepintas tantalas. Tiesiog susisiekite su mumis. Mielai jums patarsime.

Stabilizuotas tantalas (TaKS)

Mes sukepintą stabilizuotą tantalą legiruojame su siliciu, kuris neleidžia grūdams augti net esant aukštai temperatūrai. Dėl to mūsų tantalas tinkamas naudoti net esant itin aukštai temperatūrai. Smulkiagrūdė mikrostruktūra išlieka stabili net ir atkaitinus iki 2000 °C temperatūroje. Šis procesas leidžia medžiagai išlaikyti puikias mechanines savybes, tokias kaip lankstumas ir stiprumas. Stabilizuotas tantalas vielos arba lakštų pavidalu idealiai tinka tantalo anodų gamybai sukepinimo būdu arba naudoti krosnių statybos sektoriuje.

Tantalo-volframas (TaW) pasižymi geromis mechaninėmis savybėmis ir puikiu atsparumu korozijai. Į gryną tantalą pridedame nuo 2,5 iki 10 masės procentų volframo. Nors gautas lydinys 1,4 karto stipresnis grynas tantalas, jį lengva apdoroti iki 1600 °C temperatūroje. Todėl mūsų TaW lydinys ypač tinka šilumokaičiams ir kaitinimo elementams, naudojamiems chemijos pramonėje.

Geras visais atžvilgiais. Tantalo savybės.

Tantalas priklauso grupei ugniai atsparūs metalai. Ugniai atsparių metalų lydymosi temperatūra yra aukštesnė už platinos lydymosi temperatūrą (1772 °C). Energija, jungianti atskirus atomus, yra labai didelė. Aukšta ugniai atsparių metalų lydymosi temperatūra derinama su mažu garų slėgiu. Ugniai atsparūs metalai taip pat pasižymi dideliu tankiu ir mažu šiluminio plėtimosi koeficientu.

Periodinėje lentelėje tantalas yra tame pačiame periode kaip volframas. Kaip ir volframas, tantalas turi labai didelį tankį – 16,6 g/cm 3 . Tačiau, skirtingai nei volframas, tantalas tampa trapus gamybos operacijų, susijusių su vandenilio atmosfera, metu. Todėl medžiaga gaminama dideliame vakuume.

Tantalas neabejotinai yra stabiliausias iš ugniai atsparių metalų. Jis yra stabilus visose rūgštyse ir bazėse ir pasižymi ypač specifinėmis savybėmis:

Termofizinės savybės

Ugniai atsparūs metalai paprastai turi mažas šiluminio plėtimosi koeficientas Ir santykinai didelis tankis. Tai taip pat taikoma tantalui. Nors tantalo šilumos laidumas yra mažesnis nei volframo ir molibdeno, medžiaga turi didesnį šiluminio plėtimosi koeficientą nei daugelis kitų metalų.

Tantalo termofizinės savybės keičiasi keičiantis temperatūrai. Toliau pateiktose diagramose parodytos svarbiausių kintamųjų kitimo kreivės:

Mechaninės savybės

Net nedideli intersticinių elementų, tokių kaip deguonis, azotas, vandenilis ir anglis, kiekiai gali pakeisti tantalo mechanines savybes. Be to, norint pakeisti jo mechanines savybes, naudojami tokie veiksniai kaip metalo miltelių grynumas, gamybos technologija (sukepinimas arba lydymas), šalto apdirbimo laipsnis ir terminio apdorojimo tipas.

Kaip ir volframas ir molibdenas, tantalas turi į kūną orientuotas kubinis kristalinė gardelė. Tantalo trapaus plastiškumo pereinamoji temperatūra yra -200 °C, o tai žymiai žemesnė nei kambario temperatūra. Šio metalo dėka itin lengva formuoti. Šalto apdirbimo metu padidėja metalo tempiamasis stipris ir kietumas, tačiau kartu mažėja pailgėjimas trūkimo metu. Nors medžiaga praranda savo lankstumą, ji netampa trapi.

Karščiui atsparus medžiaga yra žemesnė nei volframo, bet panašus į atsparumą karščiui grynas molibdenas. Norėdami padidinti atsparumą karščiui, į tantalą pridedame ugniai atsparių metalų, pavyzdžiui, volframo.

Tantalo elastingumo modulis yra mažesnis nei volframo ir molibdeno ir yra panašus į grynos geležies. Tamprumo modulis mažėja didėjant temperatūrai.

Mechaninės savybės

Dėl didelio lankstumo tantalas yra optimaliai pritaikytas liejimo procesai pavyzdžiui, lenkimas, štampavimas, presavimas ar gilus tempimas. Tantalą sunku gauti apdirbimas. Lustus sunku atskirti. Dėl šios priežasties rekomenduojame naudoti lustų pašalinimo žingsnius. Tantalas yra kitoks puikus suvirinamumas lyginant su volframu ir molibdenu.

Ar turite klausimų apie ugniai atsparių metalų apdirbimą? Džiaugiamės galėdami Jums padėti pasinaudodami mūsų ilgamete patirtimi.

Cheminės savybės

Kadangi tantalas yra atsparus visų tipų cheminėms medžiagoms, medžiaga dažnai lyginama su tauriaisiais metalais. Tačiau termodinamiškai tantalas yra netaurieji metalai, kurie vis dėlto gali sudaryti stabilius junginius su daugybe elementų. Veikiant orui, tantalas susidaro labai tankus oksido sluoksnis(Ta 2 O 5), kuri apsaugo pagrindinę medžiagą nuo agresyvaus poveikio. Šis oksido sluoksnis gamina tantalą atsparus korozijai.

Kambario temperatūroje tantalas nėra stabilus tik šiose neorganinėse medžiagose: koncentruotoje sieros rūgštyje, fluore, vandenilio fluoride, vandenilio fluorido rūgštyje ir rūgšties tirpaluose, kuriuose yra fluoro jonų. Šarminiai tirpalai, išlydytas natrio hidroksidas ir kalio hidroksidas taip pat turi cheminį poveikį tantalui. Tuo pačiu metu medžiaga yra stabili vandeniniame amoniako tirpale. Jei tantalas yra chemiškai atakuojamas, į jo kristalinę gardelę patenka vandenilis ir medžiaga tampa trapi. Didėjant temperatūrai, tantalo atsparumas korozijai palaipsniui mažėja.

Tantalas yra inertiškas daugeliui sprendimų. Tačiau jei tantalas yra veikiamas mišraus tirpalo, jo atsparumas korozijai gali sumažėti, net jei jis yra stabilus atskiruose tirpalo komponentuose. Ar turite sudėtingų klausimų apie koroziją? Mes mielai jums padėsime pasinaudodami savo patirtimi ir vidine korozijos laboratorija.

Tantalas yra stabilus kai kuriuose metalų lydaluose, tokiuose kaip Ag, Bi, Cd, Cs, Cu, Ga, Hg, °K, Li, Mg, Na ir Pb, jei šiuose lydaluose yra nedidelis deguonies kiekis. Tačiau ši medžiaga yra jautri Al, Fe, Be, Ni ir Co.

Kai netaurieji metalai, tokie kaip tantalas, liečiasi su tauriaisiais metalais, tokiais kaip platina, cheminė reakcija įvyksta labai greitai. Šiuo atžvilgiu būtina atsižvelgti į tantalo reakciją su kitomis sistemoje esančiomis medžiagomis, ypač esant aukštai temperatūrai.

Tantalas nereaguoja su inertinėmis dujomis. Dėl šios priežasties didelio grynumo inertinės dujos gali būti naudojamos kaip apsauginės dujos. Tačiau kylant temperatūrai tantalas aktyviai reaguoja su deguonimi arba oru ir gali sugerti didelius vandenilio ir azoto kiekius. Dėl to medžiaga tampa trapi. Šias priemaišas galima pašalinti atkaitinant tantalą dideliame vakuume. Vandenilis išnyksta esant 800 °C temperatūrai, o azotas – 1700 °C.

Aukštos temperatūros krosnyse tantalas gali reaguoti su struktūrinėmis dalimis, pagamintomis iš ugniai atsparių oksidų arba grafito. Net labai stabilūs oksidai, tokie kaip aliuminis, magnis ar cirkonio oksidas, gali susilpnėti aukštoje temperatūroje, jei jie liečiasi su tantalu. Susilietus su grafitu, gali susidaryti tantalo karbidas, dėl kurio padidėja tantalo trapumas. Nors tantalą paprastai galima lengvai derinti su kitais ugniai atspariais metalais, tokiais kaip molibdenas ar volframas, jis gali reaguoti su šešiakampiu boro nitridu ir silicio nitridu.

Žemiau esančioje lentelėje parodytas medžiagos atsparumas korozijai, palyginti su karščiui atspariomis medžiagomis, naudojamomis pramoninių krosnių konstrukcijoje. Nurodytos temperatūros ribos galioja vakuumui. Naudojant apsaugines dujas, šios temperatūros yra maždaug 100–200 °C žemesnės.

Sieros dioksidas gali pridėti deguonies, virsdamas sieros trioksidu (trioksidu). Normaliomis sąlygomis ši reakcija vyksta labai lėtai. Tai vyksta daug greičiau ir lengviau esant aukštesnei temperatūrai, kai yra katalizatorių.

Sieros trioksidas yra bespalvis, labai judrus skystis, kurio tankis verda ir kristalizuojasi. Laikant, ypač esant drėgmės pėdsakams, ši medžiaga pasikeičia, virsdama ilgais šilkiniais kristalais.

Laisvos molekulės (dujinės būsenos) yra sudarytos taisyklingo trikampio pavidalu, kurio centre yra sieros atomas, o viršūnėse – deguonies atomai. Kaip ir molekulėje, sieros atomas čia yra -hibridizacijos būsenoje; pagal tai visų keturių atomų, sudarančių molekulę, branduoliai yra toje pačioje plokštumoje, o ryšio kampai yra lygūs:

Sieros atomas molekulėje yra sujungtas su deguonies atomais trimis dviejų centrų o ryšiais ir vienu keturių centrų ryšiu (plg. molekulės struktūrą § 129). Be to, dėl vienišų deguonies atomų -elektronų porų ir sieros atomo laisvųjų -orbitalių čia galimas papildomų kovalentinių ryšių susidarymas, kaip ir molekulėje (p. 341).

Sieros trioksidas – sieros rūgšties anhidridas; pastarasis susidaro sąveikaujant su vandeniu:

Sieros rūgšties molekulių struktūra atitinka formulę:

Bevandenis, bespalvis aliejinis skystis, kuris kristalizuojasi .

Kaitinant, bevandenė sieros rūgštis (vadinamoji „monohidratas“) išsiskiria, kuri išgaruoja. Eliminacija tęsiasi tol, kol gaunamas azeotropinis tirpalas. Jame yra (masė) ir (masė) vandens. Šis tirpalas verdamas ir distiliuojamas nekeičiant jo sudėties . Azeotropinis tirpalas galiausiai gaunamas distiliuojant praskiestą sieros rūgštį. Šiuo atveju daugiausia vanduo distiliuojamas tol, kol pasiekia rūgšties koncentraciją.

Kai sieros rūgštis ištirpsta vandenyje, susidaro hidratai ir išsiskiria labai daug šilumos. Todėl koncentruotą sieros rūgštį maišyti su vandeniu reikia atsargiai. Kad neaptaškytų įkaitęs paviršinis tirpalo sluoksnis, į vandenį reikia mažomis porcijomis arba plona srovele pilti sieros rūgšties (nes ji sunkesnė); Jokiu būdu nepilkite vandens į rūgštį.

Sieros rūgštis godžiai sugeria vandens garus, todėl dažnai naudojama dujoms džiovinti. Gebėjimas sugerti vandenį paaiškina ir daugelio organinių medžiagų, ypač priklausančių angliavandenių (ląstelienos, cukraus ir kt.) klasei, suanglėjimą, kai jos veikia koncentruota sieros rūgštimi. Vandenilio ir deguonies yra angliavandeniuose tokiu pačiu santykiu, kaip ir vandenyje. Sieros rūgštis pašalina vandenilį ir deguonį iš angliavandenių, todėl susidaro vanduo, o anglis išsiskiria anglies pavidalu.

Koncentruota sieros rūgštis, ypač karšta, yra stiprus oksidatorius. Jis oksiduoja HI ir (bet ne) iki laisvųjų halogenų, anglį iki , o sierą iki . Šios reakcijos išreiškiamos lygtimis:

Sieros rūgšties sąveika su metalais skiriasi priklausomai nuo jos koncentracijos. Praskiesta sieros rūgštis oksiduojasi savo vandenilio jonu. Todėl jis sąveikauja tik su tais metalais, kurie yra įtampos serijoje prieš vandenilį, pavyzdžiui:

Tačiau švinas netirpsta praskiestoje rūgštyje, nes susidaranti druska netirpi.

Koncentruota sieros rūgštis yra oksidatorius, nes. Jis oksiduoja metalus įtampos diapazone iki sidabro imtinai. Jo redukavimo produktai gali skirtis priklausomai nuo metalo aktyvumo ir sąlygų (rūgšties koncentracijos, temperatūros). Sąveikaujant su mažai aktyviais metalais, pvz., variu, rūgštis redukuojama iki:

Sąveikaujant su aktyvesniais metalais redukcijos produktai gali būti ir laisva siera, ir sieros vandenilis. Pavyzdžiui, sąveikaujant su cinku gali pasireikšti šios reakcijos:

Dėl sieros rūgšties poveikio geležies žr. § 242.

Sieros rūgštis yra stipri dvibazė rūgštis. Pirmajame etape mažos koncentracijos tirpaluose jis beveik visiškai disocijuoja:

Antroji disociacijos stadija

pasitaiko mažesniu mastu. Sieros rūgšties disociacijos konstanta antroje pakopoje, išreikšta jonų aktyvumu,.

Kaip dvibazinė rūgštis, sieros rūgštis sudaro dvi druskų serijas: vidutinę ir rūgštinę. Vidutinės sieros rūgšties druskos vadinamos sulfatais, o rūgštinės – hidrosulfatais.

Dauguma sieros rūgšties druskų gerai tirpsta vandenyje. Praktiškai netirpūs sulfatai yra bario, stroncio ir švino sulfatai. Mažai tirpus kalcio sulfatas. Tirpumo sandauga yra.

Bario sulfatas netirpus ne tik vandenyje, bet ir praskiestose rūgštyse. Todėl baltų, rūgštyje netirpių nuosėdų susidarymas, kai ant bet kurio tirpalo užtepama bario druska, rodo jonų buvimą šiame tirpale:

Taigi, tirpios bario druskos yra sulfatavimo reagentas.

Svarbiausios sieros rūgšties druskos yra šios.

Natrio sulfatas. Ji kristalizuojasi iš vandeninių tirpalų su dešimčia vandens molekulių ir tokia forma vadinama Glauberio druska, pavadinta vokiečių gydytojo ir chemiko I. R. Glauberio vardu, kuris pirmasis ją gavo veikiant natrio sieros chloridui. Stiklo gamybai naudojama bevandenė druska.

Kalio sulfatas. Bespalviai kristalai, gerai tirpsta vandenyje. Sudaro daugybę dvigubų druskų, ypač alūno (žr. toliau).

Magnio sulfatas. Yra jūros vandenyje. Iš tirpalų jis kristalizuojasi kaip hidratas.

Kalcio sulfatas. Gamtoje dideliais kiekiais susidaro kaip mineralinis gipsas. Kaitinamas iki gipso, jis praranda jame esantį kristalizacijos vandenį ir virsta vadinamuoju degintu gipsu arba alebastru. Sumaišius su vandeniu į tešlą, pridegęs tinkas gana greitai sukietėja, vėl virsta . Šios savybės dėka iš gipso gaminamos liejimo formos ir įvairių objektų atspaudai, taip pat kaip rišamoji medžiaga sienoms ir luboms tinkuoti. Lūžių chirurgijoje naudojamas gipsas.