Fyzikální vlastnosti tantalu. Vlastnosti a aplikace tantalu

Rozdíl ve vlastnostech tantalu ve formě kousků a prášku je tak velký, že se zdá, jako by šlo o dva různé kovy. Při zahřátí prášek velmi intenzivně interaguje s kyslíkem (280 °C):

4Ta+5O2 = 2Ta2O5,

s halogeny (250 - 300 °C):

2Ta + 5Cl2 = 2TaCl5,

a dokonce i s dusíkem (při zahřátí na 600 °C v proudu dusíku):

Tantalový kov je stabilní v naprosté většině agresivních prostředí. Žádné kyseliny a dokonce ani aqua regia to neovlivňují. Jedinou výjimkou je kyselina fluorovodíková H2F2, ale to je způsobeno přítomností fluorového iontu v ní. I alkalické taveniny na něj působí velmi slabě.

Tajemství stability kovu tantalu spočívá v tom, že na jeho povrchu je vždy tenký, ale velmi pevný film oxidu Ta2O5. Pokud látka nebo sloučenina může interagovat s tímto filmem nebo proniknout do tohoto filmu, zničí kov, a pokud ne, pak si tantal zachová svou „nenapustnost“. Mezi činidla s destruktivními vlastnostmi patří: ionty fluoru, oxid síry (VI) a dokonce i alkalické taveniny. Stejný film zabraňuje toku elektrického proudu z kovu do roztoku během elektrolýzy (kdy tantalová elektroda slouží jako anoda). Proto se tantal používá v elektronické technologii pro výrobu usměrňovačů proudu.

V nepřítomnosti kyslíku a dusíku je tantal odolný vůči mnoha tekutým kovům. Odkysličený kovový sodík na něj nemá vliv ani při 1200°C, hořčík a slitiny - uran-hořčík a plutonium-hořčík - při 1150°C. To umožňuje použití tantalu k výrobě některých částí jaderných reaktorů.

Tantal je schopen absorbovat poměrně významné množství (až 1 %) vodíku, kyslíku a dusíku. Dochází k procesu zvanému absorpce - jev absorpce látky celým objemem absorbéru bez vzniku silných sloučenin. Tento proces je reverzibilní. Když se kov zahřeje ve vakuu na 600 °C, absorbovaný vodík se úplně uvolní. Kov, který se stal křehkým vodíkem, získává své dřívější mechanické vlastnosti. Vlastnost tantalu rozpouštět plyny se využívá, když se přidává jako přísada do oceli.

Na. Při zvýšených teplotách se tvoří sloučeniny. Při 500 °C mohou existovat hydridy Ta2H nebo TaH v závislosti na obsahu vodíku v kovu. Nad 600 - 700°C se při interakci s kyslíkem objevuje oxid Ta2O5 při přibližně stejné teplotě, dochází k reakci s dusíkem - vzniká nitrid tantalu TaN; Uhlík se spojuje s tantalem při vysokých teplotách (1200-1400°C), čímž vzniká TaC - žáruvzdorný a tvrdý karbid.

V roztavených alkáliích se tantal oxiduje za vzniku solí kyseliny tantalové, které lze spíše považovat za směsné oxidy 4Na2O .

3Ta2O5 .

25H20; 4K2O .

3Ta2O5 .

16H20. Tantal se rozpouští v kyselině fluorovodíkové za vzniku fluoridových komplexů typu [TaF6]-, 2-, 3-. Protože jsou komplexy nestabilní a hydrolyzují, roztok obsahuje komplexy - produkty hydrolýzy [TaOF5]2-, 3-.

Tantal byl objeven v roce 1802, ale získání prvního vzorku čistého kovu trvalo dalších 100 let. Výskyt tohoto vzácného prvku v zemské kůře je extrémně nevýznamný (0,0002 %). Navíc se vyskytuje jak ve formě stabilního (181Ta), tak ve formě radioaktivního izotopu (180mTa).

Tantal se nachází v žulových, alkalických, kabonatitových nalezištích, kde může být přítomen ve více než 60 minerálech, včetně columbit-tantalitu, manganotantalitu, wodginitu, loparitu atd. Tento kov se těží v Egyptě, Thajsku, Francii, Nigérii, Kanadě, a další země SNS. Za největší ložisko tantalové rudy na světě je považováno australské – Greenbushes.

Vlastnosti tantalu

Hlavním rysem tantalu je jeho mimořádná chemická odolnost vůči silným kyselinám a taveninám alkalických kovů. Zahřívání tohoto kovu na vzduchu na 200-300 o C vede k jeho oxidaci, doprovázené tvorbou plynem nasycené vrstvy pod oxidovým filmem.

Fyzikální vlastnosti tantalu:

• hustota – 16,6 g/cm3
• bod tání – 2996°С
• bod varu – 5425°С
• výhřevnost – 1346 cal/g
• tepelná vodivost při 20 o C – 0,13 cal/cm-sec-deg
• koeficient lineární roztažnosti při 20-500 o C – 6,6*10 -6

Slitiny tantalu

Abychom pochopili, proč je tantal potřebný, stojí za to věnovat pozornost jeho chemickým vlastnostem. Tento kov je obdařen slabými chemickými vlastnostmi, takže se nerozpouští ani v aqua regia. Tato stabilita se využívá při vytváření různých slitin, včetně těch, které se používají pro výrobu kovových konstrukcí.

Nejlepší legovací přísady pro tantal jsou wolfram, niob a molybden. Nejoblíbenější a nejžádanější je slitina tantalu a wolframu (v množství 10%), která má velmi vysokou pevnost v tahu - 96 kg/mm2. Neméně běžná je slitina tantalu s hafniem, která se vyrábí ve formě válcovaných výrobků: plechy, dráty, pásy, trubky atd.

Aplikace tantalu

Použití tantalu a jeho četných slitin je velmi rozmanité:

• suché elektrolytické kondenzátory
• ohřívače ve vakuových pecích
• nepřímé topné katody
• základ pro výrobu řady kyselin (H 2 SO 4, HCl, HNO 3 atd.)

Vzhledem k odolnosti kovu vůči korozi umožňuje použití tantalových kondenzátorů v radarových zařízeních a dalších elektronických systémech prodloužit životnost vysílačů na 10-12 let. Tantal využívají i klenotníci: při výrobě náramků a hodinek tímto kovem často nahrazují platinu.

Zajímavá je i biologická role tantalu, protože je dokonale vnímán lidským tělem, a proto se používá při výrobě desek na lebeční schránky, očních protéz a materiálů na sešívání nervových vláken.

Cena tantalu

Cena tantalu závisí na typu pronájmu a k 5.15. byla (za 1 kg):

• list – 780 dolarů
• pentoxid - 300 dolarů
• prášek – 590 dolarů
• drát – 1360 dolarů
• tyč – 1180 dolarů

Tantal je kov vzácných zemin se světle šedou nebo lehce namodralou barvou. Žáruvzdorný, vysoce pevný a tvrdý na jedné straně, ale zároveň díky svým ideálním plastickým vlastnostem lze kov snadno lisovat, opracovávat, zpracovávat na tenké plechy nebo drát.

Tantal má z hlediska tohoto ukazatele nejvyšší chemickou odolnost, kov je na druhém místě za zlatem. Nelze ji rozpustit ani pomocí aqua regia a koncentrované kyseliny dusičné nebo sírové. Všechny tyto jedinečné vlastnosti dělají z tantalu ideální materiál pro použití v chemickém průmyslu. Tantalové zařízení se tedy používá při výrobě mnoha kyselin, při výrobě sloučenin bromu a chloru. Tantalové katody se používají k elektrolytické separaci zlata a stříbra.

Aplikace tantalu v lékařství

Tantal je jedinečný materiál - má vysokou biologickou kompatibilitu s tkáněmi živého organismu, aniž by způsoboval odmítnutí, a proto je široce používán v medicíně: rekonstrukční chirurgie, ortopedie. Tantalové desky se používají k překrytí poškozené lebky, tantal se slitinami jiných kovů se používá k výrobě endoprotéz.

Pomocí tantalové „příze“ se během operace obnoví svalová tkáň a zpevní se břišní dutina. Tantalové spony se používají ke spojení cév a pomocí tantalových sítí se vytvářejí oční protézy. Výraz „tantalové nervy“ ještě neexistuje, ale marně, protože mnoho lidí chodí se šlachami a nervovými vlákny nahrazenými tantalovými nitěmi.

Tantal úspěšně slouží k rentgenové analýze plic a průdušek. Pacient vdechuje neškodný tantalový prach, který se usazuje na plicích a průduškách a značí nemocná místa, která se stanou viditelnými na rentgenu. Lékař je tak schopen přesně diagnostikovat onemocnění. Ale je třeba říci, že pouze 5-6% veškerého vytěženého tantalu se používá pro lékařství.

Průmyslový "život" tantalu

V posledních desetiletích se kov používá jako legující prvek, když je nutné získat ultrapevné, korozivzdorné a žáruvzdorné oceli. Právě tyto materiály jsou nezbytné pro vytvoření vesmírné technologie, při konstrukci letadel a při vytváření přesných přístrojů, které musí odolat značnému zatížení v jakýchkoli klimatických podmínkách. Slitina tantal-wolfram (90/10%) má unikátní vlastnosti - odolává neuvěřitelně vysokým teplotám 2500 - 3300 stupňů Celsia a výše. Tato slitina se používá při konstrukci kosmických lodí: trysky, výfukové potrubí, části systému řízení plynu, náběžná hrana.

Pokud se na slitinu tantal-wolfram nanese vrstva karbidu tantalu, díly se stanou ještě odolnějšími vůči teplu, které jsou schopné odolat teplotám nad 4500 stupňů Celsia. Karbid tantalu má také nejvyšší tvrdost, srovnatelnou pouze s diamantem. Pro vysokorychlostní řezání kovu se používají tvrdokovové frézy vyrobené s použitím karbidu tantalu. Frézy se zároveň netaví a nedrtí kov a mají dlouhou životnost.

Bez použití tohoto unikátního kovu se neobejde ani elektrotechnický a vakuový průmysl. Usměrňovače vyrobené z tantalu se tedy používají na železnici (signalizační systémy), na automatických telefonních ústřednách (telefonní ústředny) a požárních poplachových systémech. Malé tantalové kondenzátory se používají v radiostanicích a radarech.

Elektrovakuová zařízení - zde se tantal používá k výrobě anod, mřížek, katod, tzn. takové části, které se mohou během provozu výrazně zahřát. Některé typy EVP obsahují kov pro udržení tlaku plynu na určité úrovni.

Dnes se tantal „našel“ ve výrobě šperků, kde úspěšně nahrazuje platinu, která má vysoké náklady. Tantal může také nahradit drahé iridium.

Tantal samozřejmě nemůže konkurovat platině nebo iridiu z hlediska nákladů, ale cena tohoto kovu je poměrně vysoká. To je způsobeno složitou a nákladnou technologií extrakce.

Díly s vysokým obsahem tantalu:

• Kondenzátor (demontovaný): ETO-2, K-52-2
• Kondenzátor K-53
• Kondenzátor (velký) K-53
• Kondenzátor (malý) K-53
• Tantalové plechy, dráty, nitě, šrot.

Naše společnost nakupuje tantal v jakékoli formě za nejvyšší ceny na Ukrajině. Zavolejte, nabídněte produkt – spolupráce s námi je spolehlivá a zisková.

Tantal (Ta) - patří do kategorie žáruvzdorných, atomové číslo - 73, atomová hmotnost - 180,9, hustota - 16,6 g / cm3, bod tání - 2996 °C, koeficient lineární roztažnosti - 6,5,10-6, měrná elektrická vodivost - 6, 85 m/ohm.mm2, elektrický odpor - 15,0 μm/cm3 (20OS), modul pružnosti - 19000 kg/mm2, pevnost v tahu - 91,5 kg/mm2, poměrné prodloužení - 50 % pro tenké; plechy, 1,5% pro tyče, tvrdost podle Brinella - 75-125 kg/mm2.

Tantal byl objeven v roce 1802. Švédský chemik Ekeberg našel nový prvek v minerálech Skandinávského poloostrova a pojmenoval ho tantal, protože se ukázalo, že jeho oxid je nerozpustný i v kyselinách. Podle řecké mytologie - Tantalos, milovaný syn Dia, který byl za zločiny, které spáchal, odsouzen k věčným mukám hladu a žízně (tantalová muka). Název tantal symbolizuje obtížnost jeho získání. Tantal byl objeven spolu s niobem v nerostu columbit a společně se vyskytují také v minerálech tantalit, manganotantalit a ferrotantalit. Tantal a niob se v minerálech vždy nacházejí společně a je velmi obtížné je oddělit.

V přírodě je známo asi 120 minerálů obsahujících niob a tantal, ale jen některé z nich jsou průmyslové - niob se získává z columbitu (až 77 % oxidu niobu, je tam tantal), tantal z tantalitu (až 84 % oxidu tantaličného). Celkové světové zásoby oxidu tantaličného se odhadují na 150 milionů tun, potvrzeno - jedna třetina celkových.

Tantal je stříbrno-bílý kov, jeho chemická odolnost vůči řadě činidel (HCl, H2SO4, HNO3) není horší než platina, a dokonce ji předčí v odolnosti vůči Aqua regia. Kov zbavený nečistot je velmi tažný: lze jej kovat a válcovat do tenkých plechů a drátů. Přítomnost nečistot, včetně plynů rozpuštěných v kovu, značně zvyšuje tvrdost a snižuje tažnost tantalu.

Tantal je nemagnetický a lze jej svařovat, nikoli však obloukovým svařováním. Při zahřátí na vzduchu na 400°C je povrch tantalu při 600°C pokrytý modrým filmem oxidu, při vyšších teplotách se barva zbarví do černošedé, oxid zbělá;

Při zahřátí na žhavou teplotu absorbuje tantal 740 objemů vodíku, který lze odstranit pouze ve vakuu při teplotě blízké bodu tání tantalu. Přítomnost vodíku v tantalu ho činí tvrdým a křehkým.

Uhlík a dusík tvoří s tantalem karbidy a nitridy. Tantal je poměrně odolný vůči působení většiny kyselin, z nichž aktivní je pouze oleum (H2SO4 + SO2), kyselina fosforečná (nad 145OC), kyselina fluorovodíková a směs HNO3 + HF. Alkálie působí na tantal pouze ve formě horkých koncentrovaných roztoků nebo v roztaveném stavu.

ÚČTENKA.

Výchozími surovinami pro výrobu tantalu jsou tantalit Fe(TaO3)2, tantal-columbit a některé další minerály, izolované ve formě bohatých koncentrátů. Existuje několik metod pro „otevření“ tantalu, stejně jako niobových koncentrátů, včetně:

a) jemně mletý koncentrát je roztaven s NaOH za vzniku tantalátů sodných a alkalických sloučenin nečistot; úpravou taveniny slabou, poté silnou kyselinou chlorovodíkovou se odstraní nečistoty, zbývající sraženina Ta2O3 se rozpustí v HF a přidáním KF se přemění na podvojnou sůl K2TaOF7, která je špatně rozpustná ve vodě, což usnadňuje její oddělení od niobová sůl K2NbOF5, která je vysoce rozpustná ve vodě.

b) koncentrát se při zahřívání zpracuje směsí kyseliny sírové a šťavelové, tantal přechází do roztoku, ze kterého se uvolňuje ve formě oxidu.

Kromě této metody lze tantal získat redukcí jeho sloučenin takovými aktivními kovy, jako je vápník, sodík, hořčík. Nejčistší kov se získává zahříváním tantalu obsahujícího nečistoty ve vysokém vakuu při teplotách nad 2000 °C. Nízká těkavost tantalu za těchto podmínek a vysoká těkavost nečistot, včetně vázaného vodíku, kyslíku a uhlíku, umožňují získat čistý a tažný kovový tantal.

Velmi čistý kovový tantal se získává elektrolýzou roztavených solí, které obsahují 0,06 % C, 0,02 % Fe, 0,01 % Ni, 0,002 % Mn.

Nejpoužívanějšími průmyslovými aplikacemi jsou metody získávání komplexních fluoridových solí (K2TaF7 a K2NbF7), protože tyto soli jsou finálním produktem zpracování tantalových a kolumbitových koncentrátů. V důsledku dlouhých a složitých technologických procesů se niob a tantal získávají v práškové formě. Zpracování prášků na kompaktní ingoty vhodné pro různé účely se provádí především slinováním prášků nebo tavením ve vysokém vakuu.

APLIKACE.

Oblasti použití tantalu jsou velmi rozmanité. Tantal zpočátku sloužil jako náhrada uhlíkových vláken v elektrických lampách, dokud nebyl nahrazen wolframem. Pro svou vysokou odolnost vůči řadě kyselin je tantal široce používán v chemickém průmyslu: lopatky turbínových míchadel, provzdušňovače, výměníky tepla, kondenzátory pro kyselinu chlorovodíkovou. Trubky jsou potaženy tantalem pro zajištění větší odolnosti a bezpečnosti. Tantal získal zvláštní význam v elektronické technologii. Slitiny tantalu s wolframem, niklem a dalšími kovy jsou široce používány. Vysoce tvrdé slitiny se připravují na bázi tantalu.

Při tepelném zpracování získává tantal vysokou tvrdost. Tantal má vlastnost procházet elektrický proud pouze jedním směrem a jako takový se používá ve střídavých usměrňovačích. Tantal a jeho slitiny se používají k výrobě řezných nástrojů, nerezových částí strojů, vláken žárovek, částí elektronických lamp, matric pro tažení celulózových vláken, povlaků vnitřních stěn chemických reaktorů a laboratorního skla.

Slitiny niobu se zirkoniem a tantalem jsou díky své tepelné odolnosti vynikajícími materiály pro výrobu trupů vesmírných lodí, raket a řízených střel. Slitiny tantalu (90%) s wolframem (10%), odolávající teplotám do 2500-3000°C, se používají pro výrobu výfukových potrubí, vstřikovačů, částí plynových regulačních systémů a dalších komponentů raketových motorů. Tantal, stejně jako niob, je supravodivý a jako takový se používá v elektronických zařízeních.

Karbidy tantalu se tvrdostí blíží diamantu a mají extrémně vysokou žáruvzdornost. Nejžáruvzdornější ze všech látek na Zemi je dnes pevný roztok karbidů tantalu a hafnia, jehož teplota tání je 4215°C.

Vzhledem ke svým vlastnostem vnější krásy tantal někdy nahrazuje platinu ve špercích, protože je mnohokrát levnější. Hodinky a náramky jsou vyrobeny z tantalu. Mezinárodní úřad pro váhy a míry ve Francii a Úřad pro normy v USA používají tantal k výrobě vysoce přesných etalonů.

Nejdůležitější oblastí použití tantalu je chemické inženýrství. Z tantalu se vyrábí ohřívače, reaktory, ventily, potrubí a další části zařízení pro výrobu vysoce agresivních látek, kyselin chlorovodíkových, sírových a dalších a mnoha organických a anorganických sloučenin. Relativně vysoké náklady na tantalové zařízení jsou kompenzovány jeho dlouhou životností.

Tantal je chytrou volbou pro všechny aplikace, kde je vyžadována vysoká odolnost proti korozi. Přestože tantal není ušlechtilý kov, je srovnatelný ve své chemické stabilitě. Kromě toho může být tantal snadno formován i při teplotách pod pokojovou teplotou díky své kubické krystalové struktuře zaměřené na tělo. Vysoká odolnost proti korozi tantalu z něj činí cenný materiál pro použití v široké škále chemických prostředí. Náš „nepoddajný“ materiál používáme například pro výměníky tepla pro přístrojovou techniku, zavážecí vany pro stavbu pecí, implantáty pro lékařskou techniku ​​a kondenzátorové komponenty pro elektronický průmysl.

Zaručená čistota.

Můžete se spolehnout na kvalitu našich produktů. Naše tantalové produkty vyrábíme sami - od kovového prášku až po hotový výrobek. Jako výchozí materiál používáme pouze nejčistší tantalový prášek. Tímto Vám garantujeme extrémně vysokou čistotu materiálu.

Garantujeme kvalitu slinutého tantalu čistotu - 99,95% (čistota kovu bez niobu). Podle chemických analýz se zbytkový obsah skládá z následujících prvků:

Garantujeme kvalitu čistoty tantalu získaného tavením - 99,95% (čistota kovu bez niobu Podle chemických rozborů tvoří zbytkový obsah tyto prvky:

Přítomnost Cr(VI) a organických nečistot je vyloučena výrobním procesem (vícenásobné tepelné zpracování při teplotách nad 1000 °C v atmosféře vysokého vakua) * počáteční hodnota

Materiál se zvláštním talentem.

Jak jedinečné jsou vlastnosti našeho tantalu, stejně tak specifický je i rozsah jeho použití v průmyslu. Níže stručně představíme dva z nich:

Individuálně vybrané chemické a elektrické vlastnosti.

Díky své extrémně jemné mikrostruktuře je tantal ideálním materiálem pro výrobu ultratenkých drátů s bezchybným, výjimečně čistým povrchem pro použití v tantalových kondenzátorech. Chemické, elektrické a mechanické vlastnosti takového drátu dokážeme určit s vysokou mírou přesnosti. Našim zákazníkům tak poskytujeme individuálně vybrané a stabilní vlastnosti komponentů, které neustále vyvíjíme a zdokonalujeme.

Vynikající odolnost a vysoká tažnost za studena.

Vynikající odolnost v kombinaci s vynikající tvarovatelností a svařitelností činí z tantalu ideální materiál pro výměníky tepla. Naše tantalové výměníky tepla jsou výjimečně stabilní a odolné vůči široké škále agresivních prostředí. Díky mnohaletým zkušenostem se zpracováním tantalu dokážeme vyrobit i složité geometrie přesně podle vašich požadavků.

Čistý tantal nebo slitina?

Náš tantal optimálně připravíme pro jakoukoli aplikaci. Pomocí různých legujících prvků můžeme změnit následující vlastnosti wolframu:

• fyzikální vlastnosti(např. bod tání, tlak par, hustota, elektrická vodivost, tepelná vodivost, tepelná roztažnost, tepelná kapacita)
• mechanické vlastnosti(např. pevnost, mechanismus porušení, tažnost)
• Chemické vlastnosti(např. odolnost proti korozi, leptatelnost)
• obrobitelnost(např. obrobitelnost, tvařitelnost, svařitelnost)
• struktura a rekrystalizační charakteristiky(např. teplota rekrystalizace, křehkost, efekt stárnutí, velikost zrna)

A to není vše: pomocí našich speciálních výrobních technologií můžeme měnit různé další vlastnosti tantalu v širokém rozsahu. Výsledek: dvě různé technologie výroby tantalu a slitiny s různými vlastnostmi, které přesně splňují požadavky konkrétní aplikace.

Tantal vyráběný slinováním (TaS).

Čistý slinutý tantal a čistý tavný tantal mají tyto obecné vlastnosti:

• vysoká teplota tání 2 996 °C
• vynikající tažnost za studena
• rekrystalizace při teplotách od 900 °C do 1 450 °C (v závislosti na stupni deformace a čistotě)
• vynikající odolnost ve vodných roztocích a roztavených kovech
• supravodivost
• vysoká úroveň biologické kompatibility

Když je práce extrémně náročná, náš slinutý tantal pomůže: díky našemu procesu práškové metalurgie slinutý tantal, (TaS) má extrémně jemnou strukturu zrna a vysokou čistotu. V tomto ohledu je materiál jiný nejvyšší kvalita povrchu a dobré mechanické vlastnosti.

Pro použití v kondenzátorech Doporučujeme jednu z našich odrůd tantalu s extrémně vysokou kvalitou povrchu ( TaK). Tento tantal se používá ve formě drátu v tantalových kondenzátorech. Vysoká kapacita, nízký svodový proud a nízký odpor mohou být zaručeny pouze tehdy, když je použit drát bez vad a nečistot.

Tavený tantal (TaM).

Ne vždy potřebujete to nejlepší z nejlepších. Tantal získaný tavením, (TaM), zpravidla ekonomičtější ve výrobě než slinutý tantal a jeho kvalita je dostatečná pro mnoho aplikací. Tento materiál však není tak jemnozrnný a jednotný jako slinutý tantal. Stačí nás kontaktovat. Rádi Vám poradíme.

Stabilizovaný tantal (TaKS).

My legujeme náš slinutý stabilizovaný tantal s křemíkem, který zabraňuje růstu zrna i při vysokých teplotách. Díky tomu je náš tantal vhodný pro použití i při extrémně vysokých teplotách. Jemnozrnná mikrostruktura zůstává stabilní i po žíhání při teplotách do 2 000 °C. Tento proces umožňuje materiálu zachovat si své vynikající mechanické vlastnosti, jako je tažnost a pevnost. Stabilizovaný tantal ve formě drátu nebo plátů je ideální pro výrobu tantalových anod spékáním nebo pro použití v sektoru výroby pecí.

Tantal-wolfram (TaW) má dobré mechanické vlastnosti a vynikající odolnost proti korozi. Do čistého wolframu přidáváme od 2,5 do 10 % hm. % wolframu. I když výsledná slitina 1,4krát silnější než čistý tantal se stejně snadno tvoří při teplotách do 1 600 °C. Náš materiál je optimálně vhodný pro výměníky tepla a topné články používané v chemickém průmyslu zařízení.

Dobré ve všech směrech. Charakteristika tantalu.

Tantal patří do skupiny žáruvzdorné kovy. Žáruvzdorné kovy mají bod tání vyšší než bod tání platiny (1 772 °C). Energie, která spojuje jednotlivé atomy dohromady, je extrémně vysoká. Vysoký bod tání žáruvzdorných kovů je kombinován s nízkým tlakem par. Žáruvzdorné kovy se také vyznačují vysokou hustotou a nízkým koeficientem tepelné roztažnosti.

V periodické tabulce chemických prvků je tantal ve stejném období jako wolfram. Tantal má stejně jako wolfram extrémně vysokou hustotu – 16,6 g/cm3. Na rozdíl od wolframu se však tantal při zpracování v prostředí vodíku stává křehkým. Z tohoto důvodu se materiál vyrábí ve vysokém vakuu.

Tantal bezpochyby je nejstabilnější ze žáruvzdorných kovů. Je stabilní ve všech kyselinách a zásadách a má mimořádně specifické vlastnosti:

Termofyzikální vlastnosti.

Žáruvzdorné kovy zpravidla mají nízký koeficient tepelné roztažnosti A poměrně vysoká hustota.. To platí i pro tantal. Ačkoli je tepelná vodivost tantalu nižší než tepelná vodivost wolframu a molybdenu, materiál má vyšší koeficient tepelné roztažnosti než mnoho jiných kovů.

Termofyzikální vlastnosti tantalu se mění se změnami teploty. Níže uvedené grafy ukazují křivky změn nejdůležitějších proměnných:

Mechanické vlastnosti.

I malá množství intersticiálních prvků, jako je kyslík, dusík, vodík a uhlík, mohou změnit mechanické vlastnosti tantalu. Kromě toho se pro změnu jeho mechanických vlastností používají faktory, jako je čistota kovového prášku, technologie výroby (slinování nebo tavení), stupeň zpracování za studena a typ tepelného zpracování.

Stejně jako wolfram a molybden má i tantal kubický na tělo krystalová mřížka. Teplota křehko- tažného přechodu tantalu je -200 °C, což je výrazně nižší než pokojová teplota. Díky tomuto kovu extrémně snadno tvarovatelné. Při tváření za studena se zvyšuje pevnost v tahu a tvrdost kovu, ale zároveň se snižuje tažnost při přetržení. Materiál sice ztrácí tažnost, ale nekřehne.

Odolnost vůči teplu materiál je nižší než u wolframu, ale srovnatelné s tepelnou odolnostíčistý molybden. Pro zvýšení tepelné odolnosti přidáváme do našeho tantalu žáruvzdorné kovy, jako je wolfram.

Modul pružnosti tantalu je nižší než modul wolframu a molybdenu a je srovnatelný s modulem čistého železa. Modul pružnosti klesá s rostoucí teplotou.

Mechanické vlastnosti.

Díky své vysoké tažnosti je tantal optimálně vhodný lisovací procesy jako je ohýbání, ražení, lisování nebo hluboké tažení. Tantal se obtížně získává obrábění. Čipy se obtížně oddělují. Z tohoto důvodu doporučujeme použít kroky odvádění třísek. Tantal je jiný vynikající svařitelnost ve srovnání s wolframem a molybdenem.

Máte dotazy ohledně obrábění žáruvzdorných kovů? Rádi vám pomůžeme s využitím našich dlouholetých zkušeností.

Chemické vlastnosti.

Vzhledem k tomu, že tantal je stabilní ve všech typech chemikálií, je tento materiál často srovnáván s drahými kovy. Z termodynamického hlediska je však tantal obecným kovem, který přesto může tvořit stabilní sloučeniny s různými prvky. Ve vzduchu se tantal tvoří velmi hustá vrstva oxidu, (Ta2O5), který chrání základní materiál před chemickým napadením. Takže oxidová vrstva vytváří tantal korozivzdorný.

Při pokojové teplotě není tantal stabilní pouze v následujících anorganických látkách: koncentrovaná kyselina sírová, fluor, fluorovodík, kyselina fluorovodíková a kyselé roztoky obsahující fluorové ionty. Chemický účinek na tantal mají také alkalické roztoky, roztavený hydroxid sodný a hydroxid draselný. Současně je materiál stabilní ve vodném roztoku amoniaku. Pokud je tantal chemicky napaden, vodík vstupuje do jeho krystalové mřížky a materiál se stává křehkým. Korozní odolnost tantalu postupně klesá s rostoucí teplotou.

Tantal je inertní vůči mnoha řešením. Pokud je však tantal vystaven směsnému roztoku, jeho odolnost proti korozi se může snížit, i když je v jednotlivých složkách roztoku stabilní. Máte složité otázky týkající se koroze? Rádi vám pomůžeme s využitím našich zkušeností a naší vlastní korozní laboratoře.

Tantal je stabilní v některých taveninách kovů, jako je Ag, Bi, Cd, Cs, Cu, Ga, Hg, K, Li, Mg, Na a Pb, za předpokladu, že tyto taveniny obsahují malé množství kyslíku. Tento materiál je však citlivý na Al, Fe, Be, Ni a Co.

Když se základní kov, jako je tantal, dostane do kontaktu s ušlechtilými kovy, jako je platina, dojde velmi rychle k chemické reakci. V tomto ohledu je nutné počítat s reakcí tantalu s jinými materiály přítomnými v systému, zejména při vysokých teplotách.

Tantal nereaguje s inertními plyny. Z tohoto důvodu mohou být jako ochranné plyny použity vysoce čisté inertní plyny. Jak však teplota stoupá, tantal aktivně reaguje s kyslíkem nebo vzduchem a může absorbovat velké množství vodíku a dusíku. Tím se materiál stává křehkým. Tyto nečistoty lze odstranit žíháním tantalu ve vysokém vakuu. Vodík mizí při 800 °C a dusík při 1 700 °C.

Ve vysokoteplotních pecích může tantal reagovat s konstrukčními částmi vyrobenými ze žáruvzdorných oxidů nebo grafitu. Dokonce i velmi stabilní oxidy, jako je oxid hliníku, hořčíku nebo zirkonia, mohou při kontaktu s tantalem podstoupit vysokoteplotní redukci. Při kontaktu s grafitem se může tvořit karbid tantalu, což vede ke zvýšené křehkosti tantalu. Ačkoli tantal lze obecně snadno kombinovat s jinými žáruvzdornými kovy, jako je molybden nebo wolfram, může reagovat s hexagonálním nitridem boru a nitridem křemíku.

Níže uvedená tabulka ukazuje korozní odolnost materiálu ve vztahu k tepelně odolným materiálům používaným při konstrukci průmyslových pecí. Uvedené teplotní limity platí pro vakuum. Při použití ochranného plynu jsou tyto teploty přibližně o 100-200 °C nižší.