Свойства и приложение на тантал

Тантал има специално място в групата на известните химични елементи. Този метал не е благороден метал, но неговото изпълнение го прави популярен в различни области. И това се отнася не само за строителната и преработващата промишленост, но и за бижутерското изкуство. Досега използването на самия тантал е много ограничено поради своята рядкост. И все пак пазарът предлага широка гама от продукти от този материал.

Обща информация за метала

В природата няма тантал в чист вид. Обикновено се добива с други минерали, подобни на характеристики. Тази характеристика на елемента и я причинява доста късно откритие. Но в днешно време съществуват ефективни начини за изолиране на тантал, един от които е методът на екстракция. Електролизата се използва специално за производството на метални материали. Използвайки графитен тигел, основата, съдържаща елемента, се стопява, след което прахът остава върху стените на контейнера. По-нататъшната технология на преработка на суровините зависи от употребата на тантал: може да се даде вид на слитък, тел, лист, части от определена форма или да се остави под формата на смес за пръскане. Популярна и технология за образуване на сплави на танталовия прах. Комбинацията с легиращите вещества позволява да се засилят индивидуалните свойства на материала.

Физични свойства

Металът има висока точка на топене от около 3017 ° С, което позволява да се използва в екстремни термични условия в промишлеността. В същото време тя има рядка комбинация от пластичност и твърдост. Що се отнася до първата, тя е мека като злато. Твърдостта на тантала е 16,65 g / cm ³ . Тази комбинация от физически качества улеснява обработката на материала, като му придава различни форми и размери, както и използването му в отговорни механизми и структури. Малките елементи се проявяват добре като зъбни колела и електрически части. Тантал е устойчив на износване и е издръжлив, следователно консумативите се произвеждат от него с очакванията за дългосрочна експлоатация. Освен това, този метал може да действа като ефективен абсорбиращ газ. При високи температури, части от тантал също проявяват високи проводими свойства.

Химични свойства

В чист метална форма ефективно се противопоставя на основи, органични и неорганични киселинни вещества, както и на влиянието на други активни среди. Е, че в разтопен алкални имат забележим ефект върху тантал. Процесите на окисляване протичат при температура не по-ниска от 280 ° С и с халогенни компоненти реагира при 250 ° С. Химичните свойства на тантала в контакт с реактивите могат да бъдат сравнени със стъкло. Той не се разтваря в кисела среда с изключение на азотна и флуороводородна. Устойчив на този материал и на сярната киселина, независимо от неговата концентрация. Въпреки това, процесите на активност в повечето случаи имат незначителен ефект върху структурата на метала. Промените обикновено се проявяват под формата на филмово покритие или под формата на корозия.

Къде се прилага тантал?

Този метал не е масивен, но има много области на неговото използване. Преди всичко това е индустрията. Елементът се използва в металургията, хранително-вкусовата промишленост, преработващата промишленост, радиотехниката, машиностроенето и др. В строителния сектор този метал не е толкова търсен поради ограничените производствени обеми, но някои структурни елементи все още се изработват от този материал - като правило , хардуер, проектиран за критични задачи на укрепващи конструкции. За да се разбере къде се използва тантал, важно е да се обърне внимание на неговите експлоатационни свойства. Вече беше отбелязано, че той може да бъде добър диригент. Затова се използва като свръхпроводник в електротехниката. От друга страна, устойчивостта на топлина открива възможности за нейното приложение топлинна обработка други метали. Поради увеличената плътност тантал се превърна в оптимално решение в отбранителната промишленост. От него правят черупки с висока проникваща сила.

Танталова жица

Металопрокатът като цяло е най-обширната форма на представяне на този материал на пазара. Значителна ниша в сегмента е тел. Необичайно е, че поради скромния си размер може да се използва като нишка. Това обяснява стойността на тантала за медицинската област - продукти от този вид се използват за зашиване и превръзки. Но това е само един пример, който демонстрира едно от отличителните качества на такъв проводник. По-големи формати се използват в машиностроенето, въздуха, машините и капиталното строителство. Освен това, в зависимост от предназначението, може да се използва мек и твърд метал. Тантал, поради съобразяване от гледна точка на обработката, ви позволява да произвеждате дълъг тел от 1500 см с дебелина от 0,15 мм или повече. Като крайни потребители, както отбелязват потребителите, рядко има разкъсвания, пукнатини и други дефекти. Въпреки това, фината структура все още налага изисквания за условията на съхранение и транспортиране - по-специално, не се препоръчва да излагате проводника на контакт с влага и агресивни среди.

Танталова лента

Този формат на освобождаване на металопрокат също има широко разпространение. Лентите се използват в едно и също лекарство, в нефтената промишленост, машиностроенето и дори в енергетиката. Потребителите оценяват този продукт поради неговата биосъвместимост, висока якост, с фина структура, добра преработваемост и устойчивост на корозионни процеси. Ако сравним тези продукти от тантал с аналози от стомана или алуминий, издръжливостта на износване и издръжливостта ще излязат на преден план. Лентата може да издържа на тежки натоварвания при счупване и химическа атака. От друга страна, високата пластичност не позволява такива продукти да поддържат стабилна определена форма. Дори лекото налягане води до деформация.

Сплави на танталова основа

Модифицирани чрез сплавни компоненти, сплавите придобиват предимно по-високи качества на физическа якост и устойчивост на топлина. Достатъчно е да се каже, че продуктът със средни характеристики ще може да издържа на температурни ефекти в режим 1650 ° С, без да губи оперативните си качества. Всъщност това позволява използването на танталови сплави в химическата промишленост, енергетиката, металургията и приборостроенето. Освен това, някои предприятия използват този материал в производството на елементи за ракетната и космическата сфера. В зависимост от посоката на употреба, технолозите разработват различни състави за допинг тантал. В някои случаи, модификацията позволява да се постигне по-висока пластичност, а в други, например, да се направи материалът подходящ за заваръчни операции чрез електронен лъч метод. Самият тантал може да действа и като легиращ компонент. Обикновено този метод за подобряване на експлоатационните свойства се използва за придаване на антикорозионна и топлинна устойчивост на неблагородни метали.

Тантал в радиотехниката

В областите на производство на електрически уреди и части на преден план се предвижда възможност за поддържане на оптимална проводимост и поддържане на честотни сигнали при намаляване на размера на елементарната основа. Поради тази причина, тантал често се използва при производството на кондензатори, тиристори, транзистори и полустори. По-рано са били използвани алуминиеви ролки за същите кондензатори. Това решение предлага възможността за увеличаване на работните параметри само в случай на увеличаване на размера на самата част. И това не е да се спомене обратното намаляване на други характеристики, свързани с увеличаване на обема на кондензатора. За увеличаване на електрическия обем при запазване на размерите на частите е разрешено използването на тантал, който също се различава в устойчивост на негативни процеси, в които участват радиоелектронни компоненти. Друго нещо е, че алуминият не се проваля в тази област, тъй като е по-достъпен.

заключение

Този метал не притежава никакви уникални или нестандартни свойства. Той има много атрактивни качества, сред които същата антикорозия, твърдост или устойчивост на топлина. Но тези характеристики се намират отделно в други метали. А в някои те са много по-изразени. Въпреки това, комбинацията, на пръв поглед, на противоположни свойства в един елемент е наистина уникална. Технолозите се стремят да постигнат специални комбинации в работните качества на материалите с изкуствени средства, като в този случай те се определят от естеството на техния произход. Например, използването на тантал в медицината и в металургията цели напълно различни задачи. В един случай се оценява висока издръжливост при малки размери на продукта, а във втория - гъвкавост при обработката. Но има и отрицателно свойство на тантал, което се простира до всички области на неговото използване - това е висока цена, а в някои случаи и физическа недостъпност.