Svojstva i primjena tantala

Tantal ima posebno mjesto u skupini poznatih kemijskih elemenata. Ovaj metal nije plemeniti metal, ali njegova izvedba čini ga popularnim na raznim poljima. A to se odnosi ne samo na građevinsku i proizvodnu industriju, nego i na nakit. Do danas je sama uporaba tantala vrlo ograničena zbog svoje rijetkosti. A ipak tržište nudi široku paletu proizvoda iz ovog materijala.

Opće informacije o metalu

U prirodi nema tantala u svom čistom obliku. Obično se minira s drugim mineralima sličnih svojstava. To obilježje elementa i izazvalo ga je prilično kasno otkriće. Ali danas postoje učinkoviti načini izolacije tantala, od kojih je jedan metoda ekstrakcije. Elektroliza se također koristi posebno za proizvodnju metalnih materijala. Pomoću grafitnog lonča taljenje je baza koja sadrži element, nakon čega prah ostaje na stijenkama spremnika. Daljnja tehnologija obrade sirovina ovisi o upotrebi tantala: može se dati izgled ingota, žice, limova, dijelova određenog oblika ili ostaviti u obliku smjese za prskanje. Popularan i tehnologija za stvaranje legura tantalnog praha. Kombinacija s legirajućim tvarima omogućuje jačanje individualnih svojstava materijala.

Fizička svojstva

Metal ima visoku točku taljenja od oko 3017 ° C, što mu omogućuje upotrebu u ekstremnim toplinskim uvjetima u industriji. Istovremeno, ima rijetku kombinaciju svojstava plastičnosti i tvrdoće. Što se tiče prvog, on je mekan kao zlato. Tvrdoća tantala je 16,65 g / cm3. Ova kombinacija fizičkih svojstava olakšava obradu materijala, dajući mu različite oblike i veličine, kao i korištenje u odgovornim mehanizmima i strukturama. Mali elementi dobro se manifestiraju kao zupčanici i električni dijelovi. Tantal je otporan na habanje i izdržljiv, stoga se potrošni dijelovi izrađuju od njega u očekivanju dugotrajnog rada. Osim toga, ovaj metal može djelovati kao učinkovit apsorber plina. Na visokim temperaturama, dijelovi tantala također pokazuju visoka vodljiva svojstva.

Kemijska svojstva

U čistom metalni oblik učinkovito se opire alkalijama, organskim i anorganskim kiselim tvarima, kao i utjecaju drugih aktivnih medija. Je li u rastopljenoj lužini vidljiv učinak na tantal. Procesi oksidacije odvijaju se na temperaturi ne nižoj od 280 ° C, a s halogenim komponentama reagira na 250 ° C. Kemijska svojstva tantala u dodiru s reagensima mogu se usporediti sa staklom. Ne otapa se u kiselim sredinama, izuzev nitratne i fluorovodične. Otporan je na ovaj materijal i na sumpornu kiselinu, bez obzira na njegovu koncentraciju. Međutim, procesi djelovanja u većini slučajeva imaju neznatan utjecaj na strukturu metala. Promjene se obično javljaju u obliku filmske obloge ili u obliku korozije.

Gdje se primjenjuje tantal?

Ovaj metal nije masivan, ali postoje mnoga područja njegova korištenja. Prije svega to je industrija. Element se koristi u metalurgiji, prehrambenom sektoru, u prerađivačkoj industriji, radijskom inženjerstvu, strojarstvu, itd. U građevinskom sektoru ovaj metal nije toliko tražen zbog ograničenih količina proizvodnje, ali neki strukturni elementi su i dalje izrađeni od tog materijala - u pravilu , hardver, namijenjen za kritične zadatke struktura za ojačanje. Da bismo razumjeli gdje se koristi tantal, važno je obratiti pozornost na njegove operativne osobine. Već je primijećeno da može biti dobar dirigent. Stoga se koristi kao supravodič u elektrotehnici. S druge strane, otpornost na toplinu otvara mogućnosti za njezinu primjenu toplinski obrađen ostali metali. Zbog povećane gustoće tantal je postao optimalno rješenje u obrambenoj industriji. Iz nje se prave školjke s velikom prodornom snagom.

Žica od tantala

Valjani metal općenito je najobimniji oblik predstavljanja ovog materijala na tržištu. Značajna niša u segmentu je žica. Neobično je to što se zbog svoje skromne veličine može koristiti kao nit. To objašnjava vrijednost tantala za medicinsku djelatnost - proizvodi ove vrste koriste se za šivanje i zavoje. Ali to je samo jedan primjer koji pokazuje jednu od prepoznatljivih svojstava takve žice. Veći formati koriste se u strojnoj, zračnoj, strojnoj i kapitalnoj konstrukciji. Osim toga, ovisno o namjeni, mogu se koristiti meki i tvrdi metal. Tantal, zbog usklađenosti sa stajališta obrade, omogućuje proizvodnju dugačke žice od 1500 cm debljine 0,15 mm ili više. Kao krajnji korisnici, kao što primjećuju korisnici, rijetko postoje oštrice, pukotine i drugi nedostaci. Meñutim, fine strukture i dalje nameću zahtjeve u pogledu uvjeta skladištenja i transporta - posebno se ne preporučuje izlaganje žice kontaktu s vlagom i agresivnim medijima.

Tantalska vrpca

Ovaj oblik ispuštanja metalnog valjanja također ima široku cirkulaciju. Trake se koriste u istoj medicini, u naftnoj industriji, strojarstvu, pa čak iu energetici. Potrošači cijene ovaj proizvod zbog njegove biokompatibilnosti, visoke čvrstoće s finom strukturom, dobrom preradom i otpornošću na korozijske procese. Ako usporedimo ove proizvode iz tantala s analogima iz čelika ili aluminija, tada će se istaknuti otpornost na trošenje i trajnost. Traka može izdržati teška opterećenja pri lomu i kemijskom napadu. S druge strane, visoka plastičnost ne dopušta takvim proizvodima da stabilno održavaju određeni oblik. Čak i blagi pritisak dovodi do deformacije.

Legure na bazi tantala

Modificirane legirajućim komponentama, legure uglavnom dobivaju više kvalitete fizičke čvrstoće i otpornosti na toplinu. Dovoljno je reći da će proizvod s prosječnim karakteristikama moći izdržati temperaturne učinke u modu od 1650 ° C, bez gubitka svojih pogonskih kvaliteta. Zapravo, to dopušta upotrebu legura tantala u kemijskoj industriji, energetici, metalurgiji i inženjerstvu. Štoviše, neka poduzeća koriste ovaj materijal u proizvodnji elemenata za raketnu i svemirsku sferu. Ovisno o smjeru uporabe, tehnologi razvijaju različite sastave za doping tantal. U nekim slučajevima modifikacija omogućuje postizanje veće plastičnosti, au drugima, na primjer, izradu materijala prikladnog za operacije zavarivanja metodom elektronske zrake. I sam tantal može djelovati kao komponenta za legiranje. Tipično, ova metoda poboljšanja svojstava svojstava koristi se za postizanje otpornosti na koroziju i toplinu na osnovne metale.

Tantal u radijskoj tehnici

U područjima proizvodnje električnih uređaja i dijelova u prvi plan stavlja se mogućnost održavanja optimalne vodljivosti i održavanja frekvencijskih signala uz istovremeno smanjenje veličine elementne baze. Zbog toga se tantal često koristi u proizvodnji kondenzatora, tiristora, tranzistora i semistora. Ranije su se za iste kondenzatore koristili valjci od aluminijskog lima. Ovo rješenje ukazuje na mogućnost povećanja radnih parametara samo u slučaju povećanja veličine samog dijela. A to ne treba spomenuti i obrnuti pad drugih karakteristika povezanih s povećanjem volumena kondenzatora. Da bi se povećao električni volumen uz održavanje dimenzija dijelova dopuštena je upotreba tantala, koji se također razlikuje u otpornosti na negativne procese u kojima su uključeni radioelektronski dijelovi. Druga stvar je da aluminij na ovom području ne propada, jer je pristupačniji.

zaključak

Taj metal nema nikakvih jedinstvenih ili nestandardnih svojstava. On ima mnogo atraktivnih kvaliteta, među kojima je isto antikorozivna, tvrdoća ili otpornost na toplinu. No, ove karakteristike su odvojeno prisutne u drugim metalima. U nekim su oni mnogo izraženiji. Međutim, kombinacija, na prvi pogled, suprotnih svojstava u jednom elementu je doista jedinstvena. Tehnolozi nastoje postići posebne kombinacije u radnim svojstvima materijala umjetnim sredstvima, au ovom slučaju određeni su prirodom njihova podrijetla. Primjerice, uporaba tantala u medicini i metalurgiji ima za cilj potpuno različite zadatke. U jednom slučaju se cijeni visoka trajnost s malim veličinama proizvoda, au drugom, fleksibilnost u obradi. No, tu je i negativno svojstvo tantala, koje se proteže na sva područja njegove uporabe - to je visoka cijena, au nekim slučajevima i fizička nedostupnost.