Где используется тантал: Применение тантала | СпецМеталлМастер
alexxlab | 22.07.1995 | 0 | Разное
Применение тантала
До второй половины 50-х годов основное внимание уделялось танталу, нашедшему весьма разнообразное применение в различных областях техники. Когда же были открыты большие запасы ниобиевых руд , то положение резко изменилось и сейчас ниобий считается одним из важнейших металлов, которому предстоит большое будущее. Достаточно сказать, что ниобий находит применение в атомной энергетике в качестве конструкционного материала, так как обладает высокой жаропрочностью, химической стойкостью благоприятным сечением захвата нейтронов. В Англии и США давно работают атомные реакторы, для сооружения которых был применен ниобий. Физические свойства ниобия обусловливают также его применение в ракетной технике, реактивных самолетах, газовых турбинах. Широкое применение для этих целей найдут также сплавы ниобия с другими металлами.
Исключительная устойчивость тантала по отношению к кислотам позволяет использовать его в качестве кислотоупорного материала для производственных и лабораторных целей.
В последнее время стали применять трубопроводы из тантала в производстве соляной кислоты, причем высокая стоимость установки, вполне окупается ее долгой службой. Кроме того теплоотдача от тантала в жидкой среде очень высока, поэтому тепловые потери малы, а скорость процессов нагрева велика.
Танталовые катоды рекомендуется применять при электрическом выделении золота и серебра. Преимущество их заключается в том, что осадок золота и серебра можно растворить царской водкой, не действующей на тантал. Танталовые электроды можно применять в потенциометрии при работе с так называемыми «биметаллическими» электродами: один электрод танталовый, другой – графитовый, вольфрамовый или платиновый, в зависимости от определяемого вещества и титрующего реактива.
Танталовые пластинки, стержни и проволока применяются в восстановительной хирургии.
Механические свойства, как тантала, так и ниобия очень высоки. Широкое применение этих металлов ограничено высокой стоимостью. В настоящее время тантал играет особую роль в производстве электронных ламп. Потребление его для этой цели за последние годы возросло во много раз. Радиоприборы с танталовыми лампами находят широкое применение в технике. Способность тантала ( а также и ниобия) поглощать газы используется в вакуумной технике для удаления следов газа.
Тантал является важнейшим металлом при изготовлении так называемой «горячей арматуры»- анодов, сеток, катодов, косвенного накала в важнейших электровакуумных приборах; тантал способствует созданию высокого вакуума и не распылается, так как обладает высокой температурой плавления. Известно также, что на тантале при анодной поляризации легко образуется анодная пленка, быстро восстанавливающаяся при пробе.
Ниобий и тантал относятся к числу карбидообразующих элементов и находят себе применение в сталелитейном производстве в качестве легирующих примесей. Ниобий долгое время считался вредной примесью к танталу. В настоящее время считается, что ниобий даже эффективнее тантала в том смысле, что благодаря меньшему атомному весу может заменять тантал в половинном количестве по весу, давая такой же эффект. Ниобий наряду с хромом и никелем в ходят в состав железного сплава, применяемого для изготовления сварочных электродов. Частично можно заменять ниобий танталом без ухудшения качества электродов. Ниобий и тантал находят применение для сверхтвердых сплавов благодаря способности образовывать весьма твердые карбиды.
Ниобий и тантал могут применяться для выпрямителей, так как обладают способностью пропускать электрический ток только в одном направлении (униполярной проводимостью). Оба металла применяются для анодов мощных генераторных и усилительных ламп.
Мы предлагаем следующую продукцию из тантала: танталовый круг, танталовый лист, танталовую проволоку, танталовую ленту.
Тантал | Применение
- Металлургия России
- О металлах
- Тантал
org/ListItem”>ПрименениеТантал
Первоначально использовался для изготовления проволоки для ламп накаливания. Сегодня из тантала и его сплавов изготовляют:
- коррозионно-устойчивую аппаратуру для химической промышленности, фильеры, лабораторную посуду и тигли для получения, плавки, и литья редкоземельных элементов, а так же иттрия и скандия.
- теплообменники для ядерно-энергетических систем (тантал наиболее из всех металлов устойчив в перегретых расплавах и парах цезия-133)
- В хирургии листы, фольгу и проволоку из тантала используют для скрепления тканей, нервов, наложения швов, изготовления протезов, заменяющих повреждённые части костей (ввиду биологической совместимости)
- Карбид тантала применяется в производстве твёрдых сплавов (смеси карбидов вольфрама и тантала — марки с индексом ТТ, для тяжелейших условий металлообработки и ударно поворотного бурения крепчайших материалов (камень, композиты)
- Тантал и ниобий используют для производства электролитических конденсаторов высокой удельной емкости (но тантал позволяет производить более качественные конденсаторы)
- Тантал используется в последние годы в качестве ювелирного металла, в связи с его способностью образовывать на поверхности прочные пленки оксида любого цвета
- Тантал-182 используется в ядерно-физических лабораториях МВД
Тантал обладает комплексом ценных свойств – хорошей пластичностью, прочностью, свариваемостью, коррозионной устойчивостью при умеренных температурах, тугоплавкостью, низким давлением пара, высоким коэффициентом теплопередачи, небольшой работой выхода электронов, способностью образовывать анодную пленку (Та2О5) с особыми диэлектрическими характеристиками и “уживаться” с живой тканью организма.
Благодаря этим свойствам Тантал находит применение в электронике, химические машиностроении, ядерной энергетике, в металлургии (производство жаропрочных сплавов, нержавеющих сталей), в медицине; в виде ТаС его применяют в производстве твердых сплавов. Из чистого тантала изготовляют электрические конденсаторы для полупроводниковых приборов, детали электронных ламп, коррозионноустойчивую аппаратуру для химические промышленности, фильеры в производстве искусственного волокна, лабораторную посуду, тигли для плавки металлов (например, редкоземельных) и сплавов, нагреватели высокотемпературных печей; теплообменники для ядерно-энергетических систем. В хирургии листы, фольгу, проволоку из тантала применяют для скрепления костей, нервов, наложения швов и др. Применение находят танталовые сплавы и соединения.
Около трети всего производимого тантала, используется при изготовлении танталовых конденсаторов и других электронных приборов. Танталовые конденсаторы обладают намного большим сроком службы по сравнению с алюминивыми электролитическими.
Благодаря высокой температуре плавления и кипения тантала, танталовые электроды устойчивы к воздействию импульсных токов, возникающих в лампах. Термостойкие сплавы тантала с ниобием и вольфрамом используются в ракетной и космической технике.
Тантал Цены, встречаемость, добыча и использование
Тантал [ˈtantalum] представляет собой химический элемент с символом Ta и атомным номером 73; в периодической таблице он находится в пятой подгруппе или группе ванадия. Это редко встречающийся пластичный блестящий переходный металл графитово-серого цвета. Тантал в основном используется для конденсаторов с большой емкостью и в то же время небольшими размерами. Поскольку металл нетоксичен и инертен к жидкостям организма, он также используется для имплантатов, например, в качестве костного гвоздя.
Элемент был открыт в 1802 году Андерсом Густавом Экебергом в финской колумбитовой руде. Он выделил очень устойчивый оксид (оксид тантала (V)), который не растворялся ни в какой кислоте.
Почти в то же время Чарльз Хэтчетт обнаружил нечто очень похожее в колумбийской руде Колумбий . Эти два элемента считались идентичными до 1844 года, когда Генрих Роуз обнаружил, что в колумбитовых рудах присутствуют два разных элемента, а именно тантал и колумбий. Последний он назвал ниобием.
После открытия нового элемента различные химики пытались представить тантал в виде элемента. Первым, кто произвел элементарный тантал путем восстановления фторида тантала калием, был Йонс Якоб Берцелиус в 1815 году. Однако, как и тантал, представленный Роузом, его металл состоял только из тантала на 50%. В 1902 Анри Муассан пытался произвести тантал в электрической печи, но содержащийся в нем углерод сделал его продукт очень твердым и хрупким.
Вернер фон Болтон был первым, кто произвел чистый пластичный тантал в 1903 году.
Он добился этого путем восстановления светящихся оксидов в вакууме и путем плавления нечистого металлического тантала в вакууме с использованием дуги с электрическим пламенем.
Первое применение нового элемента было в качестве нити накала в лампочках. Причина перехода от использовавшегося ранее осмия к танталу заключалась в том, что он легче обрабатывается и имеет более высокую возможную рабочую температуру до 2300 ° C. Позднее он был заменен вольфрамом, который имеет еще более высокую температуру плавления и, таким образом, позволяет световой спектр, который ближе к солнечному свету и более высокая светоотдача.
В 1922 году танталу было найдено новое применение в выпрямителях, а год спустя в радиолампах.
появление
Тантал – редкий элемент на Земле с содержанием 2 ppm в континентальной коре и 8 ppm в земной оболочке. Частота сравнима с мышьяком и германием. Внутри группы частота уменьшается в десятой степени. Тантал не встречается в природе, а только в виде соединений в различных минералах.
Благодаря сходству двух элементов танталовые руды всегда содержат ниобий и наоборот (социализация). Важнейшими минералами являются минералы ряда колумбита и тапиолита, в которых различные минералы с общей формулой (Mn, Fe 2+ ) (Nb, Ta) 2 O 6 суммировать. Колумбиты тантала также называют танталитом , обозначаемым . Примерами минералов, содержащих тантал в этом ряду, являются ферротапиолит (Fe 2+ , Mn 2+ ) (Ta, Nb) 2 O 6 и марганцевый танталит MnTa
Важнейшими странами-производителями танталовой руды в 2007 г. были Австралия (850 тонн) и Бразилия (250 тонн). Колтан также встречается в Канаде и различных африканских странах, таких как Эфиопия, Мозамбик и Руанда. Месторождения на востоке Демократической Республики Конго, за которые яростно оспаривались во время Конголезской войны 1996-2008, стало известно в СМИ.
Извлечение и представление
Поскольку тантал и ниобий всегда присутствуют вместе в рудах, используемых для извлечения тантала, их необходимо разделить для извлечения чистых металлов. Это осложняется большим сходством двух элементов.
Первый метод разделения был разработан Жаном Шарлем Галиссаром де Мариньяком в 1866 году. Он использовал различную растворимость двух элементов в разбавленной плавиковой кислоте. Тантал образует малорастворимую K 2 TaF 7 , Ниобий хорошо растворимый K 3 NbOF 5 · 2 H 2 O.
Технически используемый сегодня процесс основан на экстракции и использует различную растворимость в комплексных солях фтора. вода и некоторые органические растворители. Рудную смесь сначала растворяют в концентрированной плавиковой кислоте или смесях плавиковой и серной кислот. Комплексные фториды [NbOF 5 ] 2− и [TaF 7 ] 2− .
После отфильтровывания нерастворимых компонентов можно провести разделение жидкостно-жидкостной экстракцией с помощью метилизобутилкетона. Если к раствору добавить метилизобутилкетон, то комплексы ниобия и тантала переходят в органическую фазу, а другие элементы, например железо или марганец, остаются в водной фазе. При добавлении воды к отделившейся органической фазе в ней растворяется только комплекс ниобия, тантал остается в метилизобутилкетоне.
С помощью фтористого калия тантал может быть превращен в малорастворимую K 2 [TaF 7 ] рубку. Восстановление до элементарного тантала обычно проводят натрием.
Восстановление натрием
Возможной альтернативой экстракции является фракционная перегонка. Для этой цели используются разные температуры кипения двух хлоридов пентахлорида ниобия и пентахлорида тантала. Их можно извлечь из руд с помощью хлора и кокса при высоких температурах. После разделения хлорид тантала также восстанавливают до металла натрием.
Помимо колумбит-танталитовых руд важным источником для извлечения тантала является шлак оловоплавильного производства (содержит несколько процентов тантала).
Физические свойства
Кристаллическая структура тантала, a = 330,3 мкм плавление тяжелого металла, сходного с ниобием по большинству свойств. Он кристаллизуется в объемно-центрированной кубической кристаллической структуре. С температурой плавления около 3000 ° C тантал имеет самую высокую температуру плавления среди всех элементов после вольфрама, углерода и рения. Если в металле содержится лишь небольшое количество углерода или водорода, температура плавления значительно возрастает. При температуре плавления 3880°С карбид тантала имеет одну из самых высоких температур плавления среди всех веществ.
Тантал становится сверхпроводником при температуре перехода ниже 4,3 Кельвина.
В то время как чистый тантал пластичен и может значительно растягиваться (предел прочности при растяжении: 240 МПа), добавление к нему даже небольшого количества углерода или водорода значительно изменяет механическую прочность.
Материал становится хрупким и трудным в обработке. Этот эффект используется для получения танталового порошка. В технологии он загружается водородом и, таким образом, охрупчивается, затем соответствующим образом измельчается и снова прокаливается или освобождается от водорода при более высокой температуре.
Химические свойства
Тантал является неблагородным металлом и реагирует при высоких температурах с большинством неметаллов, таких как кислород, галогены или углерод. Однако при комнатной температуре металл защищен тонким слоем оксида тантала (V) и, таким образом, пассивирован. Реакция идет только при температуре около 300°С.
В большинстве кислот тантал не растворяется из-за пассивации, даже царская водка не может растворить металл. Тантал подвергается воздействию только плавиковой кислоты, олеума (смесь серной кислоты и трехокиси серы) и расплавленных солей.
изотоп
Всего известно 30 изотопов и 26 основных изомеров 155 Та до 185 Та.
Природный тантал состоит почти исключительно (99,988%) из изотопа 181 Ta. Также присутствует 0,012% изомера ядра 180m Та раньше. Хотя теоретически это может быть радиоактивным, до сих пор не наблюдалось распада. Таким образом, период полураспада должен превышать 1 · 10 15 лет.
Применение
Большая часть тантала (годовой объем производства 1400 т в мире) используется для изготовления очень маленьких конденсаторов с высокой емкостью. В 2007 году 60% тантала использовалось при производстве конденсаторов. Эти танталовые электролитические конденсаторы используются повсеместно в современной микроэлектронике, например в сотовых телефонах и в автомобилестроении. Эффект основан на слое оксида тантала на поверхности намотанной танталовой фольги, который остается стабильным и надежно изолирующим даже в очень тонком варианте. Чем тоньше слой между электродами, тем выше емкость при одинаковой поверхности фольги; оксид тантала также имеет чрезвычайно высокую диэлектрическую проницаемость, что также увеличивает емкость.
Поскольку тантал нетоксичен и не вступает в реакцию с тканями или жидкостями тела, элементарный тантал используется для медицинских имплантатов и инструментов. Например, костные гвозди, протезы, брекеты и челюстные винты изготавливаются из тантала. Кроме того, это рентгеноконтрастное вещество, которое мало используется из-за его высокой стоимости.
В химической промышленности тантал используется из-за его долговечности. Он служит футеровочным материалом для реакционных сосудов и используется для теплообменников и насосов. Для этих целей обычно используют не чистый тантал, а сплавы, содержащие 2,5–10 % вольфрама. Они более стабильны и устойчивы, чем чистый тантал. При этом желаемая пластичность сохраняется. Другое использование – лабораторное оборудование, фильеры и катоды электронных ламп. Здесь преимущества тантала заключаются в том, что он способен поглощать до 800 объемных частей газов при 740°С (геттерный эффект), что обеспечивает высокий вакуум в трубках.
Суперсплавы, которые используются в конструкции турбин и авиационных двигателей, содержат до 9% тантала.
Добавление 3–4% тантала в суперсплав никеля увеличивает прочность материала при высоких температурах.
инструкции по технике безопасности
Работа с танталом и его соединениями в лабораторных условиях обычно не вызывает проблем. Элементарный тантал и соединения тантала не токсичны. Однако есть расплывчатые указания на то, что некоторые соединения тантала являются канцерогенными. Порошок и пыль тантала, как и другие тонкоизмельченные металлы, представляют высокий риск возгорания и взрыва.
Соединения
Оксид тантала (V) Ta 2 O 5 – белый порошок, используемый для изготовления высокопреломляющих стекол и специальных кристаллических материалов.
Карбид тантала ТаС с температурой плавления 3880°С и твердостью почти как у алмаза служит защитным слоем на жаропрочных сплавах в двигателях и режущих инструментах.
| Общий | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Название, условное обозначение, атомный номер | Тантал, Та, 73 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Серия | Переходные металлы | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Группа, период, блок | 5, 6, д | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Внешний вид | серый | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Номер CAS | 7440-25-7 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Массовая доля земной оболочки | 8 частей на миллион | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Атомный | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| атомная масса | 180,9479 и | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Атомный радиус (расчетный) | 145 (200) вечера | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Ковалентный радиус | 138 вечера | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| электронная конфигурация | [Xe] 4f 14 5d 3 6s 2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1. ионизация | 761 кДж/моль | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 2. ионизация | 1500 кДж/моль | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Физически | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Физическое состояние | фиксированный | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| кристаллическая структура | кубический объемно-центрированный | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| плотность | 16,65 г/см 3 (20 °C) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Твердость по шкале Мооса | 6,5 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| магнетизм | парамагнитный ( = 1,8 10 −4 ) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| температура плавления | 3290 К (3017°С) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| точка кипения | 5731 К (5458°С) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Молярный объем | 10,85 · 10 −6 м 3 / моль | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Теплота парообразования | 735 кДж/моль | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| теплота плавления | 36 кДж/моль | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| скорость звука | 3400 м/с при 293,15 К | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Удельная теплоемкость | 140 Дж/(кг · К) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Электропроводность | 7,61 · 10 6 А / (В · м) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| теплопроводность | 57 Вт/(м·К) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Химическая | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| степени окисления | 5 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| нормальный потенциал | −0,81 В (½ Ta 2 O 5 + 5 H. + + 5 e – → Ta + 2½ H 2 O) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| электроотрицательность | 1,5 (шкала Полинга) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| изотоп | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ЯМР свойства | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| инструкции по технике безопасности | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
}
}
: 210-370 + 378
Цены на тантал
Таблица Тантал 2009-2012
Тантал | Encyclopedia.com
буря
просмотров обновлено 27 июня 2018
Примечание. Эта статья, первоначально опубликованная в 1998 году, была обновлена в 2006 году для издания электронной книги.
Обзор
Тантал — это переходный металл группы 5 (VB) периодической таблицы. Периодическая таблица представляет собой диаграмму, которая показывает, как химические элементы связаны друг с другом.
Тантал — один из самых инертных металлов. Инертный материал — это материал, который не вступает в реакцию с большинством других химических веществ. Большинство металлов, например, растворяются в кислотах, но тантал не подвержен влиянию кислот или других сильных химикатов. По этой причине тантал используется для изготовления химического, медицинского и стоматологического оборудования.
Заслуга открытия тантала принадлежит шведскому химику и минералогу Андерсу Густаву Экебергу (1767-1813). Экеберг объявил о своем открытии в 1802 году. Однако химики много лет не сомневались в новом элементе Экеберга. Они считали, что наряду с танталом может присутствовать еще один элемент, ниобий , . На самом деле только 50 лет спустя химики смогли убедиться, что тантал и ниобий на самом деле являются двумя разными элементами.
СИМВОЛ
Ta
ATOMIC NUMBER
73
ATOMIC MASS
180.9479
FAMILY
Group 5 (VB)
Transition metal
PRONUNCIATION
TAN-tuh-lum
Discovery and naming
В 1801 году английский химик Чарльз Хэтчетт (1765-1847) открыл новый элемент, который он назвал ниобием.
Год спустя Экеберг открыл новый элемент, который назвал танталом.
Эти два имени связаны. Ниобий был назван в честь мифической дочери Тантала, Ниобы.
Тантал был сыном Зевса, главного греческого бога. Зевс решил наказать своего сына за то, что он выдал секреты богов людям. Он заставил Тантала стоять в чане, наполненном до подбородка водой. Всякий раз, когда Тантал наклонялся, чтобы выпить, вода опускалась немного ниже, так что он никогда не мог напиться. Экеберг сказал, что его новый элемент подобен Танталу. Помещенный в кислоту, он не поглощал кислоту (не реагировал с ней).
Большинство химиков думали, что открытия двух мужчин были одним и тем же. Два элемента реагировали точно так же, как друг на друга. Они не могли понять, чем тантал отличается от ниобия. Более 40 лет считалось, что Экеберг и Хэтчетт открыли один и тот же элемент.
Однако в 1844 году немецкий химик Генрих Розе (1795-1864) объявил о новых доказательствах. Он обнаружил, что танталовая кислота (H 3 TaO 4 ), полученная из тантала, и ниобиевая кислота (H 3 NbO 4 ), изготовленная из ниобия, определенно отличаются друг от друга.
Он подтвердил, что Экеберг и Хэтчетт действительно открыли два разных элемента.
Физические свойства
Тантал — очень твердый, ковкий, пластичный металл. Ковкий означает, что его можно сбивать в тонкие листы. Пластичный означает, что его можно вытягивать в тонкую проволоку. Металл имеет серебристо-голубоватый цвет в неполированном виде, но ярко-серебристый цвет в полированном виде. Имеет температуру плавления 2,996°C (5425°F) и температура кипения 5429°C (9804°F). Он имеет третью по величине температуру плавления среди всех элементов после вольфрама, и рения. Плотность тантала составляет 16,69 грамма на кубический сантиметр.
Химические свойства
Тантал является одним из самых инертных металлов. При комнатной температуре он реагирует только с газообразным фтором и некоторыми соединениями фтора. Фтор, неметалл, является наиболее активным элементом. При более высоких температурах тантал становится более активным. При температуре выше 150°C (300°F) он реагирует с кислотами и щелочами.
Щелочь является химической противоположностью добавки.
Встречается в природе
Тантал занимает примерно 50-е место среди элементов, встречающихся в земной коре. Он немного более распространен, чем вольфрам, но менее распространен, чем мышьяк . Его распространенность в земле, вероятно, составляет около 1,7 частей на миллион. Этот элемент чаще всего встречается в минералах колумбите, танталите и микролите. Это всегда происходит с ниобием.
Единственным источником тантала в Северной Америке является шахта, расположенная на озере Берник в провинции Манитоба в Канаде. Большая часть тантала, используемого в Соединенных Штатах, поступает из Австралии, Германии, Таиланда и Бразилии.
Изотопы
В природе существуют два изотопа тантала: тантал-180 и тантал-181. Изотопы представляют собой две или более формы элемента. Изотопы отличаются друг от друга массовым числом. Число, написанное справа от названия элемента, является массовым числом. Массовое число представляет собой количество протонов плюс нейтронов в ядре атома элемента.
Количество протонов определяет элемент, но количество нейтронов в атоме любого элемента может варьироваться. Каждая вариация является изотопом.
Тантал-181 является радиоактивным. Радиоактивный изотоп — это тот, который распадается на части и испускает некоторую форму радиации. Период полураспада радиоактивного элемента — это время, за которое распадается половина образца элемента. Тантал-181 имеет период полураспада более одного триллиона лет. Он составляет около 0,01 процента всего природного тантала.
Искусственно изготовлено более десятка радиоактивных изотопов тантала. Ни один из этих изотопов не имеет коммерческого применения.
Добыча
После того, как танталовые руды извлечены из земли, они перерабатываются во фторид тантала калия (K 2 TaF 7 ). Затем из этого соединения получают чистый тантал, пропуская через него электрический ток.
Тантал является одним из самых инертных металлов. При комнатной температуре он реагирует только с газообразным фтором и некоторыми соединениями фтора.
Применение
В основном металлический тантал используется для изготовления конденсаторов. Конденсатор — это электрическое устройство, похожее на аккумулятор. Может быть дается электрический заряд, который затем сохраняется до тех пор, пока он не понадобится. Конденсаторы являются неотъемлемой частью почти всех электрических цепей. Полупроводниковые схемы, подобные тем, которые используются в транзисторах, требуют крошечных конденсаторов размером с рисовое зерно. Тантал — один из лучших металлов для этой цели. Конденсаторы разных типов изготавливаются для самых разных целей. Они используются в военных системах вооружения, самолетах, космических аппаратах, системах связи, компьютерах и медицинских приложениях. Например, самые маленькие слуховые аппараты, скорее всего, имеют танталовый конденсатор.
Тантал также используется во многих различных сплавах. Сплав получают путем плавления и смешивания двух или более металлов. Смесь имеет свойства, отличные от свойств отдельных металлов.