Тантал – особенный вид металла, который относиться к группе изысканные. Открыли в далеком 1802 году, но считается молодым элементом. Не обращая внимания на собственную редкость, он широко применяется не только в ювелирном деле, но также и в промышленности. Особенно нередко встречается в электронике — фактически каждое устройство имеет его в составе.
Групповое применение этого металла настало в 40-х годах прошлого столетия и длится даже в наше время. Собственную большую популярность он обрел благодаря очень высоким прочностным особенностям. Он при этом имеет очень много уникальных химических и физических параметров.
Физические и химические свойства
Среди физических параметров этого металла необходимо отметить большую температуру плавления, которая составляет 3017 градусов по Цельсию, что выделяет его среди многих заменителей. Из-за этого его применяют в тех сферах, где нужна очень высокая стойкость к экстремальным условиям. При этом к свойствам тантала нужно отнести эластичность и твердость, комбинирование которых довольно редко попадается в природе.
Температура плавления тантала 3017 °C.
Упомянутые выше свойства тантала дают возможность обрабатывать металл без больших трудов, создавать нужные формы и размеры. Особенное строение атома особенно актуально для создания деталей и механизмов конструкций очень высокой ответственности. Тантал отлично поддается ковке и прокату. При этом можно еще удачно применять метод холодной деформации. Необходимо отметить большую проводимость тепла.
Благодаря большой плотности металл можно применять для производства очень маленьких шестеренок, деталей электрических приборов, которые стойки к изнашиванию и не подвержены разрушению после долгого периода применения.
В большинстве случаев его применяют как поглотитель газа. Необходимо отметить электронную конфигурацию: металл имеет самые разные свойства проводимости электричества в нормальном состоянии и при больших температурах.
Соединение танталовых деталей можно проводить при помощи пайки, сварки или клепочным методом. Больше всего применяют метод сваривания, так как качество шва сварки выделяется большей прочностью и стойкостью к физическому напряжению.
Внешний вид тантала
Среди химических параметров необходимо отметить большую стойкость к окислению и действию щелочи. Но, при расплавлении он частично подвергается действию щелочи. Окисление невозможно при температуре менее 250 градусов.
Химическими качествами данный металл очень похож на стекло. Его как правило невозможно растворить в кислоте, если не применять плавиковую и азотную. Даже влияние серной кислоты не оказывает влияние на структуру и форму металла. Возможно лишь возникновение маленькой пленки на поверхности. Также он не подвергается разрушению при долгом влиянии морской водой.
Нахождение в природе и производство тантала
Тантал, как элемент химии, очень редко попадается в природе, составляет всего 0,0002% от земной коры. Очень реже встречается в чистом виде, очень часто в составе самых разных минералов, в соседстве с иным металлом – ниобием.
Месторождения данного компонента встречаются в многих государствах. Большие месторождения встречаются во Франции, Египте, Китае и Таиланде. Но самые большие залежи данного компонента находятся в Австралии. Тантал добывается в размерах более чем 400 тонн каждый год. При этом необходимость в его применении регулярно возрастает, что связано с увеличением объема производимой электробытовой техники с применением данного метала. Если из этого исходить, встречается систематическая разработка новых месторождений.
У нас в государстве производство тантала сосредоточено на Соликамском магниевом заводе. Металл получают после переработки лопаритовых концентратов. В прочих государствах применяют также прочие минералы, например рутил, стрюверит, танталит и колумбит.
Крупными изготовителями этого металла в мире являются Соединённых Штатов, Япония и КНР. Кол-во изготовителей мирового маштаба не превышает 40 фирм. Стоимость — от 1000 долларов за кг.
Сплавы на основе тантала
Благодаря особенным физическим особенностям этот металл в чистом виде наиболее часто применяется в промышленности. Но для увеличения прочности и стойкость к большим температурам могут применяться сплавы на его основе, добавляться необходимые легирующие элементы.
Сплавы тантала могут хранить твёрдое состояние при температуре примерно 1700 градусов. Это нужно во время использования соединений тантала в энергетической сфере, химической промышленности, производстве приборов очень высокой точности и металлургии. Достаточно часто разные сплавы применяются при строении космических ракет.
Вид применяемых легирующих элементов зависит от требуемых конечных параметров. Для увеличения качества работ применяют детали, придающие сплаву усовершенствованные свойства пластичности.
Нужно сказать, что достаточно часто тантал в сплавах применяется не как база, а как легирующий элемент. Его добавление к разным материалам дает возможность добиться очень высокой стойкости к большим температурам и коррозии.
Тантал ТАВ-10 – широко применяемый сплав на основе этого металла. Его делают с добавкой вольфрама, кол-во которого в составе около 10%. Из-за этого выходит материал с усовершенствованными критериями жаропрочности. Его используют для изготовления ТЕНОВ и в медицинских целях, так как его элементы не раздражают покров кожи человека.
Использование тантала
Использование тантала не исчерпывается одной сферой. Необходимо отметить сферы, в которых очень хорошо применяются изделия из тантала:
- Металлургия. Фактически половина этого металла используется в металлургии. Связывают это с тем, что его легко применять для создания самых разных сплавов, особенно антикоррозийных марок стали, устойчивых к большим температурам. Проволоку из тантала применяют в разных областях, где требуется очень высокая прочность и жаростойкость. Также повсеместно применяется карбид тантала при изготовлении тиглей для тугоплавких металлов.
- Электротехника. Около 25% использует при изготовлении электробытовой техники и электрических приборов. Конденсаторы с применением данного компонента отличительны очень высокой стабильностью функционирования. Причем в случае разрушения поверхности конденсатора, образуется пленка из оксида тантала, она защитит его. Также необходимо отметить эти элементы, как аноды, катоды, лампы и остальные детали из металла, которые также производятся на его основе.
- Химическая индустрия. Пятая часть производимого объема используется в химической отрасли. Связывают это с тем, что он не боится действий множества кислот, солей и щелочей.
- Медицина. Тантал в медицине используется в таких ветвях, как костная и восстановительная хирургия. Элементами из данного материала закрепляют кости для достижения очень высокой прочности без раздражения органической ткани.
- Военная сфера. В военной сфере делают мишени из тантала и оболочку кумулятивных снарядов.
- Приборостроение. Этот метал применяется для изготовления точных приборов, контрольного оборудования и разных диафрагм, а еще вакуумных приборов, так как он выделяется свойством поглощения газов.
- Ядерная энергетика. В данной области металл выступает как трубного змеевика.
Нужно сказать, что область использования тантала исчерпывается лишь небольшим объемом его добычи. Если объем добычи вырастет, область использования существенно увеличиться.
Если вы нашли погрешность, пожалуйста, выдилите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
