Ko je potrebna velika korozijska odpornost, je tantal smiseln. Po kemični odpornosti je tantal podoben plemenitim kovinam, čeprav ni ena izmed njih. Poleg tega je kljub temu, da ima tantal kubično kristalno strukturo, osredotočeno na telo, še posebej enostavno delati s tantalom pri temperaturah, ki so precej nižje od temperature okolja. Zaradi tega je uporabna kovina za različne industrijske namene. Naš neverjetno prožen material se uporablja za izdelavo široke palete predmetov, kot so polizdelki, vsadki medicinske tehnologije, sestavni deli za gradnjo peči in deli za ionsko implantacijo.
Dejstva o tantalu
| Atomsko število | 73 |
| številka CAS | 7440-25-7 |
| Atomska masa | 180,95 [g/mol] |
| Tališče | 2996 stopinj |
| Vrelišče | 5458 stopinj |
| Gostota pri 20 stopinjah | 16,65 [g/cm3] |
| Kristalna struktura | Kubik s telesnim središčem |
| Koeficient linearne toplotne razteznosti pri 20 stopinjah | 6.4 × 10-6[m/(mK)] |
| Toplotna prevodnost pri 20 stopinjah | 57,5 [W/(mK)] |
| Specifična toplota pri 20 stopinjah | 0.14 [J/(gK)] |
| Električna prevodnost pri 20 stopinjah | 8.0 × 106 [S/m] |
| Specifični električni upor pri 20 stopinjah | 0}.125 [(Ωmm2)/m] |
Kakšne so fizikalne lastnosti tantala?
Za ognjevzdržne kovine je na splošno značilna visoka gostota in nizek koeficient toplotnega raztezanja. Za tantal velja enako. Tantal pa ima nižjo toplotno prevodnost kot molibden in volfram. Termofizične lastnosti tantala se spreminjajo s temperaturo. Krivulje za ključne spremenljivke so prikazane v spodnjih diagramih:
Kakšne so mehanske lastnosti tantala?
Mehanske lastnosti tantala lahko spremenijo vmesni elementi, vključno z ogljikom, vodikom, dušikom in kisikom, tudi v majhnih količinah. Na njegove mehanske lastnosti dodatno vplivajo vrsta uporabljene toplotne obdelave, stopnja deformacije in proizvodni proces.
Kristalna struktura tantala je kubična, tako kot pri volframu in molibdenu. Temperatura prehoda iz krhkega v duktilno je -200 stopinj, kar je znatno pod temperaturo okolja. Posledično je delo s kovino precej preprosto. Povečano oblikovanje povzroči zmanjšanje pretržnega raztezka materiala ob hkratnem povečanju njegove natezne trdnosti in trdote. Toda snov se ne zlomi zlahka.
Stabilnost materiala pri visokih temperaturah je primerljiva s stabilnostjo čistega molibdena, nižja pa je kot pri volframu. Naši tantalovi zlitini dodajamo ognjevzdržne kovine, kot je volfram, da izboljšamo njeno stabilnost pri visokih temperaturah.
Tantal ima elastični modul, ki je podoben čistemu železu in je nižji od modula volframa in molibdena. Temperatura narašča z zmanjšanjem modula elastičnosti.
Tantal je zaradi svoje visoke stopnje duktilnosti dober material za tehnike oblikovanja brez odrezkov, kot so krivljenje, vtiskovanje, stiskanje in globoko vlečenje. Tantal predstavlja velik izziv pri uporabi metod strojne obdelave. Ostružki se ne zdrobijo popolnoma. Zato priporočamo uporabo lomilcev odrezkov. Tantal je veliko bolj varljiv kot molibden in volfram.
Ali imate vprašanja glede mehanske obdelave ognjevarnih kovin? Z našim dolgoletnim znanjem vam bomo z veseljem pomagali.
Kakšno je kemično obnašanje tantala?
Tantal pogosto primerjajo z žlahtnimi kovinami zaradi njegove odpornosti na vse vrste kemikalij. Kljub temu je tantal osnovna kovina v termodinamičnem smislu in se lahko kombinira s širokim naborom elementov za ustvarjanje stabilnih spojin. Tantal ustvari izjemno debelo oksidno plast (Ta2O5) v prisotnosti zraka, ki ščiti osnovni material pred kemičnimi poškodbami. Tantal je posledično zaradi te oksidne plasti odporen proti koroziji.
Edine anorganske snovi, proti katerim tantal pri normalni temperaturi ni odporen, so fluorovodikova kislina, vodikov fluorid, fluor in kislinske raztopine, ki vsebujejo fluoridne ione. Tantal napadajo tudi staljeni natrijev hidroksid, kalijev hidroksid in alkalne raztopine. Nasprotno pa snov kaže odpornost proti vodnim raztopinam amoniaka. Tantal zaradi kemične agresivnosti postane krhek, ko vodik prodre v njegovo kovinsko mrežo. Ko temperatura narašča, se tantalova odpornost proti koroziji postopoma zmanjšuje.
Tantal inertno reagira s številnimi tekočinami. Čeprav je tantal odporen proti vsakemu od sestavnih elementov, če se z njim ravna ločeno, je lahko njegova odpornost proti koroziji ogrožena, če je izpostavljen kombiniranim raztopinam. Ali imate vprašanja o težkih temah, povezanih s korozijo? Naš lastni laboratorij za korozijo in dolgoletne izkušnje vam bodo z veseljem pomagali.
| SREDNJE | ODPOREN (+), NEODPOREN (-) | OPOMBA |
| voda | ||
| Vroča voda < 150 stopinj | + | |
| kisline | ||
| Fluorovodikova kislina, HF | - | |
| Klorovodikova kislina, HCl | + | < 30%, < 190 °C |
| Fosforjeva kislina, H3PO4 | + | < 85%, < 150 °C |
| Žveplova kislina, H2TAKO4 | + | < 98%, < 190 °C |
| Dušikova kislina, HNO3 | + | < 65%, < 190 °C |
| Organske kisline | + | |
| lugi | ||
| Raztopina amoniaka, NH4OH | + | < 17%, < 50 °C |
| Kalijev hidroksid, KOH | + | < 5%, < 100 °C |
| Natrijev karbonat, Na₂CO3 | + | < 20%, < 100 °C |
| Natrijev hidroksid, NaOH | + | < 5%, < 100 °C |
| Halogeni | ||
| Fluor, F2 | - | |
| Klor, Cl2 | + | < 150 °C |
| Brom, br2 | + | < 150 °C |
| Jod, I2 | + | < 150 °C |
| Nekovine | ||
| Borin, B | + | < 1000 °C |
| Fosfor, P | + | < 150 °C |
| Žveplo, S | + | < 150 °C |
| Plini | ||
| Žlahtni plini ne reagirajo s tantalom. Žlahtni plini visoke čistosti se zato lahko uporabljajo kot zaščitni plini. Po drugi strani pa tantal zelo močno vpliva na kisik ali zrak pri višjih temperaturah in lahko absorbira znatne količine dušika in vodika. Material zaradi tega postane krhek. Ti onesnaževalci se odstranijo z žarjenjem tantala pod intenzivnim vakuumom. Pri 800 stopinjah vodika ni več, pri 1700 stopinjah pa dušika. | ||
| amoniak, NH3 | + | < 700 °C |
| Ogljikov monoksid, CO | + | < 1100 °C |
| Ogljikov dioksid, CO2 | + | < 500 °C |
| Ogljikovodiki | + | < 800 °C |
| Zrak in kisik, O2 | + | < 300 °C |
| Žlahtni plini (He, Ar, N2) | + | |
| Vodik, H2 | + | < 340 °C |
| Vodna para | + | < 200 °C |
| Topi se | ||
| Ko pridejo v stik plemeniti materiali, kot je platina, in osnovni materiali, kot je tantal, se zelo hitro začnejo kemične reakcije. Zaradi tega morate biti zelo pozorni na to, kako se tantal obnaša, ko pride v stik z drugimi komponentami sistema, zlasti pri visokih delovnih temperaturah. | ||
| Aluminij, Al | - | |
| Berilij, Be | - | |
| Svinec, Pb | + | < 1000 °C |
| Cezij, Cs | + | < 980 °C |
| Baker, Cu | + | < 1300 °C |
| Galij, Ga | + | < 450 °C |
| Železo, Fe | - | |
| Litij, Li | + | < 1000 °C |
| Magnezij, Mg | + | < 1150 °C |
| Merkur, Hg | + | < 600 °C |
| Nikelj, Ni | - | |
| Kalij, K | + | < 1000 °C |
| Srebro, Ag | + | < 1200 °C |
| Natrij, Na | + | < 1000 °C |
| Tin, Sn | + | < 260 °C |
| Cink, Zn | + | < 500 °C |
| Materiali za gradnjo peči | ||
| Tantal lahko reagira z gradbenimi materiali, sestavljenimi iz grafita ali ognjevarnih oksidov v visokotemperaturnih pečeh. Ko tantal pride v stik s posebej stabilnimi oksidi, kot so aluminijev, magnezijev ali cirkonijev oksid, jih lahko zmanjša pri zelo visokih temperaturah. Tantalov karbid se lahko pojavi, ko pride v stik z grafitom, kar lahko povzroči, da tantal postane krhek. Tantal lahko reagira s heksagonalnim borovim nitridom in silicijevim nitridom, vendar ga je na splošno mogoče brez težav mešati z drugimi ognjevzdržnimi kovinami, kot sta molibden ali volfram. V vakuumu veljajo naslednje mejne temperature. Te temperature so približno 100 do 200 stopinj nižje, če se uporablja zaščitni plin. | ||
| Aluminijev oksid, Al2O3 | + | < 1900 °C |
| Berilijev oksid, BeO | + | < 1600 °C |
| Hex. borov nitrid, BN | + | < 700 °C |
| Grafit, C | + | < 1000 °C |
| Magnezijev oksid, MgO | + | < 1800 °C |
| Molibden, Mo | + | |
| Silicijev nitrid, Si3N4 | + | < 700 °C |
| Torijev oksid, ThO2 | + | < 1900 °C |
| Volfram, W | + | |
| Cirkonijev oksid, ZrO2 | + | < 1600 °C |
Korozijsko obnašanje tantala proti izbranim snovem
Krhljenje vodika
| Žveplova kislina 98% pri 250 stopinjah | Atomski vodik > 25 stopinj |
| Klorovodikova kislina 30% pri 190 stopinjah | Vodik pri 350 stopinjah |
| Fluorovodikova kislina | Katodna polarizacija z manj plemenitimi, raztapljanje materialov |
sorodni izdelki v ehisen
