Vlastnosti a aplikace tantalu

Tantal má zvláštní místo ve skupině známých chemických prvků. Tento kov není ušlechtilý kov, ale jeho výkon je populární v různých oborech. A to platí nejen pro stavební a výrobní průmysl, ale i pro šperky. Dosavadní použití tantalu je vzhledem k jeho vzácnosti velmi omezené. A přesto trh nabízí širokou škálu produktů z tohoto materiálu.

Obecné informace o kovu

V přírodě neexistuje tantal ve své čisté podobě. To je obvykle těženo s jinými minerály podobné vlastnosti. Tato vlastnost prvek a způsobila to poměrně pozdní objev. V současné době však existují účinné způsoby izolace tantalu, jedním z nich je extrakční metoda. Elektrolýza se také používá speciálně pro výrobu kovového materiálu. Použitím grafitového kelímku se základna obsahující prvek roztaví, načež prášek zůstává na stěnách nádoby. Další technologie zpracování surovin závisí na použití tantalu: může se mu dát vzhled ingotu, drátu, listu, částí určitého tvaru nebo zanechané ve formě směsi pro postřik. Populární a technologie pro tvorbu slitin tantalového prášku. Kombinace s legujícími látkami umožňuje posílit jednotlivé vlastnosti materiálu.

Fyzikální vlastnosti

Kov má vysokou teplotu tání asi 3017 ° C, což umožňuje použití v extrémních tepelných podmínkách v průmyslu. Současně má vzácnou kombinaci vlastností plasticity a tvrdosti. Co se týče prvního, je to tak měkké jako zlato. Tvrdost tantalu je 16,65 g / cm3. Tato kombinace fyzikálních vlastností usnadňuje zpracování materiálu, dává mu různé tvary a velikosti, stejně jako jeho použití v odpovědných mechanismech a strukturách. Malé prvky se dobře projevují jako ozubená kola a elektrické části. Tantal je odolný vůči opotřebení a odolný, proto jsou z něj vyrobeny spotřební součásti s očekáváním dlouhodobého provozu. Navíc, tento kov může působit jako účinný absorbér plynu. Při vysokých teplotách vykazují části tantalu také velmi vodivé vlastnosti.

Chemické vlastnosti

V čistém kovová forma účinně odolává zásadám, organickým a anorganickým kyselinám, stejně jako vlivu jiných aktivních látek. Je to v roztavených alkali mít znatelný účinek na tantal. Oxidační procesy probíhají při teplotě nejméně 280 ° C a při halogenových složkách reagují při teplotě 250 ° C Chemické vlastnosti tantalu v kontaktu s činidly lze porovnat se sklem. Není rozpustný v kyselém prostředí, s výjimkou dusičnanu a fluorovodíku. Odolné tomuto materiálu a kyselině sírové, bez ohledu na její koncentraci. Avšak procesy činnosti ve většině případů mají nepatrný vliv na strukturu kovu. Změny se obvykle vyskytují ve formě vrstvy filmu nebo ve formě koroze.

Kde se používá tantal?

Tento kov není masivní, ale existuje mnoho oblastí jeho použití. Především je to průmysl. Prvek se používá v metalurgii, v potravinářském průmyslu, ve zpracovatelském průmyslu, v radiotechnikach, strojírenství apod. V odvětví stavebnictví tento kov není tak žádaný kvůli omezeným objemům výroby, ale z tohoto materiálu jsou stále vyráběny některé konstrukční prvky - zpravidla , hardware, určený pro kritické úkoly posilování struktur. Abychom pochopili, kde se používá tantal, je důležité věnovat pozornost jeho provozním vlastnostem. Už bylo poznamenáno, že může být dobrým dirigentem. Proto se používá jako supravodič v elektrotechnice. Na druhou stranu tepelná odolnost otevírá možnosti použití tepelně ošetřeno jiné kovy. Díky vyšší hustotě se tantal stal optimálním řešením v oblasti obrany. Z toho dělají skořápky s vysokou pronikavou silou.

Tantalový drát

Válcovaný kov je obecně nejrozsáhlejší formou prezentace tohoto materiálu na trhu. Významnou výlukou v segmentu je drát. To je neobvyklé v tom, že díky své skromné ​​velikosti může být použito jako nit. To vysvětluje hodnotu tantalu pro medicínské pole - výrobky tohoto typu se používají pro šití a obvazy. Ale je to jen příklad, který demonstruje jednu z charakteristických vlastností takového vodiče. Větší formáty se používají v strojích, ve strojírenství, v obráběcích strojích a v investiční výstavbě. Kromě toho lze v závislosti na účelu použít měkký a tvrdý kov. Tantal, kvůli dodržování z hlediska zpracování, umožňuje vyrobit dlouhý drát o délce 1500 cm o tloušťce 0,15 mm nebo více. Jako koneční uživatelé, jak si uživatelé všimnou, zřídka se vyskytují otřesy, praskliny a další vady. Nicméně, jemná struktura stále vyžaduje požadavky na podmínky skladování a přepravy - zvláště se nedoporučuje vystavovat drátek kontaktu s vlhkostí a agresivními médii.

Tantalová stuha

Tento formát uvolňování válcování kovů má také široký oběh. Pásky se používají ve stejném lékařství, v ropném průmyslu, strojírenství a dokonce iv energetickém průmyslu. Spotřebitelé oceňují tento výrobek svou biologickou kompatibilitou, vysokou pevností s jemnou strukturou, dobrou zpracovatelností a odolností proti korozi. Pokud srovnáme tyto výrobky s tantalem s analogy z oceli nebo hliníku, objeví se odolnost proti opotřebení a trvanlivost. Páska je schopna odolat těžkým nákladům při přetržení a chemickém napadení. Na druhou stranu vysoká plasticita neumožňuje, aby takové výrobky stabilně udržovaly určitý tvar. Dokonce i mírný tlak vede k deformaci.

Slitiny na bázi tantalu

Modifikované legujícími součástmi získají slitiny především vyšší vlastnosti fyzické pevnosti a tepelné odolnosti. Stačí, když říkáme, že produkt s průměrnými vlastnostmi bude schopen odolat teplotním vlivům v režimu 1650 ° С bez ztráty provozních vlastností. Ve skutečnosti to umožňuje použití slitin tantalu v chemickém průmyslu, energetice, metalurgii a přístrojové technice. Navíc některé podniky tento materiál používají při výrobě prvků pro raketovou a prostorovou sféru. V závislosti na směru použití vyvinou technologové různé kompozice pro dopingový tantal. V některých případech umožňuje modifikace dosáhnout vyšší plastičnosti a v jiných případech například materiál vhodný pro svařovací operace metodou elektronového paprsku. Samotný tantal může také působit jako legující složka. Typicky se tento způsob zlepšování vlastností výkonu používá k dodávání antikorozní a tepelné odolnosti základním kovům.

Tantal v radiotechnice

V oblastech výroby elektrických zařízení a dílů na přední straně je možnost zachování optimální vodivosti a udržení frekvenčních signálů při snižování velikosti základny prvků. Z tohoto důvodu se tantal často používá při výrobě kondenzátorů, tyristorů, tranzistorů a semistorů. Dříve byly pro stejné kondenzátory použity válcované hliníkové plechy. Toto řešení navrhlo možnost zvýšení provozních parametrů pouze v případě zvýšení velikosti samotné součásti. A to není ani zmínka o obráceném poklesu dalších vlastností spojených se zvýšením objemu kondenzátoru. Pro zvýšení elektrického objemu při zachování rozměrů dílů je povoleno použití tantalu, které se rovněž liší v odolnosti vůči negativním procesům, v nichž se vyskytují radioelektronické součásti. Další věc je, že hliník v této oblasti neuspěje, protože je cenově dostupnější.

Závěr

Tento kov nemá žádné jedinečné nebo nestandardní vlastnosti. Má mnoho atraktivních vlastností, mezi které patří stejná antikorozní odolnost, odolnost vůči tvrdosti nebo teplu. Ale tyto vlastnosti jsou odděleně přítomny v jiných kovech. A v některých jsou mnohem výraznější. Kombinace prvních pohledů na opačné vlastnosti v jednom prvku je však skutečně jedinečná. Technologové usilují o dosažení speciálních kombinací pracovních vlastností materiálů umělými prostředky a v tomto případě jsou určeni povahou jejich původu. Například použití tantalu v medicíně a metalurgii je zaměřeno na zcela jiné úkoly. V jednom případě je vysoká trvanlivost s malými rozměry výrobků oceněna a druhá flexibilita zpracování. Existuje však také negativní vlastnost tantalu, která se rozšiřuje na všechny oblasti jeho použití - to jsou vysoké náklady a v některých případech fyzické nepřístupnosti.