Lastnosti in uporaba tantala

Tantal ima posebno mesto v skupini znanih kemijskih elementov. Ta kovina ni plemenita kovina, vendar je zaradi njene učinkovitosti priljubljena na različnih področjih. In to ne velja samo za gradbeno in proizvodno industrijo, ampak tudi za nakitno umetnost. Doslej je uporaba tantala sama po sebi zaradi svoje redkosti zelo omejena. In vendar trg ponuja široko paleto izdelkov iz tega materiala.

Splošne informacije o kovini

V naravi ni tantala v čisti obliki. Običajno se koplje z drugimi minerali, podobnimi značilnostmi. Ta značilnost elementa je povzročila precej pozno odkritje. Danes pa obstajajo učinkoviti načini za izolacijo tantala, od katerih je ena metoda ekstrakcije. Elektroliza se uporablja tudi posebej za proizvodnjo kovinskega materiala. Z grafitnim lončkom se tali osnova, ki vsebuje element, po katerem prašek ostane na stenah posode. Nadaljnja tehnologija predelave surovin je odvisna od uporabe tantala: lahko se ji da videz ingota, žice, listov, delov določene oblike ali pa ostane v obliki mešanice za škropljenje. Priljubljena in tehnologija za tvorbo zlitin tantalovega prahu. Kombinacija z zlitinami omogoča krepitev posameznih lastnosti materiala.

Fizične lastnosti

Kovina ima visoko tališče približno 3017 ° C, kar omogoča uporabo v ekstremnih termičnih pogojih v industriji. Hkrati ima redko kombinacijo plastičnosti in trdote. Kot prvi, je mehak kot zlato. Trdota tantala je 16,65 g / cm3. Ta kombinacija fizikalnih lastnosti omogoča enostavno obdelavo materiala, ki mu daje različne oblike in velikosti, kot tudi uporabo v odgovornih mehanizmih in strukturah. Majhni elementi so dobro izraženi kot zobniki in električni deli. Tantal je odporen na obrabo in je trpežen, zato so potrošni deli izdelani iz njega s pričakovanjem dolgotrajnega delovanja. Poleg tega ta kovina lahko deluje kot učinkovit absorber plina. Pri visokih temperaturah imajo deli tantala tudi visoko prevodne lastnosti.

Kemijske lastnosti

V čisti kovinska oblika učinkovito upira alkalije, organske in anorganske kisle snovi ter vpliv drugih aktivnih medijev. Ali je v staljeni alkali opazen vpliv na tantal. Oksidacijski procesi potekajo pri temperaturi, ki ni nižja od 280 ° C, in s halogenskimi komponentami reagira pri 250 ° C. Kemične lastnosti tantala v stiku z reagenti se lahko primerjajo s steklom. Ne raztopi se v kislih okoljih, razen dušikovega in fluorovodičnega. Odporen na ta material in žveplovo kislino, ne glede na njegovo koncentracijo. Vendar pa imajo procesi dejavnosti v večini primerov neznaten vpliv na kovinsko strukturo. Spremembe se ponavadi pojavijo v obliki filmske obloge ali v obliki korozije.

Kje se uporablja tantal?

Ta kovina ni masivna, vendar obstaja veliko področij njene uporabe. Najprej je to industrija. Element se uporablja v metalurgiji, prehrambenem sektorju, predelovalni industriji, radijskem inženirstvu, strojništvu itd. V gradbeništvu ta kovina ni tako zahtevna zaradi omejenih obsegov proizvodnje, vendar so nekateri strukturni elementi še vedno izdelani iz tega materiala - praviloma , strojna oprema, izdelana za kritične naloge krepitvenih struktur. Da bi razumeli, kje se uporablja tantal, je pomembno paziti na njegove operativne lastnosti. Ugotovljeno je bilo že, da je lahko dober dirigent. Zato se uporablja kot superprevodnik v elektrotehniki. Po drugi strani pa odpornost na toploto odpira možnosti za njeno uporabo v toplotno obdelane druge kovine. Zaradi povečane gostote je tantal postal optimalna rešitev v obrambni industriji. Iz nje izdelujejo lupine z visoko prodorno močjo.

Tantalna žica

Valjana kovina je na splošno najbolj obsežna oblika predstavitve tega materiala na trgu. Pomembna niša v segmentu je žica. Nenavadno je, da se lahko zaradi svoje skromne velikosti uporablja kot nit. To pojasnjuje vrednost tantala za medicinsko področje - tovrstni izdelki se uporabljajo za šivanje in prelivi. Toda to je le primer, ki dokazuje eno od razlikovalnih lastnosti take žice. Večji formati se uporabljajo v strojni, zračni, strojni in kapitalski gradnji. Poleg tega se lahko glede na namen uporabijo mehke in trde kovine. Tantal, zaradi skladnosti z vidika obdelave, omogoča izdelavo dolge žice 1500 cm z debelino 0,15 mm ali več. Kot končni uporabniki, kot opažajo uporabniki, redko obstajajo brazde, razpoke in druge napake. Vendar pa fine strukture še vedno nalagajo zahteve glede pogojev skladiščenja in prevoza - zlasti ni priporočljivo izpostaviti žice stiku z vlago in agresivnimi mediji.

Tantalov trak

Ta oblika sproščanja valjanja kovin ima tudi široko kroženje. Trakovi se uporabljajo v istem zdravilu, v naftni industriji, strojništvu in celo v energetiki. Potrošniki ta izdelek cenijo zaradi svoje biokompatibilnosti, visoke trdnosti z drobno strukturo, dobre predelave in odpornosti proti korozijskim procesom. Če primerjamo te izdelke iz tantala z analogi iz jekla ali aluminija, bo v ospredju trajnost in trajnost. Trak je sposoben prenesti težke obremenitve ob pretrgu in kemičnem napadu. Po drugi strani pa visoka plastičnost ne dopušča, da bi ti izdelki stabilno ohranili določeno obliko. Tudi manjši pritisk vodi do deformacije.

Zlitine na osnovi tantala

Modificirane z zlitinskimi komponentami, zlitine večinoma pridobijo višjo kakovost fizikalne trdnosti in toplotne odpornosti. Dovolj je reči, da bo izdelek s povprečnimi lastnostmi lahko vzdržal temperaturne učinke v načinu 1650 ° C, ne da bi izgubil svoje obratovalne lastnosti. Pravzaprav to omogoča uporabo tantalovih zlitin v kemični industriji, energetiki, metalurgiji in inženirstvu. Poleg tega nekatera podjetja uporabljajo ta material pri izdelavi elementov za raketno in vesoljsko sfero. Glede na smer uporabe tehnologi razvijajo različne sestave za doping tantal. V nekaterih primerih lahko modifikacija doseže višjo plastičnost, v drugih pa, na primer, da je material primeren za varilne operacije z metodo elektronskega žarka. Tantal lahko deluje tudi kot legirna komponenta. Običajno se ta metoda izboljšanja lastnosti delovanja uporablja za zagotavljanje protikorozijske in toplotne odpornosti na navadne kovine.

Tantal v radijski tehniki

Na področjih proizvodnje električnih naprav in delov je v ospredju možnost ohranjanja optimalne prevodnosti in vzdrževanja frekvenčnih signalov ob zmanjševanju velikosti elementne osnove. Zato se tantal pogosto uporablja pri izdelavi kondenzatorjev, tiristorjev, tranzistorjev in polistorjev. Prej so bili za iste kondenzatorje uporabljeni valji iz aluminijastih plošč. Ta rešitev je predlagala možnost povečanja obratovalnih parametrov le v primeru povečanja velikosti samega dela. In to ne omenjam obratnega zmanjšanja drugih značilnosti, povezanih s povečanjem prostornine kondenzatorja. Za povečanje električnega volumna ob ohranjanju dimenzij delov je dovoljena uporaba tantala, ki se razlikuje tudi po odpornosti na negativne procese, pri katerih sodelujejo radioelektronske komponente. Druga stvar je, da aluminij na tem področju ne propade, saj je bolj dostopen.

Zaključek

Ta kovina nima nobenih edinstvenih ali nestandardnih lastnosti. Ima veliko privlačnih lastnosti, med katerimi je enaka protikorozijska, trdnostna ali toplotna odpornost. Vendar so te lastnosti ločeno prisotne tudi v drugih kovinah. In v nekaterih so veliko bolj izraziti. Vendar pa je kombinacija na prvi pogled nasprotnih lastnosti v enem elementu resnično edinstvena. Tehnologi si prizadevajo doseči posebne kombinacije delovnih lastnosti materialov z umetnimi sredstvi, v tem primeru pa jih določa narava njihovega izvora. Na primer, uporaba tantala v medicini in metalurgiji je namenjena povsem različnim nalogam. V enem primeru je cenjena visoka trajnost z majhnimi velikostmi izdelkov, v drugem pa prilagodljivost pri obdelavi. Obstaja pa tudi negativna lastnost tantala, ki sega na vsa področja njegove uporabe - to je visok strošek, v nekaterih primerih pa tudi fizična nedostopnost.