Танталв основном существует в танталитовой руде и является симбиотом с ниобием. Тантал обладает умеренной твердостью и пластичностью, из него можно вытягивать нити для изготовления тонкой фольги. Его коэффициент теплового расширения очень мал.
1. Химические свойства тантала:
Тантал также обладает превосходными химическими свойствами и чрезвычайно высокой коррозионной стойкостью. Не реагирует на соляную кислоту, концентрированную азотную кислоту и «царскую водку» как в холодных, так и в жарких условиях. Однако тантал может подвергаться коррозии в горячей концентрированной серной кислоте. Ниже 150 градусов тантал не будет подвергаться коррозии концентрированной серной кислотой. Он будет реагировать только при температурах выше этой. В концентрированной серной кислоте при температуре 175 градусов в течение года толщина коррозии составит 0.0004 мм. При выдержке тантала в серной кислоте при температуре 200 градусов в течение года поверхностный слой повреждается всего на 0,006 мм. При 250 градусах скорость коррозии увеличилась, при толщине 0,116 мм в год. При 300 градусах скорость коррозии была еще выше. После года погружения поверхность подверглась коррозии на 1,368 мм. Скорость коррозии в дымящей серной кислоте (содержащей 15% SO3) более серьезна, чем в концентрированной серной кислоте. После погружения в этот раствор при температуре 130 градусов в течение года толщина корродированной поверхности составила 15,6 мм. Тантал также подвергается коррозии фосфорной кислотой при высоких температурах, но эта реакция обычно происходит при температуре выше 150 градусов. После выдержки в 85% фосфорной кислоте при температуре 250 градусов в течение года поверхность проржавеет на 20 мм. Кроме того, тантал будет подвергаться коррозии плавиковой и азотной кислотами. Его можно быстро растворить в смешанной кислоте, а также растворить в плавиковой кислоте. Но тантал больше боится сильной щелочи. В растворе едкого натра концентрацией 110 градусов и концентрацией 40% тантал быстро растворится. В растворе гидроксида калия такой же концентрации он быстро растворится при температуре 100 градусов. За исключением вышеуказанной ситуации, обычные неорганические соли обычно не могут разъедать тантал при температуре ниже 150 градусов. Эксперименты показали, что тантал не оказывает никакого влияния на растворы щелочей, газообразный хлор, бромную воду, разбавленную серную кислоту и многие другие химические вещества при нормальной температуре. Он реагирует только под действием плавиковой кислоты и горячей концентрированной серной кислоты. Такие ситуации относительно редки в металлах.
Однако при высоких температурах оксидная пленка на поверхности тантала разрушается, поэтому он может вступать в реакцию с самыми разными веществами. Тантал может реагировать с фтором при комнатной температуре. При 150 градусах тантал инертен по отношению к хлору, брому и йоду. При 250 градусах тантал все еще обладает коррозионной стойкостью к сухому хлору. При нагревании до 400 градусов в хлорсодержащем водяном паре он все равно может оставаться ярким. При 500 градусах начинает корродировать. Тантал реагирует с бромом при температуре выше 300 градусов и инертен по отношению к парам йода, пока температура не достигнет красного каления. Хлороводород реагирует с танталом при 410 градусах с образованием пентахлорида, а бромистый водород реагирует с танталом при 375 градусах. При нагревании до 200 градусов и ниже S может взаимодействовать с Та, а углерод и углеводороды могут взаимодействовать с танталом при 800-1100 градусах.
2. Применение тантала:
Тантал чрезвычайно устойчив к коррозии. Это делает тантал широко используемым в химической промышленности, например, при производстве коррозионностойких сосудов под давлением, реакторов, трубопроводов и другого оборудования. Благодаря своей стабильности и биосовместимости тантал также используется в производстве медицинских устройств, таких как искусственные суставы, зубные имплантаты и кардиостимуляторы. Кроме того, очень важно применение тантала в электронной промышленности. Его хорошая электропроводность и термическая стабильность делают тантал подходящим для производства высококачественных электронных компонентов, таких как конденсаторы, интегральные схемы и полупроводниковое оборудование.
В аэрокосмической промышленности высокотемпературная стабильность и коррозионная стойкость тантала делают его идеальным материалом для производства компонентов самолетов и ракет. Его области применения включают высокотемпературные компоненты, такие как сопла и лопатки турбин в авиационных двигателях. Тантал также обладает тугоплавкими свойствами и низкой химической активностью, что делает его пригодным в качестве второстепенного компонента сплавов. Он даже может заменить некоторые драгоценные металлы, например платину, при производстве экспериментального оборудования.
Танталтакже имеет важное применение во многих областях высоких технологий, таких как энергетика, связь и сверхпроводящие технологии, например, в качестве анодных материалов, используемых в производстве литий-ионных батарей, высокочастотных схем и антенн. В целом тантал — универсальный материал, применение которого в различных областях выгодно благодаря его уникальным химическим и физическим свойствам.
