Тантал металу властивості. Побічні спеціальності танталу

Діоксид сірки може приєднувати кисень, переходячи при цьому в триоксид сірки. За нормальних умов ця реакція протікає надзвичайно повільно. Набагато швидше і легше вона проходить за підвищеної температури в присутності каталізаторів.

Триоксид сірки являє собою безбарвну легкорухливу рідину щільністю, що кипить при і кристалізується при. При зберіганні, особливо у присутності слідів вологи, ця речовина видозмінюється, перетворюючись на довгі шовковисті кристали.

Вільні молекули (у газоподібному стані) побудовані у формі правильного трикутника, у центрі якого знаходиться атом сірки, а у вершинах – атоми кисню. Як і в молекулі, атом сірки знаходиться тут у стані гібридизації; відповідно ядра всіх чотирьох атомів, що входять до складу молекули, розташовані в одній площині, а валентні кути рівні :

Атом сірки в молекулі пов'язаний з атомами кисню трьома двоцентровими зв'язками і одним чотирицентровим зв'язком (пор. зі структурою молекули § 129). Крім того, за рахунок неподілених електронних пар атомів кисню і вільних орбіталей атома сірки тут можливе утворення додаткових ковалентних зв'язків, подібно до того, як це має місце в молекулі (стор. 341).

Триоксид сірки – ангідрид сірої кислоти; остання утворюється при взаємодії з водою:

Структура молекул сірчаної кислоти відповідає формулі:

Безводна безбарвна масляниста рідина, що кристалізується при .

При нагріванні безводна сірчана кислота (так званий «моногідрат») відщеплює , який випаровується. Відщеплення йде доти, доки не вийде азеотропний розчин. Він містить (мас.) та (мас.) води. Цей розчин кипить і переганяється без зміни складу при . Азеотропний розчин зрештою виходить і при перегонці розведеної сірчаної кислоти. І тут відганяється переважно вода до того часу, поки концентрація кислоти досягає .

При розчиненні сірчаної кислоти у воді утворюються гідрати та виділяється дуже велика кількість теплоти. Тому змішувати концентровану сірчану кислоту з водою слід обережно. Щоб уникнути розбризкування розігрітого поверхневого шару розчину, треба вливати сірчану кислоту (як більш важку) у воду невеликими порціями або тонким струмком; в жодному разі не слід вливати воду в кислоту.

Сірчана кислота жадібно поглинає пари води і тому часто застосовується для осушення газів. Здібністю поглинати воду пояснюється - і обвуглювання багатьох органічних речовин, що відносяться до класу вуглеводів (клітковина, цукор та ін.), при дії на них концентрованої сірчаної кислоти. До складу вуглеводів водень і кисень - входять у такому ж відношенні, як вони перебувають у воді. Сірчана кислота забирає від вуглеводів водень і кисень, які утворює воду, а вуглець виділяється як вугілля.

Концентрована сірчана кислота, особливо гаряча, – енергійний окисник. Вона окислює HI і (але не) до вільних галогенів, вугілля – до, сірку – до. Зазначені реакції виражаються рівняннями:

Взаємодія сірчаної кислоти з металами по-різному залежно від її концентрації. Розведена сірчана кислота окислює своїм іоном водню. Тому вона взаємодіє тільки з тими металами, які стоять у ряді напруг до водню, наприклад:

Однак свинець не розчиняється в розведеній кислоті, оскільки сіль, що утворюється, нерозчинна.

Концентрована сірчана кислота є окислювачем з допомогою. Вона окислює метали, що стоять у ряді напруг до срібла включно. Продукти її відновлення можуть бути різними залежно від активності металу та умов (концентрація кислоти, температура). При взаємодії з малоактивними металами, наприклад, з міддю, кислота відновлюється до:

При взаємодії з активнішими металами продуктами відновлення може бути як , і вільна сірка і сірководень. Наприклад, при взаємодії з цинком можуть протікати реакції:

Про дію сірчаної кислоти на залізо див. § 242.

Сірчана кислота – сильна двоосновна кислота. По першому ступені в розчинах невисокої концентрацій вона дисоціює практично націло:

Дисоціація по другому ступені

протікає меншою мірою. Константа дисоціації сірчаної кислоти на другому ступені, виражена через активності іонів, .

Як двоосновна кислота, сірчана кислота утворює два ряди солей: середні і кислі. Середні солі сірчаної кислоти називаються сульфатами, а кислі – гідросульфатами.

Більшість солей сірчаної кислоти досить добре розчиняються у воді. До практично нерозчинних відносяться сульфати барію, стронцію та свинцю. Мало розчинний сульфат кальцію. Твір розчинності дорівнює.

Сульфат барію нерозчинний у воді, а й у розведених кислотах. Тому утворення білого нерозчинного в кислотах осаду при дії на якийсь розчин сіллю барію служить вказівкою на присутність у цьому розчині іонів:

Таким чином, розчинні солі барію служать реактивом на сульфатіон.

До найважливіших солей сірчаної кислоти належать такі.

Сульфат натрію . Кристалізується з водних розчинів з десятьма молекулами води і в такому вигляді називається глауберової сіллю імені німецького лікаря та хіміка І. Р. Глаубера, який першим дістав її дією сірчаний хлорид натрію. Безводна сіль застосовується для виготовлення скла.

Сульфат калію. Безбарвні кристали, добре розчиняються у воді. Утворює ряд подвійних солей, зокрема галун (див. нижче).

Сульфат магнію . Міститься у морській воді. З розчинів кристалізується як гідрату .

Сульфат кальцію. Зустрічається в природі великих кількостяху вигляді мінералу гіпсу. При нагріванні до гіпс втрачає кристалізаційної води, що міститься в ньому, і переходить у так званий палений гіпс, або алебастр. Будучи замішаний з водою в рідке тісто, палений гіпс досить швидко твердне, знову перетворюючись на . Завдяки цій властивості гіпс застосовується для виготовлення відливальних форм і зліпків з різних предметів, а також як в'яжучий матеріал для штукатурки стін і стель. У хірургії при переломах використовують гіпсові пов'язки.

Тантал (Ta) - елемент з атомним номером 73 та атомною вагою 180,948. Є елементом побічної підгрупи п'ятої групи шостого періоду періодичної системи Дмитра Івановича Менделєєва. Тантал у вільному стані за нормальних умов є метал платиново-сірого кольору зі злегка свинцевим відтінком, що є наслідком утворення оксидної плівки (Ta 2 O 5). Тантал - важкий, тугоплавкий, досить твердий, але не тендітний метал, водночас він дуже ковкий, що добре піддається механічній обробці, особливо в чистому вигляді.

У природі тантал знаходиться у вигляді двох ізотопів: стабільного 181 Ta (99,99 %) та радіоактивного 180 Ta (0,012 %) з періодом піврозпаду 10 12 років. Зі штучно отриманих радіоактивний 182 Ta (період напіврозпаду 115,1 діб) використовується як ізотопний індикатор.

Елемент відкритий у 1802 році шведським хіміком А. Г. Екебергом у двох мінералах, знайдених у Фінляндії та Швеції. Названий був на честь героя давньогрецьких міфів Тантала через складність його виділення. Довгий час мінерали колумбіт, що містить колумбій (ніобій) і танталіт, що містить тантал, вважалися одним і тим же. Адже ці два елементи часті супутники один одного і багато в чому схожі. Ця думка довгий час вважалася вірною серед хіміків всіх країн, лише 1844 року німецький хімік Генріх Розе знову вивчав колумбіти і танталіти з різних місць і знайшов у них новий метал, близький за властивостями до танталу. То був ніобій. Пластичний чистий металевий тантал вперше отриманий німецьким ученим Ст Болтоном в 1903 році.

Основні родовища мінералів танталу розташовані у Фінляндії, країнах Скандинавії, Північної Америки, Бразилії, Австралії, Франції, Китаї та інших країнах.

У зв'язку з тим, що тантал має низку цінних властивостей - хорошу пластичність, високу міцність, зварюваність, корозійну стійкість в помірних температурах, тугоплавкість і ряд інших важливих якостей - застосування сімдесят третього елемента досить широко. Найважливіші галузі застосування танталу - електронна техніка та машинобудування. Приблизно четверта частина світового виробництва танталу йде в електротехнічну та електровакуумну промисловість. У електроніці він використовується виготовлення електролітичних конденсаторів, анодів потужних ламп, сіток. У хімічній промисловості з танталу виготовляють деталі машин, що застосовуються у виробництві кислот, адже цей елемент має виняткову хімічну стійкість. Тантал не розчиняється навіть у такому хімічно агресивному середовищі, як царська горілка! У танталових тиглях плавлять метали, наприклад рідкоземельні. З нього виготовляють нагрівачі високотемпературних печей. Завдяки тому, що тантал не взаємодіє із живими тканинами організму людини і не шкодить їм, він застосовується у хірургії для скріплення кісток при переломах. Проте головним споживачем такого цінного металу є металургія (понад 45%). В останні роки тантал все частіше використовують як легуючий елемент у спеціальних сталях — надміцних, корозійностійких, жароміцних. Крім того, багато конструкційних матеріалів досить швидко втрачають теплопровідність: на їх поверхні утворюється окисна або сольова плівка, що погано проводить тепло. Конструкції з танталу та його сплавів із такими проблемами не стикаються. Окисна плівка, що утворюється на них, тонка і добре проводить тепло, до того ж має захисні антикорозійні властивості.

Цінність має як чистий тантал, а й його сполуки. Така висока твердість карбіду танталу використовується при виготовленні твердосплавного інструменту для швидкісного різання металу. Тантало-вольфрамові сплави надають жароміцності деталям, що виготовляються з них.

Біологічні властивості

Завдяки своїй високій біологічній сумісності - здатності уживатися з живими тканинами, не викликаючи роздратування та відторгнення організму - тантал знайшов широке застосування в медицині, головним чином у відновлювальній хірургії - для відновлення людського організму. Тонкі пластини з танталу застосовують при пошкодженнях черепної коробки - ними закривають проломи в черепі. Медиці відомий випадок, коли з танталової пластинки було зроблено штучне вухо, при цьому, шкіра, пересаджена зі стегна, прижилася настільки добре і швидко, що незабаром штучний орган не можна було відрізнити від сьогодення. Танталові нитки використовують при відновленні пошкодженої м'язової тканини. Танталові пластинки хірурги скріплюють стінки черевної порожнини після операцій. Навіть кровоносні судини можна з'єднати, для цього використовують скріпки з танталу. Мережі цього унікального матеріалу застосовують при виготовленні очних протезів. Нитками із цього металу замінюють сухожилля і навіть зшивають нервові волокна.

Не менш широко застосування п'ятиокису танталу Та 2 Про 5 - її суміш із невеликою кількістю триокису заліза запропоновано використовувати для прискорення згортання крові.

В останнє десятиліття розвивається нова галузь медицини, заснована на використанні близьких статичних електричних полів для стимулювання позитивних біологічних процесів в організмі людини. Причому електричні поля утворюються не за рахунок традиційних електротехнічних джерел енергії з мережним або акумуляторним електроживленням, а за рахунок електретних покриттів, що автономно функціонують (діелектрик, що зберігає тривалий час некомпенсований електричний заряд), нанесених на імплантати різного призначення, широко застосовувані в медицині.

В даний час позитивні результати застосування електретних плівок п'ятиокису танталу отримані в таких галузях медицини: щелепно-лицьова хірургія (використання імплантантів з покриттям з Та 2 Про 5 виключає виникнення запальних процесів, скорочує терміни приживлення імплантанта); ортопедична стоматологія (покриття протезів з акрилових пластмас плівкою з п'ятиокису танталу усуває всі можливі патологічні прояви, зумовлені непереносимістю акрилатів); хірургія (застосування електретного аплікатора при лікуванні дефектів шкірних покривів та сполучної тканини при тривало незагойних ранових процесах, пролежнях, нейротрофічних виразках, термічних ураженнях); травматологія та ортопедія (прискорення розвитку кісткової тканини при лікуванні переломів та хвороб опорно-рухової системи людини під дією статичного поля, створюваного плівкою електретного покриття).

Всі ці унікальні наукові розробки стали можливими завдяки науковій роботі фахівців із Санкт-Петербурзького Державного Електротехнічного Університету (ЛЕТІ).

Крім вище перерахованих областей, де вже застосовуються або впроваджуються унікальні покриття з п'ятиокису танталу, існують розробки, що знаходяться на початкових стадіях. До них відносяться розробки для наступних галузей медицини: косметологія (виготовлення матеріалу на основі покриттів із п'ятиокису танталу, який замінить «золоті нитки»); кардіохірургія (нанесення електретних плівок на внутрішню поверхню штучних кровоносних судин, що перешкоджає утворенню тромбів); ендопротезування (зниження ризику відторгнення протезів, що у постійній взаємодії з кістковою тканиною). Крім того, створюється хірургічний інструмент із покриттям з плівки п'ятиокису тантла.

Відомо, що тантал дуже стійкий щодо агресивних середовищ, про це свідчить низка фактів. Так при температурі 200 °C цей метал не схильний до впливу сімдесяти процентної азотної кислоти! У сірчаній кислоті при температурі 150 ° C корозії танталу також не спостерігається, а при 200 ° C метал корродує, але лише на 0,006 мм на рік!

Відомий випадок, коли на одному підприємстві, яке використовувало газоподібний хлористий водень, деталі з нержавіючої сталі виходили з ладу вже за кілька місяців. Проте, як тільки сталь була замінена на тантал, навіть найтонші деталі (товщиною 0,3...0,5 мм) виявилися практично безстроковими — термін служби їх збільшився до 20 років!

Тантал поряд з нікелем і хромом широко використовується як антикорозійне покриття. Їм покривають деталі найрізноманітніших форм і розмірів: тиглі, труби, листи, сопла ракет та багато іншого. Причому матеріал, на який наноситься танталове покриття, може бути найрізноманітнішим: залізо, мідь, графіт, кварц, скло та інші. Що найцікавіше — твердість танталового покриття вища за твердість технічного танталу в відпаленому вигляді втричі-вчетверо!

У зв'язку з тим, що тантал дуже цінний метал, пошуки його сировини продовжуються й у наші дні. Мінералоги виявили, що у звичайних гранітах, окрім інших цінних елементів, міститься і тантал. Спроба видобутку танталу з гранітних порід була в Бразилії, метал був отриманий, проте промислового масштабу такий видобуток не отримав — вкрай дорогим та складним виявився процес.

Сучасні електролітичні танталові конденсатори стабільні у роботі, надійні та довговічні. Мініатюрні конденсатори, виготовлені з цього матеріалу, що використовуються в різних електронних системах, крім перерахованих вище переваг, мають одну унікальну якість: вони можуть робити власний ремонт самостійно! Яким чином це відбувається? Припустимо, що від перепаду напруги, що виник, або з іншої причини, порушується цілісність ізоляції - миттєво в місці пробою знову утворюється ізолююча плівка оксиду, і конденсатор продовжує працювати, як ні в чому не бувало!

Безсумнівно, термін «розумний метал», що з'явився в середині XX століття, тобто метал, що допомагає працювати розумним машинам, по праву можна привласнити танталу.

У деяких областях тантал замінює, а іноді навіть конкурує із платиною! Так, у ювелірній роботі тантал часто замінює більш дорогий благородний метал при виготовленні браслетів, годинникових корпусів та інших ювелірних виробів. В іншій же області тантал успішно конкурує з платиною — стандартні аналітичні різновиди цього металу за якістю не поступаються платиновим.

Крім того, тантал заміняють дорожчий іридій у виробництві наконечників для пір'я автоматичних ручок.

Завдяки своїм унікальним хімічним властивостям, тантал знайшов застосування як матеріал для катодів. Так танталові катоди застосовують при електролітичному виділенні золота та срібла. Їхня цінність полягає в тому, що осад благородних металів можна змити з них царською горілкою, яка не завдає шкоди танталу.

Виразно можна говорити про той факт, що є щось символічне, якщо навіть не містичне в тому, що шведський хімік Екеберг, намагаючись наситити кислотами нову речовину, був уражений його «жагою» і дав новому елементу ім'я на честь міфічного лиходія, який убив власного сина і що зрадив богів. А через двісті років виявилося, що цей елемент здатний буквально «пошити» людину і навіть «замінити» їй сухожилля та нерви! Виходить, що мученик, що томиться в підземному царстві, викупаючи свою провину допомогою людині, намагається випросити прощення у богів.

Історія

Тантал - герой давньогрецьких міфів, лідійський чи фригійський цар, син Зевса. Розголосив таємниці олімпійських богів, викрав з їхнього бенкету амбросію і пригостив олімпійців стравою, приготовленою з тіла власного сина Пелопса, якого він і вбив. За свої злочини Тантал був засуджений богами на вічні муки голоду, спраги та страху в підземному царстві Аїда. З того часу він стоїть по горло в прозорій кришталево чистій воді, до його голови схиляються гілки під вагою стиглих плодів. Тільки не може вгамувати ні спрагу, ні голод - вода йде вниз, як тільки він намагається напитися, а гілки піднімає вітер, від рук голодного вбивці. Над головою Тантала нависає скеля, яка будь-якої миті може обрушитися, змушуючи нещасного грішника вічно мучитися від страху. Завдяки цьому міфу виникло вираз «танталові муки», що позначає нестерпні страждання, безтільні спроби звільнитися від мук. Мабуть, у ході невдалих спроб шведського хіміка Екеберга розчинити в кислотах «землю», відкриту ним у 1802 році, і виділити з неї новий елемент, саме цей вираз і спало йому на думку. Неодноразово вченому здавалося, що він близький до мети, але виділити новий метал у чистому вигляді йому так і не вдалося. Так виникла «мученицька» назва нового елемента.

Відкриття танталу тісно пов'язане з відкриттям іншого елемента - ніобію, який з'явився на світ роком раніше і спочатку отримав назву Колумбія, яку дав першовідкривач Гатчет. Цей елемент - двійник тантал близький йому за рядом властивостей. Саме ця близькість і ввела в оману хіміків, які після довгих суперечок дійшли помилкового висновку про те, що тантал та колумбій – один і той самий елемент. Ця помилка тривала більше сорока років, поки в 1844 відомий німецький хімік Генріх Розе, в ході повторного вивчення колумбітів і танталітів з різних родовищ, не довів, що колумбій - це самостійний елемент. Колумбій, що вивчається Гатчетом, був ніобієм з великим змістом танталу, що і ввело в оману вчений світ. На честь такої спорідненої близькості двох елементів Розе надав колумбію нову назву Ніобій - на честь дочки фригійського царя Тантала Ніобії. І хоча Розі також припустився помилки, нібито відкривши ще один новий елемент, який він назвав Пелопієм (на честь сина Тантала Пелопса), його роботи стали основою для суворої відмінності ніобію (колумбія) та танталу. Тільки, навіть після доказів Розе тантал і ніобій довгий час плутали. Так тантал називали колумбієм, у Росії колумбом. Гесс у своїх «Підставах чистої хімії» аж до їх шостого видання (1845) говорить лише про тантал, не згадуючи про Колумбію; у Двігубського (1824) зустрічається назва – танталій. Такі помилки і застереження зрозумілі - спосіб поділу танталу і ніобію розробили лише 1866 року швейцарським хіміком Мариньяком, бо як чистого елементарного танталу ще було: адже у чистому компактному вигляді цей метал вчені змогли отримати лише XX столітті. Першим, хто зміг отримати металевий тантал, був німецький хімік фон Болтон, а це сталося лише у 1903 році. Раніше, звичайно ж, робилися спроби одержання чистого металевого танталу, але всі старання хіміків були безуспішними. Наприклад, французький хімік Муассан отримав металевий порошок, на його твердження - чистий тантал. Однак цей порошок, отриманий відновленням п'ятиокису танталу Ta 2 O 5 вуглецем в електричній печі, не був чистим тантал, порошок містив 0,5% вуглецю.

У результаті детальне вивчення фізико-хімічних якостей сімдесят третього елемента стало можливим лише на початку двадцятого століття. Протягом кількох років тантал не знаходив практичного застосування. Лише 1922 р. його змогли використати у випрямлячах змінного струму.

Знаходження у природі

Середній вміст сімдесят третього елемента в земній корі (кларк) 2,5 10 -4 % за масою. Тантал характерний елемент кислих порід — гранітних та осадових оболонок, у яких його середній вміст досягає 3,5∙10 -4 %, що стосується ультраосновних та основних порід – верхні ділянки мантії та глибинні частини земної кори, то концентрація танталу там значно нижча: ,8∙10 -6%. У породах магматичного походження тантал розсіяний, як і у біосфері, оскільки изоморфен з багатьма хімічними елементами.

Незважаючи на малий вміст танталу в земній корі, дуже поширене його мінералів - їх налічується більше сотні, як власне мінералів танталу, так і руд, що містять тантало, всі вони утворилися у зв'язку з магматичною діяльністю (танталіт, колумбіт, лопарит, пірохлор та інші). У всіх мінералах супутником танталу є ніобій, що пояснюється надзвичайною хімічною схожістю елементів та майже однаковими розмірами їх іонів.

Власне танталові руди мають співвідношення Ta 2 O 5 Nb 2 O 5 ≥1. Головними мінералами танталових руд є колумбіт-танталіт (зміст Ta 2 O 5 30-45 %), танталіт та манганотанталіт (Ta 2 O 5 45-80 %), воджиніт (Ta, Mn, Sn) 3 O 6 (Ta 2 O 5 60-85 %), мікроліт Ca 2 (Ta, Nb) 2 O 6 (F, OH) (Ta 2 O 5 50-80 %) та інші. Танталіт (Fe, Mn)(Ta, Nb) 2 O 6 має кілька різновидів: ферротанталіт (FeO>MnO), манганотанталіт (MnO>FeO). Танталіт буває різних відтінків від чорного до червоно-коричневого. Головними мінералами тантало-ніобієвих руд, з яких поряд з ніобієм витягують значно дорожчий тантал - це колумбіт (Ta 2 O 5 5-30 %), танталсодержащий пірохлор (Ta 2 O 5 1-4 %), лопарит (Ta 2 O 5 0,4-0,8 %), гатчеттоліт (Ca, Tr, U) 2 (Nb, Ta) 2 O 6 (F, OH)∙nH 2 O (Ta 2 O 5 8-28 %), іксіоліт (Nb , Ta, Sn, W, Sc) 3 O 6 та деякі інші. Тантало-ніобати, що містять U, Th, TR, метаміктні, сильно радіоактивні та містять змінну кількість води; Звичайні поліморфні модифікації. Тантало-ніобати утворюють дрібну вкрапленість, великі виділення рідкісні (кристали типові переважно для лопариту, пірохлору та колумбіт-танталіту). Забарвлення чорне, темно-буре, буро-жовте. Зазвичай напівпрозорі або слабко просвічують.

Відрізняється кілька основних промислових та генетичних типів родовищ танталових руд. Редкометальні пегматити натро-літієвого типу представлені зональними житловими тілами, що складаються з альбіту, мікрокліну, кварцу, меншою мірою спідумена або петаліту. Рідкометальні тантоносні граніти (апограніти) представлені невеликими штоками та куполами мікроклін-кварц-альбітових гранітів, часто збагачених топазом та літієвими слюдами, що містять тонку вкрапленість колумбіту-танталіту та мікроліту. Кори вивітрювання, делювіально-алювіальні та алювіальні розсипи, що виникають у зв'язку з руйнуванням пегматитів, містять каситерит та мінерали групи колумбіту-танталіту. Лопаритсодержащие нефелінові сієніти складу луявритів, фойялітів.

Крім того, у промислове використання залучаються родовища комплексних тантало-ніобієвих руд, представлених карбонатитами та асоціюючими з ними форстерит-апатит-магнетитовими породами; мікроклін-альбітовими рибекитовими лужними гранітами та граносієнітами та іншими. Деяка кількість танталу витягується з вольфрамітів грейзенових родовищ.

Найбільші родовища титанових руд розташовані в Канаді (Манітоба, Бернік-Лейк), Австралії (Грінбушес, Пілбара), Малайзії та Тайланді (танталовмісні олов'яні розсипи), Бразилії (Параїба, Ріу-Гранді-ду-Нортані), ряді Нігерія, Південна Родезія).

Застосування

Тантал знайшов своє технічне застосування досить пізно - на початку XX століття його використовували як матеріал для ниток розжарювання електроламп, що обумовлювалося такою якістю цього металу, як тугоплавкість. Однак незабаром він втратив своє значення в цій галузі, витіснений менш дорогим і тугоплавким вольфрамом. Знову тантал став «технічно непридатним» аж до двадцятих років XX століття, коли його стали використовувати у випрямлячах змінного струму (тантал, покритий окисною плівкою, пропускає струм лише в одному напрямку), а ще через рік — у радіолампах. Після чого метал отримав визнання і незабаром став завойовувати нові і нові галузі промисловості.

Сьогодні тантал завдяки своїм унікальним властивостям використовується в електроніці (виробництво конденсаторів високої питомої ємності). Приблизно четверта частина світового виробництва танталу йде в електротехнічну та електровакуумну промисловість. Завдяки високій хімічній інертності, як самого танталу, так і його окисної плівки, електролітичні танталові конденсатори дуже стабільні в роботі, надійні та довговічні: термін їхньої служби може досягати понад дванадцять років. У радіотехніці тантал використовується у радіолокаційній апаратурі. Міні конденсатори з танталу використовують у передавачах радіостанцій, радарних установках та інших електронних системах.

Основний споживач танталу - металургія, що використовує понад 45% виробленого металу. Тантал активно використовують як легуючий елемент у спеціальних сталях — надміцних, корозійностійких, жароміцних. Добавка цього елемента до звичайних хромистих сталей підвищує їхню міцність і зменшує крихкість після гарту та відпалу. Виробництво жароміцних сплавів – велика необхідність для ракетної та космічної техніки. У тих випадках, коли сопла ракет охолоджуються рідким металом, здатним викликати корозію (літієм або натрієм), без сплаву танталу з вольфрамом просто неможливо обійтись. Крім того, із жароміцних сталей виготовляють нагрівачі високотемпературних вакуумних печей, підігрівачів, мішалок. Карбід танталу (температура плавлення 3880 °C) застосовується у виробництві твердих сплавів (суміші карбідів вольфраму та танталу — марки з індексом ТТ, для важких умов металообробки та ударно-поворотного буріння найміцніших матеріалів (камінь, композити).

Сталі, леговані танталом, мають широке застосування, наприклад у хімічному машинобудуванні. Адже такі сплави мають виняткову хімічну стійкість, вони пластичні, жаростійкі та жароміцні, саме завдяки цим властивостям тантал став незамінним конструкційним матеріалом для хімічної промисловості. Танталову апаратуру застосовують у виробництві багатьох кислот: соляної, сірчаної, азотної, фосфорної, оцтової, а також брому, хлору та перекису водню. З нього виготовляють змійовики, дистилятори, клапани, мішалки, аератори та багато інших деталей хімічних апаратів. Іноді апарати цілком. Танталові катоди застосовують при електролітичному виділенні золота та срібла. Перевага цих катодів полягає в тому, що осад золота і срібла можна змити з них царською горілкою, яка не завдає шкоди танталу.

Крім того, тантал використовують у приладобудуванні (рентгенівська апаратура, контрольний інструмент, діафрагми); у медицині (матеріал для відновлювальної хірургії); в ядерній енергетиці - як теплообмінник для ядерно-енергетичних систем (тантал найбільш з усіх металів стійкий у перегрітих розплавах і парах цезію-133). Висока здатність танталу поглинати гази використовується для підтримки глибокого вакууму (електровакуумні прилади).

Останні роки тантал використовується як ювелірний матеріал, у зв'язку з його здатністю утворювати на поверхні міцні плівки оксиду будь-якого кольору.

Широке застосування знаходять і з'єднання танталу. П'ятиокис танталу використовується в атомній техніці для варіння скла, що поглинає гамма-випромінювання. Фтортанталат калію використовують як каталізатор у виробництві синтетичного каучуку. У цій же ролі виступає п'ятиокис танталу при отриманні бутадієну з етилового спирту.

Виробництво

Відомо, що руди, що містять тантал, рідкісні і бідні саме цим елементом. Основна сировина для виробництва танталу та його сплавів — танталітові та лопаритові концентрати, що містять лише 8 % Та 2 Про 5 і більше 60 % Nb 2 O 5 . Крім того, в переробку йдуть навіть ті руди, які містять лише соті частки відсотка (Та, Nb) 2 O 5 !

Технологія виробництва танталу досить складна і здійснюється у три стадії: розтин або розкладання; відділення танталу від ніобію та отримання їх чистих хімічних сполук; відновлення та рафінування танталу.

Розтин танталового концентрату, інакше кажучи, вилучення танталу з руд здійснюється за допомогою лугів (сплавлення) або за допомогою плавикової кислоти (розкладання) або суміші плавикової та сірчаної кислот. Після чого переходять до другої стадії виробництва - екстракційне вилучення та поділ танталу та ніобію. Остання задача дуже складна через схожість хімічних властивостей цих металів і майже однаковий розмір їх іонів. До недавніх пір метали розділяли лише способом, запропонованим ще в 1866 швейцарським хіміком Мариньяком, який скористався різною розчинністю фтортанталату і фторніобату калію в розведеній плавиковій кислоті. У сучасній промисловості використовується кілька способів поділу танталу та ніобію: екстракція органічними розчинниками, вибіркове відновлення п'ятихлористого ніобію, дробова кристалізація комплексних фтористих солей, поділ за допомогою іонообмінних смол, ректифікація хлоридів. В даний час найчастіше використовуваний спосіб поділу (він же і найдосконаліший) - екстракція з розчинів фтористих сполук танталу та ніобію, що містять плавикову та сірчану кислоти. При цьому також відбувається очищення танталу та ніобію від домішок інших елементів: кремнію, титану, заліза, марганцю та інших супутніх елементів. Що ж до лопаритових руд, їх концентрати переробляються хлорним методом, з отриманням конденсату хлоридів танталу і ніобію, які поділяють надалі методом ректифікації. Поділ суміші хлоридів складається з наступних стадій: попередня ректифікація (відбувається відділення хлоридів танталу і ніобію від супутніх домішок), основна ректифікація (з одержанням чистого NbCl 5 і концентрату TaCl 5) і завершальна ректифікація тантал. Після поділом споріднених металів відбувається осадження і очищення танталової фази з отриманням фтортанталата калію підвищеної чистоти (з використанням KCl).

Металевий тантал отримують шляхом відновлення його з'єднань високої чистоти, навіщо можливе застосування кількох способів. Це або відновлення танталу з пентооксиду сажею при температурі 1800-2000 ° C (карботермічний спосіб), або відновлення натрієм фтортанталату калію при нагріванні (натрієтермічний спосіб), або електрохімічне відновлення з розплаву, що містить фтортанталат калію та оксид танталу ( Так чи інакше, одержують метал у порошкоподібному вигляді з чистотою 98-99%. Щоб отримати метал у зливках, його спікають у вигляді попередньо спресованих із порошку заготовок. Спікання відбувається за допомогою пропускання струму при температурі 2500-2700 °C або нагріванням у вакуумі при 2200-2500 °C. Після цього чистота металу значно збільшується, стаючи рівною 99,9—99,95 %.

Для подальшого рафінування та отримання танталових зливків використовують електровакуумну плавку в дугових печах з витрачається електродом, а для більш глибокого рафінування застосовують електронно-променеву плавку, яка значно знижує вміст у танталі домішок, підвищує його пластичність і знижує температуру переходу в крихкий стан. Тантал такої чистоти зберігає високу пластичність за температур, близьких до абсолютного нуля! Поверхню зливка з танталу оплавляють (для надання необхідних показників по поверхні зливка) або обробляють на токарному верстаті.

Фізичні властивості

Тільки на початку XX століття вчені отримали в свої руки чистий металевий тантал і змогли детально вивчити властивості цього світло-сірого металу з синюватим свинцевим відтінком. Якими ж властивостями володіє цей елемент? Визначено, тантал - важкий метал: його щільність 16,6 г/см 3 при 20 °C (для порівняння у заліза щільність 7,87 г/см 3 щільність свинцю - 11,34 г/см 3) і для транспортування одного кубометра даного елемента знадобилося б шість тритонних вантажівок. Висока міцність і твердість поєднуються у ньому із відмінними пластичними характеристиками. Чистий тантал добре піддається механічній обробці, легко штампується, переробляється в найтонші листи (товщиною близько 0,04 мм) та дріт (модуль пружності танталу 190 Гн/м 2 або 190 10 2 кгс/мм 2 при 25 °С). На холоді метал піддається обробці без значної наклепу, піддається деформації зі ступенем стиснення 99% без проміжного випалу. Перехід танталу з пластичного стану в тендітний не спостерігається навіть при його охолодженні -196 °C. Межа міцності при розтягуванні відпаленого танталу високої чистоти 206 Мн/м 2 (20,6 кгс/мм 2) за 27 °C та 190 Мн/м 2 (19 кгс/мм 2) за 490 °C; відносне подовження 36% (при 27°С) та 20% (при 490°С). Тантал має кубічні об'ємноцентровані грати (а = 3,296 A); атомний радіус 1,46 A, іонні радіуси Та 2+ 0,88 A, Та 5+ 0,66 A.

Як говорилося раніше - тантал дуже твердий метал (твердість по Брінеллю листового танталу у відпаленому стані становить 450-1250 МПа, у деформованому стані 1250-3500 МПа). Більш того, можна підвищити твердість металу шляхом додавання до нього ряду домішок, наприклад вуглецю або азоту (твердість по Брінеллю танталового листа після поглинання газів при нагріванні збільшується до 6000 МПа). У результаті домішки застосування сприяють підвищенню жорсткості по Брінеллю, тимчасового опору, межі плинності, але знижують властивості пластичності і підсилюють холодноламкість, простіше кажучи - роблять метал тендітним. Інші характерні риси сімдесят третього елемента - його висока теплопровідність, при 20-100 ° C ця величина становить 54,47 вт/(м∙К) або 0,13 кал/(см·сек·°С) та тугоплавкість (можливо, саме важлива фізична властивість танталу) - він плавиться майже при 3000 ° C (точніше, при 2996 ° C), поступаючись у цьому лише вольфраму і ренію. Температура кипіння тантал також надзвичайно висока: 5 300 °C.

Що стосується інших фізичних властивостейтантала, то його питома теплоємність при температурах від 0 до 100 ° C становить 0,142 кдж / (кг К) або 0,034 кал / (г ° С); температурний коефіцієнт лінійного розширення танталу 8,0 · 10 -6 (при температурах 20-1500 ° С). Питомий електроопір сімдесят третього елемента при 0 ° С 13,2 · 10 -8 ом · м, при 2000 ° С 87 · 10 -8 ом · м. При 4,38 К метал стає надпровідником. Тантал парамагнітний, питома магнітна сприйнятливість 0,849 10 -6 (при 18 ° С).

Отже, тантал має унікальний комплекс фізичних властивостей: високим коефіцієнтом теплопередачі, високою здатністю поглинати гази, жароміцністю, тугоплавкістю, твердістю, пластичністю. Крім того, його відрізняє висока міцність – він добре піддається обробці тиском усіма існуючими методами: кування, штампування, прокатка, волочіння, скручування. Тантал характеризується гарною зварюваністю (зварювання та паяння в середовищі аргону, гелію, або у вакуумі). Крім того, тантал має виняткову хімічну і корозійну стійкість (з утворенням анодної плівки), низьким тиском пари і невеликою роботою виходу електронів і, до того ж, він чудово уживається з живою тканиною організму.

Хімічні властивості

Безперечно, одна з найцінніших властивостей танталу — його виняткова хімічна стійкість: у цьому відношенні він поступається лише благородним металам, та й то не завжди. Він стійкий до соляної, сірчаної, азотної, фосфорної та органічних кислот усіх концентрацій (аж до температури 150 °С). За своєю хімічною стійкістю тантал подібний до скла - нерозчинний у кислотах та їх сумішах, його не розчиняє навіть царська горілка, проти якої безсилі золото і платина та низка інших цінних металів. Сімдесят третій елемент розчинний лише у суміші плавикової та азотної кислот. Причому реакція з плавиковою кислотою відбувається лише з пилом металу та супроводжується вибухом. Навіть у гарячих соляній та сірчаній кислотах тантал більш стійкий, ніж його брат-близнюк ніобій. Однак до впливу лугів тантал менш стійкий – гарячі розчини їдких лугів роз'їдають метал. Солі танталових кислот (танталати) виражаються загальною формулою: xMe 2 O·yТа 2 Про 5 ·H 2 O, до них відносяться метатанталати МеТаО 3 , ортотанталати Ме 3 ТаО 4 , солі типу Me 5 TaO 5 де Me - лужний метал; у присутності перекису водню утворюються також пертанталати. Найбільш важливі танталати лужних металів - КТаО 3 і NaTaO 3; ці солі - сегнетоелектрики.

Про високу корозійну стійкість танталу говорить і його взаємодія з киснем повітря, а точніше висока стійкість проти цього впливу. Метал починає окислюватися лише за 280 °С, покриваючись захисною плівкою Ta 2 O 5 (пентаоксид танталу — єдиний стабільний окис металу), що захищає метал від дії хімічних реагентів та перешкоджає протіканню електричного струму від металу до електроліту. Однак з підвищенням температури до 500 ° С оксидна плівка поступово стає пористою, розшаровується та відокремлюється від металу, позбавляючи поверхню захисного шару від корозії. Тому доцільно гарячу обробку тиском проводити у вакуумі, тому що на повітрі метал окислюється на значну глибину. Присутність азоту і кисню збільшує твердість і міцність танталу, одночасно знижуючи його пластичність і роблячи метал тендітним, причому, як говорилося раніше, з киснем тантал утворює твердий розчин і оксид Ta 2 O 5 (зі збільшенням вмісту O 2 в танталі відбувається різке підвищення властивостей міцності і сильне зниження пластичності та корозійної стійкості). З азотом тантал реагує з утворенням трьох фаз – твердий розчин азоту в танталі, нітриди танталу: Ta 2 N та TaN – в інтервалі температур від 300 до 1100 °С. Позбутися азоту та кисню в танталі можливо в умовах високого вакууму (при температурах вище 2000 °С).

З воднем тантал реагує слабко до нагрівання до 350 °З, швидкість реакції значно зростає лише з 450 °З (утворюється гідрид танталу і тантал стає крихким). Позбутися водню допомагає все те ж нагрівання у вакуумі (понад 800 ° С), при якому відбувається відновлення механічних властивостей танталу, а водень повністю видаляється.

Фтор діє на тантал вже за кімнатної температури, фтористий водень також вступає у реакцію з металом. Сухі хлор, бром та йод мають хімічну дію на тантал при температурі 150 °С і вище. Активно взаємодіяти з металом хлор починає за нормальної температури 250 °З, бром і йод за нормальної температури 300 °З. З вуглецем у танталу починається взаємодія при дуже високих температурах: 1200-1400 ° С, при цьому відбувається утворення тугоплавких карбідів танталу, які дуже стійкі до кислот. З бором тантал сполучається в бориди - тверді тугоплавкі сполуки, стійкі до дії царської горілки. З багатьма металами тантал утворює безперервні тверді розчини (молібден, ніобій, титан, вольфрам, ванадій та інші). Із золотом, алюмінієм, нікелем, бериллієм та кремнієм тантал утворює обмежені тверді розчини. Не утворює жодних сполук тантал із магнієм, літієм, калієм, натрієм та деякими іншими елементами. Чистий тантал стійкий до дії багатьох рідких металів (Na, K, Li, Pb, до сплавів U-Mg та Pu-Mg).

Тантал - це розумний вибір для всіх сфер застосування, де потрібна висока корозійна стійкість. Хоча тантал і не відноситься до шляхетних металів, він порівняний з ними за своєю хімічною стійкістю. Крім того, тантал легко піддається формуванню навіть при температурі нижче за кімнатну завдяки своїй об'ємноцентрованій кубічній кристалічній структурі. Висока корозійна стійкість танталу робить його цінним матеріалом для використання в різних хімічних середовищах. Ми використовуємо наш «неподатливий» матеріал, наприклад, для теплообмінників для сектору приладобудування, завантажувальних піддонів для будівництва печей, імплантатів для медичної техніки та компонентів конденсаторів для електронної промисловості.

Гарантована чистота

Ви можете бути впевненими у якості нашої продукції. Ми виготовляємо наші продукти з танталу самі – від металевого порошку до готового продукту. Як вихідний матеріал ми використовуємо тільки чистий танталовий порошок. Тож ми гарантуємо вам надзвичайно високу чистоту матеріалу.

Ми гарантуємо якість чистоти спеченого танталу - 99,95 % (чистота металу без ніобію). Згідно з хімічними аналізами, залишковий вміст складається з наступних елементів:

Ми гарантуємо якість чистоти танталуотриманого шляхом плавки - 99,95 % (чистота металу без ніобію) Згідно з хімічними аналізами, залишковий вміст складається з наступних елементів:

Присутність Сr(VI) та органічних домішок виключено виробничим процесом (багатократна термообробка при температурі вище 1000 °C в атмосфері високого вакууму). * Вихідна величина.

Матеріал із особливими талантами

Наскільки унікальні властивості нашого танталу, настільки ж специфічні та сфери його застосування у промисловості. Нижче ми коротко представимо вам дві з них:

Індивідуально підібрані хімічні та електричні властивості.

Завдяки надзвичайно дрібній мікроструктурі тантал є ідеальним матеріалом для виробництва ультратонкого дроту з бездоганною виключно чистою поверхнею для використання в танталових конденсаторах. Ми можемо з високим ступенем точності визначати хімічні, електричні та механічні властивості такого дроту. Так, ми забезпечуємо нашим клієнтам індивідуально підібрані та стабільні властивості компонентів, які ми постійно розвиваємо та покращуємо.

Чудова стійкість та висока пластичність у холодному стані

Чудова стійкість у поєднанні з відмінною формованістю та зварюваністю роблять тантал ідеальним матеріалом для теплообмінників. Наші танталові теплообмінники винятково стабільні та стійкі в цілому ряду агресивних середовищ. Маючи багаторічний досвід обробки танталу, ми також можемо виготовляти продукти складної геометрії, що точно відповідають вашим вимогам.

Чистий тантал чи все ж таки сплав?

Ми оптимально готуємо наш тантал до будь-яких застосувань. За допомогою різних елементів, що легують, ми можемо змінювати наступні властивості вольфраму:

• Фізичні властивості(наприклад, температура плавлення, тиск пари, щільність, електропровідність, теплопровідність, теплове розширення, теплоємність)
• механічні властивості(наприклад, міцність, механізм руйнування, пластичність)
• Хімічні властивості(наприклад, корозійна стійкість, травність)
• оброблюваність(наприклад, машинна обробка, формуваність, зварюваність)
• структура та характеристики рекристалізації(наприклад, температура рекристалізації, схильність до появи крихкості, ефект старіння, розмір зерен)

І це ще не все: використовуючи наші спеціальні технології виробництва, ми можемо змінювати різні інші властивості танталу у широкому діапазоні. Результат: дві різні технології виробництва танталу і сплави, що мають різні властивості, що точно відповідають вимогам конкретного застосування.

Тантал, одержаний спіканням (TaS).

Чистий тантал, отриманий спіканням, і чистий тантал, отриманий плавкою, володіють такими загальними характеристиками:

• висока температура плавлення, що становить 2996 °C
• чудова пластичність у холодному стані
• рекристалізація при температурі від 900 до 1450 °C (залежно від ступеня деформації та чистоти)
• чудова стійкість у водних розчинах та розплавах металів
• надпровідність
• високий рівень біологічної сумісності

Коли має бути надзвичайно важка робота, допоможе наш тантал, отриманий спіканням: завдяки методу порошкової металургії, який ми використовуємо. тантал, отриманий спіканням, (TaS) має надзвичайно дрібнозернисту структуру і високу чистоту. У зв'язку з цим матеріал і відрізняється високою якістю поверхніта хорошими механічними властивостями.

Для використання в конденсаторахми рекомендуємо один з різновидів нашого танталу з надзвичайно високою якістюповерхні ( TaK). Такий тантал використовується у вигляді дроту у танталових конденсаторах. Високу ємність, низький струм витоку та низький опір можна гарантувати лише тоді, коли використовується дріт, що не має дефектів та домішок.

Тантал, отриманий плавкою (TaM)

Не завжди потрібно краще з кращого. Тантал, отриманий плавкою, (TaM), як правило, більш економічнийу виробництві, ніж тантал, отриманий спіканням, яке якості достатньо для багатьох сфер застосування. Однак цей матеріал не такий дрібнозернистий та однорідний, як тантал, отриманий спіканням. Просто зв'яжіться із нами. Ми будемо раді вас проконсультувати.

Стабілізований тантал (TaKS)

Ми легуємо наш спечений стабілізований тантал кремніємщо дозволяє запобігти росту зерен навіть за високої температури. Це робить наш тантал придатним для використання навіть за дуже високої температури. Дрібнозерниста мікроструктура залишається стабільною навіть після відпалу при температурі до 2000 °C. Цей процес дозволяє зберегти чудові механічні властивості матеріалу, такі як його пластичність та міцність. Стабілізований тантал у вигляді дроту або аркушів ідеально підходить для виробництва танталових анодів методом спікання або використання в секторі будівництва печей.

Тантал-вольфрам (TaW) відрізняється хорошими механічними властивостями та чудовою корозійною стійкістю. Ми додаємо від 2,5 до 10 відсотків за вагою вольфраму у чистий тантал. Хоча отриманий метал в 1,4 рази міцнішечистого танталу, його легко обробляти за температури до 1600 °C. Тому наш сплав TaW особливо добре підходить для теплообмінників та нагрівальних елементів, що використовуються у хімічній промисловості.

Хороший у всіх відносинах. Характеристики танталу.

Тантал належить до групи тугоплавких металів. Тугоплавкі метали мають температуру плавлення вище за температуру плавлення платини (1772 °C). Енергія, що пов'язує окремі атоми, є надзвичайно високою. Висока температура плавлення тугоплавких металів поєднується з низьким тиском пари. Тугоплавкі метали також відрізняються високою щільністю та низьким коефіцієнтом теплового розширення.

У періодичної таблиці тантал перебуває у тому періоді, як і вольфрам. Як і вольфрам, тантал має дуже високу густину - 16,6 г/см 3 . Проте, на відміну вольфраму, тантал стає крихким під час виробничих операцій з участю водневої атмосфери. Тому матеріал виготовляється у високому вакуумі.

Тантал, безсумнівно, є найбільш стійким із тугоплавких металів. Він стійкий у всіх кислотах і основах і має вкрай специфічні властивості:

Термофізичні властивості

Тугоплавкі метали, як правило, мають низький коефіцієнт теплового розширенняі відносно високу щільність. Це стосується і танталу. Хоча теплопровідність танталу нижче, ніж у вольфраму та молібдену, матеріал має більш високий коефіцієнт теплового розширення, ніж багато інших металів.

Теплофізичні властивості танталу змінюються за зміни температури. На графіках нижче показані криві зміни найважливіших змінних:

Механічні властивості

Навіть малі кількості таких елементів, що утворюють твердий розчин застосування, як кисень, азот, водень і вуглець, можуть змінити механічні властивості танталу. Крім того, для зміни його механічних властивостей використовуються такі фактори як чистота металевого порошку, технологія виробництва (спікання або плавка), ступінь холодної обробки і тип термічної обробки.

Як і вольфрам та молібден, тантал має об'ємноцентровану кубічну кристалічні ґрати. Температура тендітного переходу танталу становить -200 °C, що значно нижче кімнатної температури. Завдяки цьому метал дуже легко піддається формуванню. У процесі холодної обробки підвищується межа міцності та твердість металу, але одночасно знижується подовження при розриві. Хоча матеріал втрачає пластичність, він не стає крихким.

Термостійкістьматеріалу нижче, ніж у вольфраму, але можна порівняти з термостійкістючистий молібден. Для підвищення термостійкості ми додаємо до нашого танталу тугоплавкі метали, наприклад, вольфрам.

Модуль пружності тантала нижче, ніж у вольфраму та молібдену, і порівняти з модулем пружності чистого заліза. Модуль пружності знижується у разі підвищення температури.

Механічні властивості

Завдяки високій пластичності тантал оптимально підходить для формувальних процесів, таких як згинання, штампування, пресування або глибока витяжка. Тантал важко піддається машинної обробки. Стружка погано відокремлюється. З цієї причини ми рекомендуємо використовувати стружковідвідні сходи. Тантал відрізняється чудовою зварюваністюу порівнянні з вольфрамом та молібденом.

У вас є питання щодо механічної обробки тугоплавких металів? Ми будемо раді допомогти вам, використовуючи наш багаторічний досвід.

Хімічні властивості

Оскільки тантал є стійким до будь-яких типів хімічних речовин, цей матеріал часто порівнюють із дорогоцінними металами. Однак у термодинамічному відношенні тантал є основним металом, який може утворювати стабільні з'єднання з широким спектром елементів. При дії повітря тантал утворює дуже щільний оксидний шар(Ta 2 O 5), який захищає основний матеріал від агресивної дії. Цей оксидний шар робить тантал стійким до корозії.

При кімнатній температурі тантал не є стійким лише в наступних неорганічних речовин: концентрована сірчана кислота, фтор, фтороводород, фтористоводнева кислота та розчини кислот, що містять іони фтору. Лужні розчини, розплавлений гідроксид натрію та гідроксид калію також надають хімічну дію на тантал. У той самий час матеріал стійкий у водному розчині аміаку. Якщо тантал піддається хімічному впливу, водень проникає в його кристалічні ґрати, і матеріал стає крихким. Корозійна стійкість танталу поступово знижується у разі підвищення температури.

Тантал є інертним по відношенню до багатьох розчинів. Однак, якщо тантал піддається впливу змішаного розчину, його корозійна стійкість може знизитися, навіть якщо він стійкий в окремих компонентах такого розчину. У вас є складні питання щодо корозії? Ми будемо раді допомогти вам, використовуючи наш досвід та нашу власну лабораторію з дослідження корозії.

Тантал стійкий у деяких розплавах металів, таких як Ag, Bi, Cd, Cs, Cu, Ga, Hg, K, Li, Mg, Na і Pb, за умови, що ці розплави містять малу кількість кисню. Однак цей матеріал піддається впливу Al, Fe, Be, Ni та Co.

Коли неблагородний метал, наприклад тантал, вступає в контакт із благородними металами, наприклад платиною, дуже швидко виникає хімічна реакція. У зв'язку з цим необхідно враховувати реакцію танталу з іншими матеріалами, присутніми в системі, особливо за високої температури.

Тантал не входить у реакцію з інертними газами. З цієї причини інертні гази високої чистоти можуть використовуватися як захисні гази. Однак при підвищенні температури тантал активно вступає в реакцію з киснем або повітрям та може поглинати велику кількість водню та азоту. Це робить матеріал тендітним. Усунути ці домішки дозволяє відпал танталу у високому вакуумі. Водень зникає за нормальної температури 800 °C, а азот - при 1700 °C.

У високотемпературних печах тантал може вступати у реакцію з деталями конструкції, виготовленими із тугоплавких оксидів або графіту. Навіть дуже стійкі оксиди, такі як оксид алюмінію, магнію або цирконію, можуть відновлюватися при високій температурі, якщо вони вступають в контакт з танталом. При контакті з графітом може утворюватися карбід танталу, що призводить до підвищення крихкості танталу. Хоча зазвичай тантал можна легко комбінувати з іншими тугоплавкими металами, наприклад молібденом або вольфрамом, він може вступати в реакцію з гексагональним нітридом бору і нітридом кремнію.

У таблиці нижче вказано корозійну стійкість матеріалу по відношенню до термостійких матеріалів, що використовуються при будівництві промислових печей. Вказані граничні температури дійсні для вакууму. При використанні захисного газу ці температури приблизно на 100–200 °C нижчі.