Kui on vaja suurt korrosioonikindlust, on tantaal mõistlik. Keemilise vastupidavuse poolest sarnaneb tantaal väärismetallidega, hoolimata sellest, et ta ei kuulu nende hulka. Lisaks on tantaaliga, vaatamata kehakesksele kuubikujulisele kristallstruktuurile, eriti lihtne töödelda ümbritsevast temperatuurist palju madalamal temperatuuril. Seetõttu on see kasulik metall mitmesugustel tööstuslikel eesmärkidel. Meie uskumatult vastupidavat materjali kasutatakse laia valiku esemete, näiteks pooltoodete, meditsiinitehnoloogiliste implantaatide, ahjude ehitusdetailide ja ioonide implanteerimise osade loomiseks.
Faktid tantaali kohta
| Aatomnumber | 73 |
| CAS number | 7440-25-7 |
| Aatommass | 180,95 [g/mol] |
| Sulamispunkt | 2996 kraadi |
| Keemispunkt | 5458 kraadi |
| Tihedus 20 kraadi juures | 16,65 [g/cm3] |
| Kristalli struktuur | Kehakeskne kuup |
| Lineaarse soojuspaisumise koefitsient 20 kraadi juures | 6.4 × 10-6[m/(mK)] |
| Soojusjuhtivus 20 kraadi juures | 57,5 [W/(mK)] |
| Erisoojus 20 kraadi juures | 0.14 [J/(gK)] |
| Elektrijuhtivus 20 kraadi juures | 8.0 × 106 [S/m] |
| Elektriline eritakistus 20 kraadi juures | 0.125 [(Ωmm2)/m] |
Millised on tantaali füüsikalised omadused?
Tulekindlaid metalle iseloomustab üldiselt suur tihedus ja madal soojuspaisumise koefitsient. Sama kehtib ka tantaali kohta. Tantaali soojusjuhtivus on aga madalam kui molübdeenil ja volframil. Tantaali termofüüsikalised omadused sõltuvad temperatuurist. Võtmemuutujate kõverad on kujutatud allolevatel diagrammidel:
Millised on tantaali mehaanilised omadused?
Tantaali mehaanilisi omadusi võivad muuta sekkuvad elemendid, sealhulgas süsinik, vesinik, lämmastik ja hapnik, isegi väikestes kogustes. Selle mehaanilisi omadusi mõjutavad lisaks kasutatud kuumtöötluse tüüp, deformatsiooniaste ja tootmisprotsess.
Tantaali kristallstruktuur on kehakeskne kuupkujuline, täpselt nagu volframil ja molübdeenil. Hapra-plastilise ülemineku temperatuur on -200 kraadi, mis on oluliselt madalam kui ümbritseva õhu temperatuur. Järelikult on metalliga töötamine üsna lihtne. Suurenenud vormimine toob kaasa materjali purunemisvenivuse vähenemise, suurendades samal ajal selle tõmbetugevust ja kõvadust. Kuid aine ei purune kergesti.
Materjali stabiilsus kõrgel temperatuuril on võrreldav puhta molübdeeni omaga, kuid see on madalam kui volframil. Lisame oma tantaalisulamile tulekindlaid metalle nagu volfram, et parandada selle stabiilsust kõrgetel temperatuuridel.
Tantaali elastsusmoodul on sarnane puhtale rauale ja on madalam kui volframil ja molübdeenil. Temperatuur tõuseb elastsusmooduli vähenemisega.
Tantaal on oma suure elastsuse tõttu hea materjal laastuvaba vormimise tehnikate jaoks, nagu painutamine, stantsimine, pressimine ja sügavtõmbamine. Tantaal kujutab töötlusmeetodite kasutamisel märkimisväärset väljakutset. Laastud ei purune ideaalselt. Sel põhjusel soovitame kasutada laastumurdjaid. Tantaal on palju paremini keevitatav kui molübdeen ja volfram.
Kas teil on tulekindlate metallide mehaanilise töötlemise kohta päringuid? Kasutaksime teid hea meelega oma aastatepikkuseid teadmisi.
Milline on tantaali keemiline käitumine?
Tantaali võrreldakse sageli väärismetallidega, kuna see on vastupidav igasugustele kemikaalidele. Sellegipoolest on tantaal termodünaamilises mõttes mitteväärismetall ja võib kombineerida paljude elementidega, et tekitada stabiilseid ühendeid. Tantaal tekitab õhu juuresolekul äärmiselt paksu oksiidikihi (Ta2O5), mis kaitseb alusmaterjali keemiliste kahjustuste eest. Selle oksiidikihi tõttu on tantaal seetõttu korrosioonikindel.
Ainsad anorgaanilised ained, millele tantaal normaaltemperatuuril vastupidav ei ole, on vesinikfluoriidhape, vesinikfluoriid, fluor ja fluoriidiioone sisaldavad happelahused. Tantaali ründavad ka sula naatriumhüdroksiid, kaaliumhüdroksiid ja leeliselised lahused. Aine on vastupidiselt vastupidav ammoniaagi vesilahustele. Tantaal muutub hapraks, kui vesinik tungib keemilise agressiivsuse tõttu selle metallvõre. Temperatuuri tõustes väheneb järk-järgult tantaali vastupidavus korrosioonile.
Tantaal reageerib inertselt paljude vedelikega. Isegi kui tantaal on eraldi käsitsemisel vastupidav iga koostisosa suhtes, võib selle korrosioonikindlus väheneda kombineeritud lahuste kasutamisel. Kas teil on küsimusi keeruliste korrosiooniga seotud teemade kohta? Meie ettevõttesisene korrosioonilabor ja aastatepikkune kogemus aitaksid teid hea meelega.
| KESKMINE | VASTUPIDAV (+), MITTEPILDINE (-) | MÄRGE |
| Vesi | ||
| Kuum vesi < 150 kraadi | + | |
| Happed | ||
| Vesinikfluoriidhape, HF | - | |
| Vesinikkloriidhape, HCl | + | < 30%, < 190 °C |
| Fosforhape, H3PO4 | + | < 85%, < 150 °C |
| Väävelhape, H2NII4 | + | < 98%, < 190 °C |
| Lämmastikhape, HNO3 | + | < 65%, < 190 °C |
| Orgaanilised happed | + | |
| Leelis | ||
| Ammoniaagilahus, NH4Oh | + | < 17%, < 50 °C |
| Kaaliumhüdroksiid, KOH | + | < 5%, < 100 °C |
| Naatriumkarbonaat, Na2CO₃ | + | < 20%, < 100 °C |
| Naatriumhüdroksiid, NaOH | + | < 5%, < 100 °C |
| Halogeenid | ||
| Fluor, F2 | - | |
| Kloor, Cl2 | + | < 150 °C |
| Broom, Br2 | + | < 150 °C |
| Jood, I2 | + | < 150 °C |
| Mittemetallid | ||
| Borine, B | + | < 1000 °C |
| Fosfor, P | + | < 150 °C |
| Väävel, S | + | < 150 °C |
| Gaasid | ||
| Väärisgaasid ei reageeri tantaaliga. Seetõttu saab kaitsegaasidena kasutada kõrge puhtusastmega väärisgaase. Tantaal seevastu interakteerub väga tugevalt hapniku või õhuga kõrgematel temperatuuridel ning võib neelata märkimisväärses koguses lämmastikku ja vesinikku. Selle tulemusena muutub materjal rabedaks. Need saasteained eemaldatakse tantaali lõõmutamisel intensiivses vaakumis. 800 kraadi juures on vesinik kadunud ja 1700 kraadi juures lämmastik. | ||
| ammoniaak, NH3 | + | < 700 °C |
| Süsinikoksiid, CO | + | < 1100 °C |
| Süsinikdioksiid, CO2 | + | < 500 °C |
| Süsivesinikud | + | < 800 °C |
| Õhk ja hapnik, O2 | + | < 300 °C |
| Väärisgaasid (He, Ar, N2) | + | |
| Vesinik, H2 | + | < 340 °C |
| Veeaur | + | < 200 °C |
| Sulab | ||
| Kui väärismaterjalid nagu plaatina ja alusmaterjalid nagu tantaal kokku puutuvad, algavad keemilised reaktsioonid väga kiiresti. Seetõttu peaksite pöörama suurt tähelepanu sellele, kuidas tantaal käitub kokkupuutel süsteemi teiste komponentidega, eriti kui töötemperatuur on kõrge. | ||
| Alumiinium, Al | - | |
| Berüllium, Be | - | |
| Plii, Pb | + | < 1000 °C |
| Tseesium, Cs | + | < 980 °C |
| Vask, Cu | + | < 1300 °C |
| Gallium, Ga | + | < 450 °C |
| Raud, Fe | - | |
| Liitium, Li | + | < 1000 °C |
| Magneesium, Mg | + | < 1150 °C |
| Elavhõbe, Hg | + | < 600 °C |
| Nikkel, Ni | - | |
| Kaalium, K | + | < 1000 °C |
| Silver, Ag | + | < 1200 °C |
| Naatrium, Na | + | < 1000 °C |
| Tina, Sn | + | < 260 °C |
| Tsink, Zn | + | < 500 °C |
| Ahju ehitusmaterjalid | ||
| Tantaal võib kõrge temperatuuriga ahjudes reageerida grafiidist või tulekindlatest oksiididest koosnevate ehitusmaterjalidega. Kui tantaal puutub kokku eriti stabiilsete oksiididega, nagu alumiinium, magneesium või tsirkooniumoksiid, võib see neid väga kõrgetel temperatuuridel vähendada. Tantaalkarbiid võib tekkida kokkupuutel grafiidiga, mis võib põhjustada tantaali murenemist. Tantaal võib reageerida kuusnurkse boornitriidi ja räninitriidiga, kuid üldiselt võib seda probleemideta segada teiste tulekindlate metallidega, nagu molübdeen või volfram. Vaakumis kehtivad järgmised piirtemperatuurid. Need temperatuurid on umbes 100 kuni 200 kraadi madalamad, kui kasutatakse kaitsegaasi. | ||
| Alumiiniumoksiid, Al2O3 | + | < 1900 °C |
| Berülliumoksiid, BeO | + | < 1600 °C |
| Hex. boornitriid, BN | + | < 700 °C |
| Grafiit, C | + | < 1000 °C |
| Magneesiumoksiid, MgO | + | < 1800 °C |
| Molübdeen, Mo | + | |
| Räninitriid, Si3N4 | + | < 700 °C |
| Tooriumoksiid, ThO2 | + | < 1900 °C |
| Volfram, W | + | |
| Tsirkooniumoksiid, ZrO2 | + | < 1600 °C |
Tantaali korrosioonikäitumine valitud ainete suhtes
Vesiniku murenemine
| Väävelhape 98% 250 kraadi juures | Aatomi vesinik > 25 kraadi |
| Vesinikkloriidhape 30% 190 kraadi juures | Vesinik 350 kraadi juures |
| Vesinikfluoriidhape | Katoodpolarisatsioon vähem üllas, lahustuvad materjalid |
seotud tooted ehisenis
