Når der kræves stor korrosionsbestandighed, giver tantal mening. Med hensyn til kemisk resistens ligner tantal ædelmetaller, selvom det ikke er et af dem. Derudover, på trods af at have en kropscentreret kubisk krystalstruktur, er tantal særlig let at arbejde med ved temperaturer meget under omgivelsestemperaturen. På grund af dette er det et nyttigt metal til en række industrielle anvendelser. Vores utroligt elastiske materiale bruges til at skabe en bred vifte af emner, såsom halvfabrikata, medicinsk teknologiimplantater, ovnbygningskomponenter og ionimplantationsdele.
Fakta om tantal
| Atom nummer | 73 |
| CAS nummer | 7440-25-7 |
| Atommasse | 180,95 [g/mol] |
| Smeltepunkt | 2996 grader |
| Kogepunkt | 5458 grader |
| Tæthed ved 20 grader | 16,65 [g/cm3] |
| Krystal struktur | Kropscentreret kubisk |
| Koefficient for lineær termisk udvidelse ved 20 grader | 6.4 × 10-6[m/(mK)] |
| Termisk ledningsevne ved 20 grader | 57,5 [W/(mK)] |
| Specifik varme ved 20 grader | 0.14 [J/(gK)] |
| Elektrisk ledningsevne ved 20 grader | 8.0 × 106 [S/m] |
| Specifik elektrisk modstand ved 20 grader | 0.125 [(Ωmm2)/m] |
Hvad er de fysiske egenskaber ved tantal?
Ildfaste metaller er generelt karakteriseret ved en høj densitet og en lav termisk udvidelseskoefficient. For tantal gælder det samme. Tantal har dog en lavere varmeledningsevne end molybdæn og wolfram. Tantals termofysiske egenskaber varierer med temperaturen. Kurverne for nøglevariablerne er afbildet i diagrammerne nedenfor:
Hvad er de mekaniske egenskaber af tantal?
Tantals mekaniske egenskaber kan ændres af mellemliggende elementer, herunder kulstof, brint, nitrogen og oxygen, selv i små mængder. Dets mekaniske egenskaber er yderligere påvirket af typen af anvendt varmebehandling, graden af deformation og produktionsprocessen.
Krystalstrukturen af tantal er kropscentreret kubisk, ligesom wolfram og molybdæn. Den skøre-til-duktile overgangstemperatur er -200 grader, hvilket er væsentligt under omgivelsestemperaturen. Derfor er arbejdet med metallet ret enkelt. Øget formning resulterer i et fald i materialets brudforlængelse og øger samtidig dets trækstyrke og hårdhed. Men stoffet går ikke let i stykker.
Materialets stabilitet ved høje temperaturer er sammenlignelig med ren molybdæn, men den er lavere end wolframs. Vi tilføjer ildfaste metaller som wolfram til vores tantallegering for at forbedre dens stabilitet ved høje temperaturer.
Tantal har et elasticitetsmodul, der ligner rent jern og er lavere end wolfram og molybdæn. Temperaturen stiger med et fald i elasticitetsmodulet.
Tantal er et godt materiale til spånfri formgivningsteknikker såsom bøjning, stempling, presning og dybtrækning på grund af dets høje grad af duktilitet. Tantal udgør en væsentlig udfordring ved brug af bearbejdningsmetoder. Chipsene knuses ikke perfekt. Af denne grund anbefaler vi at bruge spånbrydere. Tantal er langt mere svejsbart end molybdæn og wolfram.
Har du spørgsmål vedrørende de ildfaste metallers mekaniske bearbejdning? Vi vil med glæde bruge vores mangeårige viden til at hjælpe dig.
Hvad er den kemiske opførsel af tantal?
Tantal sammenlignes ofte med ædelmetaller på grund af dets modstandsdygtighed over for alle slags kemikalier. Ikke desto mindre er tantal et uædle metal i termodynamiske termer og kan kombineres med en bred vifte af elementer for at generere stabile forbindelser. Tantal danner et ekstremt tykt oxidlag (Ta2O5) i nærvær af luft, hvilket beskytter basismaterialet mod kemiske skader. Tantal er derfor modstandsdygtig over for korrosion på grund af dette oxidlag.
De eneste uorganiske stoffer, som tantal ikke er resistent over for ved normal temperatur, er flussyre, hydrogenfluorid, fluor og syreopløsninger, der indeholder fluoridioner. Tantal angribes også af smeltet natriumhydroxid, kaliumhydroxid og alkaliske opløsninger. Omvendt udviser stoffet modstand mod vandige ammoniakopløsninger. Tantal bliver skørt, når brint trænger ind i dets metalgitter på grund af kemisk aggressivitet. Når temperaturen stiger, falder tantals modstandsdygtighed over for korrosion gradvist.
Tantal reagerer inert med en lang række væsker. Selvom tantal er modstandsdygtigt over for hvert af bestanddelene, når det håndteres separat, kan dets evne til at modstå korrosion blive kompromitteret, hvis det udsættes for kombinerede løsninger. Har du spørgsmål om vanskelige korrosionsrelaterede emner? Vores in-house korrosionslaboratorium og mange års erfaring vil med glæde hjælpe dig.
| MEDIUM | MODSTANDIG (+), IKKE MODSTANDIG (-) | BEMÆRK |
| Vand | ||
| Varmt vand < 150 grader | + | |
| Syrer | ||
| Flussyre, HF | - | |
| Saltsyre, HCI | + | < 30%, < 190 °C |
| Fosforsyre, H3PO4 | + | < 85%, < 150 °C |
| Svovlsyre, H2SÅ4 | + | < 98%, < 190 °C |
| Salpetersyre, HNO3 | + | < 65%, < 190 °C |
| Organiske syrer | + | |
| Lud | ||
| Ammoniakopløsning, NH4Åh | + | < 17%, < 50 °C |
| Kaliumhydroxid, KOH | + | < 5%, < 100 °C |
| Natriumcarbonat, Na2CO3 | + | < 20%, < 100 °C |
| Natriumhydroxid, NaOH | + | < 5%, < 100 °C |
| Halogener | ||
| Fluor, F2 | - | |
| Klor, Cl2 | + | < 150 °C |
| Brom, Br2 | + | < 150 °C |
| Jod, I2 | + | < 150 °C |
| Ikke-metaller | ||
| Borine, B | + | < 1000 °C |
| Fosfor, P | + | < 150 °C |
| Svovl, S | + | < 150 °C |
| Gasser | ||
| Ædelgasser reagerer ikke med tantal. Ædelgasser med høj renhed kan derfor anvendes som beskyttelsesgasser. Tantal på den anden side interagerer meget stærkt med ilt eller luft ved højere temperaturer og kan optage betydelige mængder nitrogen og brint. Materialet bliver skørt som følge heraf. Disse kontaminanter fjernes ved udglødning af tantal under intenst vakuum. Ved 800 grader er brint væk, og ved 1700 grader er nitrogen. | ||
| Ammoniak, NH3 | + | < 700 °C |
| Kulilte, CO | + | < 1100 °C |
| Kuldioxid, CO2 | + | < 500 °C |
| Kulbrinter | + | < 800 °C |
| Luft og ilt, O2 | + | < 300 °C |
| Ædelgasser (He, Ar, N2) | + | |
| Brint, H2 | + | < 340 °C |
| Vanddamp | + | < 200 °C |
| Smelter | ||
| Når ædle materialer som platin og basismaterialer som tantal kommer i kontakt, starter kemiske reaktioner meget hurtigt. Derfor bør du være meget opmærksom på, hvordan tantal opfører sig, når det kommer i kontakt med de andre komponenter i systemet, især når driftstemperaturerne er høje. | ||
| Aluminium, Al | - | |
| Beryllium, Be | - | |
| Bly, Pb | + | < 1000 °C |
| Cæsium, Cs | + | < 980 °C |
| Kobber, Cu | + | < 1300 °C |
| Gallium, Ga | + | < 450 °C |
| Jern, Fe | - | |
| Lithium, Li | + | < 1000 °C |
| Magnesium, Mg | + | < 1150 °C |
| Merkur, Hg | + | < 600 °C |
| Nikkel, Ni | - | |
| Kalium, K | + | < 1000 °C |
| Sølv, Ag | + | < 1200 °C |
| Natrium, Na | + | < 1000 °C |
| Tin, Sn | + | < 260 °C |
| Zink, Zn | + | < 500 °C |
| Ovns byggematerialer | ||
| Tantal kan reagere med byggematerialer sammensat af grafit eller ildfaste oxider i højtemperaturovne. Når tantal kommer i kontakt med særligt stabile oxider, såsom aluminium, magnesium eller zirconiumoxid, kan det mindske dem ved meget høje temperaturer. Tantalcarbid kan forekomme, når det kommer i kontakt med grafit, hvilket kan forårsage, at tantalet bliver skørt. Tantal kan reagere med hexagonalt bornitrid og siliciumnitrid, men det kan generelt uden problemer blandes med andre ildfaste metaller som molybdæn eller wolfram. I et vakuum gælder følgende grænsetemperaturer. Disse temperaturer er omkring 100 til 200 grader lavere, når der anvendes en beskyttelsesgas. | ||
| Aluminiumoxid, Al2O3 | + | < 1900 °C |
| Berylliumoxid, BeO | + | < 1600 °C |
| Hex. bornitrid, BN | + | < 700 °C |
| Grafit, C | + | < 1000 °C |
| Magnesiumoxid, MgO | + | < 1800 °C |
| Molybdæn, Mo | + | |
| Siliciumnitrid, Si3N4 | + | < 700 °C |
| Thoriumoxid, ThO2 | + | < 1900 °C |
| Tungsten, W | + | |
| Zirconiumoxid, ZrO2 | + | < 1600 °C |
Tantals korrosionsadfærd over for udvalgte stoffer
Forbrydelse af brint
| Svovlsyre 98% ved 250 grader | Atomisk brint > 25 grader |
| Saltsyre 30% ved 190 grader | Brint ved 350 grader |
| Flussyre | Katodisk polarisering med mindre ædel, opløse materialer |
relaterede produkter i ehisen
