แทนทาลัมเป็นโลหะที่มีคุณค่าสำหรับอุตสาหกรรมสมัยใหม่ การประยุกต์แทนทาลัม
แทนทาลัมเช่นเดียวกับวานาเดียมอยู่ในกลุ่ม V ตารางธาตุ. อย่างไรก็ตาม แทนทาลัมแตกต่างจากวาเนเดียมตรงที่จะลดระดับความจุที่ต่ำกว่าได้ยากกว่ามาก ดังนั้น เราจึงต้องจัดการกับสารประกอบเพนทาวาเลนต์ซึ่งมีความเสถียรที่สุดดังต่อไปนี้จากโครงสร้างของเปลือกอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอม: แทนทาลัม - 2, 8,18,32,11,2 .
คุณสมบัติทางเคมี แทนทาลัมและไนโอเบียมอยู่ใกล้กันมากซึ่งอธิบายถึงการเกิดขึ้นร่วมกันในธรรมชาติและความยากลำบากของการแยกโลหะทั้งสองทั้งเชิงวิเคราะห์และเทคโนโลยี รูปร่างแพลตตินัม (แทนทาลัมเข้มกว่ามาก) แทนทาลัมมีคุณสมบัติทางกายภาพและทางกลสูง อย่างไรก็ตาม ขึ้นอยู่กับวิธีการผลิตและความบริสุทธิ์ของโลหะเป็นอย่างมาก ดังนั้นข้อมูลเกี่ยวกับความแข็ง ความเหนียว และคุณสมบัติเชิงกลอื่นๆ ของแทนทาลัมที่ได้รับจากแหล่งต่างๆ จึงไม่ตรงกันเสมอไป
ลักษณะสำคัญของแทนทาลัม:
- หมายเลขซีเรียล 73
- น้ำหนักอะตอม 180.95
- ความหนาแน่น16.6
- รัศมีอะตอม1.46
- รัศมีไอออนเพนตะวาเลนต์0.69
- ความต้านทานไฟฟ้า13.5*10-5
- จุดหลอมเหลว 2997
การมีก๊าซละลายอยู่ในโลหะแทนทาลัมจะช่วยลดความเหนียวลงได้มาก โลหะบริสุทธิ์ (99.9%) ในสถานะอบอ่อนนั้นง่ายต่อการกลึง รีด (เย็น) ได้ง่าย (เป็นแผ่นหนาประมาณ 0.04 มม. และเป็นลวดเส้นเล็ก) แล้วประทับตรา ความแข็งระดับไมโครของโลหะแทนทาลัมคือ 108 กก./ตร.มม.
คุณสมบัติที่มีค่าที่สุดที่กำหนดการใช้แทนทาลัมคือ ประการแรกคือ มีความทนทานต่อกรดเป็นพิเศษ แทนทาลัมไม่ละลายในกรดกัดทองและกรดไนตริกเข้มข้น แทนทาลัมมีความทนทานเป็นพิเศษ สารละลายอัลคาไลแทบไม่มีผลกระทบต่อแทนทาลัม ละลายเกลือ และสารต่างๆ สารประกอบอินทรีย์. ให้กับผู้อื่น ทรัพย์สินที่สำคัญโลหะแทนทาลัมคือความสามารถในการดูดซับก๊าซ - ไฮโดรเจนไนโตรเจนและอื่น ๆ - ด้วยการก่อตัวของสารละลายของแข็งที่สอดคล้องกันซึ่งเป็นเฟสคั่นระหว่างหน้า ความสามารถในการละลายของไฮโดรเจนในแทนทาลัมจะลดลงอย่างรวดเร็วเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น
ความสามารถในการละลายของไฮโดรเจนในโลหะแทนทาลัมโดยพิจารณาจากอุณหภูมิจะแสดงอยู่ในกราฟด้านซ้าย
แทนทาลัมยังละลายออกซิเจนได้ในปริมาณมากถึง 0.8% โดยน้ำหนัก ความสามารถในการละลายของออกซิเจนในแทนทาลัมและไนโอเบียมที่อุณหภูมิต่างๆ ได้รับการศึกษาอย่างละเอียดโดยนักวิทยาศาสตร์ Steibolt ซึ่งแสดงให้เห็นการเปลี่ยนแปลงของความแข็งเมื่อปริมาณออกซิเจนในโลหะเพิ่มขึ้น
เห็นได้ชัดว่าส่วนหนึ่งของออกซิเจนอยู่ในโลหะในรูปของสารละลายของแข็ง และส่วนหนึ่งเกิดเป็นออกไซด์
การศึกษาระบบแทนทาลัม-ไฮโดรเจนและแทนทาลัม-ออกซิเจนมีความสำคัญอย่างยิ่งโดยเกี่ยวข้องกับการวิจัยเกี่ยวกับการใช้โลหะเป็นวัสดุโครงสร้างทนไฟที่ทนความร้อน
การกัดกร่อนของโลหะแทนทาลัมในกรด
สารประกอบแทนทาลัมเปอร์ออกไซด์
เมื่อไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ทำปฏิกิริยากับสารละลายของแทนทาลัมอัลคาไลน์และไนโอเบียมจะเกิดสารประกอบเปอร์ออกไซด์ที่ไม่มีสีหรือสีเหลืองเล็กน้อย - เปอร์นิโอเบตและเปอร์แทนทาเลตซึ่งสามารถแยกได้ในสถานะอิสระเช่นเมื่อเติมแอลกอฮอล์ลงในสารละลายที่เป็นน้ำ เมื่อสารละลายของเปอร์นิโอเบตและเปอร์แทนทาเลตถูกออกซิไดซ์ด้วยกรดซัลฟิวริกจะเกิดเปอร์กรดอิสระ - กรดเปอร์ไนโอบิกและเปอร์แทนทาลิก กรดแทนทาลัมมีความเสถียรมากในสถานะอิสระ
สารประกอบแทนทาลัมกับคาร์บอน
แทนทาลัมก่อให้เกิดคาร์ไบด์ขององค์ประกอบต่างๆ แทนทาลัมคาร์ไบด์มีอยู่สองรูปแบบ มูลค่าสูงสุดมีโมโนคาร์ไบด์แทนทาลัมที่สามารถหาได้ วิธีทางที่แตกต่าง: การรวมโดยตรงของโลหะหลอมเหลวกับคาร์บอน การลดคาร์บอนเพนทอกไซด์ที่อุณหภูมิ 1600-1700 °C ในลักษณะที่ปรากฏ แทนทาลัมคาร์ไบด์เป็นผลึกสีเหลืองทอง แทนทาลัมคาร์ไบด์มีความเสถียรในอากาศจนถึงอุณหภูมิ 1100-1400°C และละลายในกรดได้ยาก โมโนคาร์ไบด์แทนทาลัมใช้สำหรับการผลิตโลหะผสมแข็งบางเกรด สำหรับองค์ประกอบความร้อนของการติดตั้งที่อุณหภูมิสูงต่างๆ และเพื่อวัตถุประสงค์อื่น
สารประกอบแทนทาลัมกับไนโตรเจน โบรอน และซิลิคอน
แทนทาลัมไนไตรด์ได้มาจากการให้ความร้อนแก่โลหะที่เป็นผงในกระแสไนโตรเจนหรือแอมโมเนียที่อุณหภูมิสูง แทนทาลัมยังก่อให้เกิดไนไตรด์ซึ่งมีคุณสมบัติคล้ายกับโลหะแทนทาลัม แทนทาลัมก่อให้เกิดสารประกอบจำนวนหนึ่งกับโบรอน สิ่งที่น่าสนใจเป็นพิเศษคือแทนทาลัมไดโบไรด์ซึ่งมีจุดหลอมเหลวสูงมากที่ 3100 °C และทนทานต่อกรด และแทนทาลัมยังเหนือกว่าไนโอเบียมในเรื่องนี้อีกด้วย ด้วยซิลิคอน แทนทาลัมจะเกิดซิลิไซด์สามชนิด ซิลิไซด์มีความแข็งสูงและมีจุดหลอมเหลวสูง
ลักษณะการวิเคราะห์ของแทนทาลัม
มีการเสนอวิธีการมากมายในการกำหนดแทนทาลัมในปริมาณเล็กน้อย แทนทาลัมตกตะกอนร่วมกับแมงกานีสเปอร์ออกไซด์ ตะกอนจะถูกหลอมรวมกับโซเดียมไบซัลเฟต ละลายในกรดทาร์ทาริก และแทนทาลัมถูกกำหนดโดยวิธีโฟโตคัลเลอร์ริเมตริกไทโอไซยาเนตในอะซิโตน สภาพแวดล้อมทางน้ำ. ในกรณีนี้สารประกอบแทนทาลัมไม่มีสี ในการตรวจสอบแทนทาลัมก่อนหน้านี้มีการใช้เฉพาะปฏิกิริยากับไพโรกัลลอลเท่านั้นซึ่งให้สารประกอบสีเหลืองกับแทนทาลัมในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดในขณะที่ตัวอย่างเช่นไนโอเบียมไม่ก่อให้เกิดสารประกอบที่มีสีในกรด สิ่งแวดล้อม. เพื่อตรวจสอบแทนทาลัม ไพโรกัลลอลถูกเตรียมโดยใช้โซเดียมซัลไฟต์ในสภาพแวดล้อมที่เป็นด่างเพื่อป้องกันการเกิดออกซิเดชันที่อาจเกิดขึ้น นอกจากนี้ วิธีไพโรกัลลอลยังใช้ในการหาแทนทาลัมในโลหะไนโอเบียม หลังจากการสกัดแทนทาลัม แทนทาลัมอย่างหลังจะถูกกำจัดออกโดยการระเหยในเบ้าหลอมควอตซ์ภายใต้รังสีของหลอดอินฟราเรด และสารตกค้างจะถูกวัดด้วยสีหลังจากการบำบัดที่เหมาะสม รีเอเจนต์อินทรีย์ชนิดใหม่มีความไวสูงกว่า โดยเฉพาะอาร์เซนาโซ ซึ่งทำให้สามารถระบุแทนทาลัมได้สูงถึง 0.3 ไมโครกรัมต่อมิลลิลิตรของสารละลาย ในศตวรรษที่ผ่านมา มีการใช้วิธีคลอรีนด้วยการกลั่นไนโอเบียมและแทนทาลัมคลอไรด์ที่เกิดขึ้นเพื่อกำหนดแทนทาลัมและไนโอเบียม เนื่องจากความยากลำบากในการแยกโลหะทั้งสองด้วยวิธีเปียกแบบธรรมดา วิธีการคลอรีนจึงอาจมีค่าอยู่บ้าง ในปี 1962 มีการเสนอวิธีการนี้สำหรับการแยกไนโอเบียมและแทนทาลัม และแนะนำให้ทำคลอรีนด้วยออคโตคลอโรโพรเพนที่อุณหภูมิ 300 °C เมื่อใช้วิธีการนี้ คุณต้องจำไว้ว่าแทนทาลัมและไนโอเบียมออกไซด์ที่ผ่านการเผาด้วยความร้อนสูงไม่สามารถคลอรีนได้ ในการแยกแทนทาลัม จะใช้วิธีการแลกเปลี่ยนไอออนและวิธีการเซลลูโลสโครมาโทกราฟี โดยทั่วไปวิธีการโพลาโรกราฟีสำหรับแทนทาลัมจะใช้ไม่ได้ เนื่องจากไม่ได้รีดิวซ์บนแพลตตินัมหรือบนอิเล็กโทรดปรอท
โลหะวิทยาของแทนทาลัม
มีมากมาย ปฏิกริยาเคมีตามที่การผลิตแทนทาลัมจากออกไซด์และเฮไลด์ของมันเป็นไปได้ในทางอุณหพลศาสตร์อย่างไรก็ตามแทนทาลัมอุตสาหกรรมเกือบทั้งหมดได้มาโดยสองวิธี: อิเล็กโทรไลซิสของส่วนผสมที่หลอมละลายและการลดความร้อนด้วยโซเดียม แทนทาลัมโลหะที่สะสมอยู่บนแคโทดในรูปแบบของเค้กที่มีโครงสร้างเดนไดรต์ ถูกบดและล้างด้วยน้ำและกรดกัดทอง จากนั้นผงจะถูกกด เผาผนึก และสุดท้ายก็ละลายด้วยลำแสงอาร์คหรืออิเล็กตรอนที่ละลายในสุญญากาศ เมื่อผลิตแทนทาลัมโดยวิธีความร้อนด้วยโซเดียม ชั้นของโซเดียมจะถูกวางในระเบิดเหล็กที่มีฝาปิดหลวม ปฏิกิริยานี้เริ่มต้นโดยการให้ความร้อนโดยใช้เครื่องทำความร้อนแบบวงแหวนซึ่งอยู่ที่ด้านบนของระเบิด และค่อยๆ กระจายไปจนเต็มปริมาตรของประจุ ระเบิดถูกทำให้เย็นลง, โซเดียมที่ไม่ทำปฏิกิริยาจะถูกชะล้างด้วยแอลกอฮอล์, และผงแทนทาลัมจะถูกล้างสลับกับน้ำ, น้ำกัดทองและกรดไฮโดรฟลูออริก, กด, เผาผนึกและละลาย จากการทดลองในระดับห้องปฏิบัติการแสดงให้เห็นว่ากระบวนการม้วนซึ่งประสบความสำเร็จในการใช้ในการผลิตไทเทเนียมเซอร์โคเนียมและแฮฟเนียมในอุตสาหกรรมก็เป็นวิธีที่ประหยัดในการรับแทนทาลัมแบบเหนียว แทนทาลัม เช่นเดียวกับอลูมิเนียมสามารถถูก ออกซิเดชันขั้วบวก ทำให้ชั้นผิวที่อยู่ติดกันแน่นส่งผลให้มีคุณสมบัติเหมือนกับชั้นออกไซด์บนพื้นผิวอลูมิเนียม การใช้แผ่นแทนทาลัมพลาสติกในอุตสาหกรรมครั้งแรกๆ โดยเฉพาะในสหรัฐอเมริกา คือการใช้เป็นขั้วบวกและตัวเรียงกระแสด้วยไฟฟ้า คุณสามารถซื้อแทนทาลัมได้ในราคาที่น่าสนใจโดยคลิกที่ลิงก์ด้านล่าง
การใช้แทนทาลัม
ในตอนต้นของศตวรรษที่ 20 เมื่อการผลิตหลอดไส้เริ่มขึ้น แทนทาลัมเป็นวัสดุหลัก อย่างไรก็ตาม หลังจากนั้นไม่กี่ปี ทังสเตนที่มีการแข่งขันสูงขึ้นก็เข้ามาแทนที่ แทนทาลัมสามารถเปิดเผยศักยภาพในการผลิตอุปกรณ์สุญญากาศไฟฟ้า ได้แก่ อุปกรณ์เอ็กซ์เรย์ วิศวกรรมวิทยุ และอุปกรณ์ระบุตำแหน่ง แทนทาลัมก็มี คุณสมบัติที่เป็นเอกลักษณ์ซึ่งช่วยให้สามารถนำไปใช้ในวิศวกรรมวิทยุและอุตสาหกรรมสำคัญอื่นๆ ในอุตสาหกรรมเคมีและโลหะวิทยา ความสามารถพิเศษของโลหะในการคงความเสถียรในกรดและไม่สลายตัวเมื่อสัมผัสกับอุณหภูมิสูงถือเป็นความก้าวหน้าครั้งใหม่ เพื่อให้ได้แทนทาลัม ผู้เชี่ยวชาญของ Ural-Metal ใช้ความเข้มข้นของโลพาไรต์ ในระหว่างกระบวนการคลอรีน แทนทาไลท์เข้มข้นจะสลายตัวภายใต้อิทธิพลของกรดและด่าง การแยกแทนทาลัมและไนโอเบียมทำได้โดยการสกัด โลหะนี้ผลิตโดยผงโลหะวิทยาหรือการหลอมอาร์กสุญญากาศ อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับการใช้แทนทาลัม
ซื้อแทนทาลัม
ที่ TK Ural-Metal คุณสามารถซื้อผลิตภัณฑ์แทนทาลัมได้มากที่สุดเสมอ ราคาต่ำในตลาดภายในประเทศ ผลิตภัณฑ์ที่ผลิตโดยใช้อุปกรณ์ต่างประเทศที่ทันสมัยของแบรนด์ที่มีชื่อเสียงโดยคำนึงถึงการปฏิบัติตามใบรับรองคุณภาพระดับสากล ISO, GOST ในประเทศและ TU นั้นมีการแข่งขันสูงที่สุดในภูมิภาคอูราลทั้งหมด บนเว็บไซต์ของบริษัท คุณสามารถสั่งซื้อได้ตลอดเวลา: แท่งแทนทาลัม แผ่นแทนทาลัม ลวดแทนทาลัม วงกลมแทนทาลัม เทปแทนทาลัม แทนทาลัมแบบม้วน และอื่นๆ อีกมากมาย เรายอมรับและดำเนินการคำสั่งซื้อของคุณทั้งหมดตรงเวลา ใน บริษัท ของเราคุณสามารถซื้อแทนทาลัมและโลหะผสมของแบรนด์ต่อไปนี้: HDTV, TV, TN
- เรานำเสนอผลิตภัณฑ์แทนทาลัมดังต่อไปนี้: แทนทาลัมวงกลม แผ่นแทนทาลัม ลวดแทนทาลัม เทปแทนทาลัม
แทนทาลัมครอบครองสถานที่พิเศษในกลุ่มองค์ประกอบทางเคมีที่รู้จัก โลหะนี้ไม่ใช่โลหะที่มีเกียรติ แต่คุณสมบัติด้านประสิทธิภาพทำให้เป็นที่ต้องการในหลากหลายสาขา ยิ่งไปกว่านั้น สิ่งนี้ไม่เพียงใช้กับอุตสาหกรรมการก่อสร้างและการผลิตเท่านั้น แต่ยังรวมถึงเครื่องประดับด้วย ปัจจุบันการใช้แทนทาลัมนั้นมีจำกัดมากเนื่องจากหาได้ยาก และยังมีผลิตภัณฑ์ที่ทำจากวัสดุนี้มากมายในตลาด
ข้อมูลทั่วไปเกี่ยวกับโลหะ
แทนทาลัมไม่มีอยู่ในธรรมชาติในรูปแบบบริสุทธิ์ โดยปกติจะขุดร่วมกับแร่ธาตุอื่นที่มีลักษณะคล้ายคลึงกัน คุณลักษณะขององค์ประกอบนี้นำไปสู่การค้นพบที่ค่อนข้างช้า แต่ปัจจุบันก็มี วิธีที่มีประสิทธิภาพการแยกแทนทาลัมซึ่งหนึ่งในนั้นคือวิธีการสกัด อิเล็กโทรไลซิสยังใช้ในการผลิตวัสดุโลหะโดยเฉพาะ เมื่อใช้เบ้าหลอมกราไฟท์ ฐานที่มีองค์ประกอบจะถูกละลาย หลังจากนั้นผงยังคงอยู่บนผนังของภาชนะ เทคโนโลยีเพิ่มเติมสำหรับการแปรรูปวัตถุดิบขึ้นอยู่กับวิธีการใช้แทนทาลัม: สามารถกำหนดรูปแบบของแท่งโลหะ, ลวด, แผ่น, ส่วนหนึ่งของรูปร่างบางอย่างหรือทิ้งไว้ในรูปของส่วนผสมสำหรับการฉีดพ่น เทคโนโลยีการขึ้นรูปโลหะผสมจากผงแทนทาลัมก็เป็นที่นิยมเช่นกัน เมื่อผสมกับสารผสมทำให้สามารถเพิ่มคุณสมบัติเฉพาะของวัสดุได้
คุณสมบัติทางกายภาพ
โลหะมีจุดหลอมเหลวสูงประมาณ 3017 °C ซึ่งช่วยให้สามารถใช้งานได้ในสภาวะที่มีความร้อนสูงในการผลิต ในขณะเดียวกันก็มีการผสมผสานระหว่างคุณสมบัติความเหนียวและความแข็งที่หาได้ยาก อย่างแรกก็นุ่มเหมือนทอง ในกรณีนี้ ความแข็งของแทนทาลัมคือ 16.65 g/cm3 การรวมกันของคุณสมบัติทางกายภาพนี้ทำให้สามารถแปรรูปวัสดุได้อย่างง่ายดาย ทำให้มีรูปร่างและขนาดที่แตกต่างกัน และยังใช้ในกลไกและโครงสร้างที่สำคัญอีกด้วย ชิ้นส่วนขนาดเล็กทำงานได้ดีกับเกียร์และชิ้นส่วนของเครื่องใช้ไฟฟ้า แทนทาลัมทนทานต่อการสึกหรอและทนทานดังนั้นส่วนประกอบสิ้นเปลืองจึงผลิตจากมันโดยคาดว่าจะใช้งานได้ในระยะยาว นอกจากนี้โลหะนี้ยังทำหน้าที่เป็นตัวดูดซับก๊าซที่มีประสิทธิภาพอีกด้วย ที่อุณหภูมิสูง ชิ้นส่วนแทนทาลัมยังมีคุณสมบัติเป็นสื่อกระแสไฟฟ้าสูงอีกด้วย
คุณสมบัติทางเคมี
ในรูปแบบบริสุทธิ์ โลหะจะต้านทานผลกระทบของด่าง สารที่เป็นกรดอินทรีย์และอนินทรีย์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ รวมถึงอิทธิพลของสารออกฤทธิ์อื่นๆ เว้นแต่ว่าอยู่ในรูปแบบด่างที่หลอมละลายจะมีผลกระทบที่เห็นได้ชัดเจนต่อแทนทาลัม กระบวนการออกซิเดชันเกิดขึ้นเมื่อ สภาพอุณหภูมิไม่ต่ำกว่า 280 °C และทำปฏิกิริยากับส่วนประกอบฮาโลเจนที่อุณหภูมิ 250 °C คุณสมบัติทางเคมีของแทนทาลัมเมื่อสัมผัสกับรีเอเจนต์สามารถเปรียบเทียบได้กับแก้ว ไม่ละลายในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรด ยกเว้นกรดไนตริกและกรดไฮโดรฟลูออริก วัสดุนี้ยังทนทานต่อกรดซัลฟิวริกไม่ว่าความเข้มข้นจะเป็นอย่างไร อย่างไรก็ตาม กระบวนการกิจกรรมในกรณีส่วนใหญ่มีผลกระทบเล็กน้อยต่อโครงสร้างของโลหะ โดยปกติการเปลี่ยนแปลงจะเกิดขึ้นทั้งในรูปของการเคลือบฟิล์มหรือการกัดกร่อน
แทนทาลัมใช้ที่ไหน?
โลหะนี้ไม่แพร่หลาย แต่มีการใช้งานหลายด้าน ประการแรก นี่คืออุตสาหกรรม เป็นธาตุที่ใช้ในโลหะวิทยา ภาคอาหาร อุตสาหกรรมการผลิต วิศวกรรมวิทยุ วิศวกรรมเครื่องกล เป็นต้น ในอุตสาหกรรมก่อสร้าง โลหะชนิดนี้ไม่เป็นที่ต้องการมากนักเนื่องจากมีปริมาณการผลิตที่จำกัด แต่องค์ประกอบโครงสร้างแต่ละส่วนยังคงทำจาก วัสดุนี้ - ตามกฎแล้ว ฮาร์ดแวร์มีไว้สำหรับงานที่สำคัญในการเสริมความแข็งแกร่งของโครงสร้าง เพื่อให้เข้าใจว่าแทนทาลัมใช้ที่ไหน สิ่งสำคัญคือต้องใส่ใจกับคุณสมบัติด้านประสิทธิภาพของมัน มีข้อสังเกตว่าเขาสามารถทำหน้าที่เป็นวาทยากรที่ดีได้ ดังนั้นจึงใช้เป็นตัวนำยิ่งยวดในงานวิศวกรรมไฟฟ้า ในทางกลับกัน การต้านทานความร้อนช่วยเพิ่มความเป็นไปได้ในการนำไปใช้ในการอบชุบโลหะอื่นๆ ด้วยความหนาแน่นที่เพิ่มขึ้น แทนทาลัมจึงกลายเป็นทางออกที่ดีที่สุดในอุตสาหกรรมการป้องกันประเทศ มันถูกใช้เพื่อสร้างกระสุนปืนที่มีพลังทะลุทะลวงสูง
ลวดแทนทาลัม
โลหะรีดโดยทั่วไปเป็นรูปแบบการนำเสนอวัสดุนี้ที่ครอบคลุมมากที่สุดในตลาด Wire ครองตำแหน่งเฉพาะที่สำคัญในกลุ่มนี้ เป็นเรื่องผิดปกติเนื่องจากมีขนาดที่เล็กจึงสามารถใช้เป็นด้ายได้ สิ่งนี้อธิบายถึงคุณค่าของแทนทาลัมในด้านการแพทย์ - ผลิตภัณฑ์ประเภทนี้ใช้สำหรับการเย็บแผลและผ้าพันแผล แต่นี่เป็นเพียงตัวอย่างที่แสดงให้เห็นถึงคุณสมบัติที่โดดเด่นอย่างหนึ่งของลวดดังกล่าว มากกว่า รูปแบบขนาดใหญ่ใช้ในวิศวกรรมเครื่องกล การบิน เครื่องมือกล และการก่อสร้างทุน นอกจากนี้ยังสามารถใช้โลหะอ่อนและแข็งได้อีกด้วยขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ แทนทาลัมเนื่องจากความยืดหยุ่นในการประมวลผลทำให้สามารถผลิตลวดยาวตั้งแต่ 1,500 ซม. ที่มีความหนา 0.15 มม. ขึ้นไป ในผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปตามที่ผู้ใช้ทราบ ไม่ค่อยพบเสี้ยน รอยแตก และข้อบกพร่องอื่น ๆ อย่างไรก็ตาม โครงสร้างแบบบางยังคงมีข้อกำหนดเกี่ยวกับสภาวะการจัดเก็บและการขนส่ง โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ไม่แนะนำให้วางลวดไว้เมื่อต้องสัมผัสกับความชื้นและสภาพแวดล้อมที่รุนแรง
เทปแทนทาลัม
รูปแบบนี้สำหรับการผลิตผลิตภัณฑ์โลหะแผ่นรีดก็แพร่หลายเช่นกัน เทปถูกนำมาใช้ในการแพทย์ ในอุตสาหกรรมน้ำมัน วิศวกรรมเครื่องกล และแม้แต่ในอุตสาหกรรมพลังงาน ผู้บริโภคให้ความสำคัญกับผลิตภัณฑ์นี้เนื่องจากความเข้ากันได้ทางชีวภาพ มีความแข็งแรงสูงพร้อมโครงสร้างที่ละเอียด สามารถใช้การได้ดี และทนทานต่อกระบวนการกัดกร่อน หากเราเปรียบเทียบผลิตภัณฑ์ที่คล้ายกันซึ่งทำจากแทนทาลัมกับอะนาล็อกที่ทำจากเหล็กหรืออลูมิเนียม ความต้านทานการสึกหรอและความทนทานจะมาก่อน เทปสามารถทนต่อแรงดึงสูงและอิทธิพลทางเคมี ในทางกลับกันความเป็นพลาสติกสูงไม่อนุญาตให้ผลิตภัณฑ์ดังกล่าวรักษารูปร่างที่แน่นอนได้ แม้แต่แรงกดเพียงเล็กน้อยก็สามารถทำให้เกิดการเสียรูปได้
โลหะผสมที่มีแทนทาลัม
โลหะผสมที่ดัดแปลงด้วยส่วนประกอบของโลหะผสมจะได้คุณภาพความแข็งแรงทางกายภาพและความต้านทานความร้อนที่สูงขึ้น พอจะกล่าวได้ว่าผลิตภัณฑ์ที่มีคุณสมบัติโดยเฉลี่ยจะสามารถทนต่ออุณหภูมิ 1,650 °C ได้โดยไม่สูญเสียคุณภาพด้านประสิทธิภาพ จริงๆ แล้ว สิ่งนี้ทำให้สามารถใช้โลหะผสมแทนทาลัมในอุตสาหกรรมเคมี พลังงาน โลหะวิทยา และการผลิตเครื่องมือได้ นอกจากนี้องค์กรบางแห่งยังใช้วัสดุนี้ในการผลิตองค์ประกอบสำหรับจรวดและทรงกลมอวกาศ นักเทคโนโลยีพัฒนาองค์ประกอบต่าง ๆ สำหรับการผสมแทนทาลัมทั้งนี้ขึ้นอยู่กับทิศทางการใช้งาน ในบางกรณี การดัดแปลงทำให้มีความเหนียวสูงขึ้นได้ และในบางกรณี เพื่อทำให้วัสดุมีความเหมาะสมสำหรับการดำเนินการ การดำเนินการเชื่อมวิธีลำแสงอิเล็กตรอน แทนทาลัมเองก็สามารถทำหน้าที่เป็นส่วนประกอบผสมได้เช่นกัน โดยทั่วไป วิธีการปรับปรุงคุณสมบัติด้านสมรรถนะนี้จะใช้เพื่อป้องกันการกัดกร่อนและความต้านทานความร้อนให้กับโลหะฐาน
แทนทาลัมในวิศวกรรมวิทยุ
ในการผลิตอุปกรณ์และชิ้นส่วนไฟฟ้า ความสามารถในการรักษาสภาพการนำไฟฟ้าที่เหมาะสมที่สุดและการรักษาสัญญาณความถี่ในขณะที่ลดขนาดของฐานองค์ประกอบเป็นสิ่งสำคัญอันดับแรก ด้วยเหตุนี้ แทนทาลัมจึงมักใช้ในการผลิตตัวเก็บประจุ ไทริสเตอร์ ทรานซิสเตอร์ และเซมิสเตอร์ ก่อนหน้านี้มีการใช้ม้วนแผ่นอลูมิเนียมสำหรับตัวเก็บประจุแบบเดียวกัน โซลูชันนี้ถือว่ามีความเป็นไปได้ที่จะเพิ่มพารามิเตอร์การทำงานก็ต่อเมื่อขนาดของชิ้นส่วนเพิ่มขึ้นเท่านั้น และนี่ไม่ต้องพูดถึงการลดลงแบบย้อนกลับในลักษณะอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องกับการเพิ่มปริมาตรของตัวเก็บประจุ การใช้แทนทาลัมซึ่งทนทานต่อกระบวนการเชิงลบที่ส่วนประกอบวิทยุอิเล็กทรอนิกส์มีส่วนร่วม ทำให้สามารถเพิ่มปริมาตรไฟฟ้าในขณะที่ยังคงรักษาขนาดของชิ้นส่วนไว้ได้ อีกประการหนึ่งคืออลูมิเนียมไม่ได้ล้มเหลวในบริเวณนี้เนื่องจากมีราคาไม่แพงมาก
บทสรุป
โลหะนี้ไม่มีคุณสมบัติเฉพาะหรือไม่ได้มาตรฐานเลย มีคุณสมบัติที่น่าสนใจมากมาย เช่น ต้านทานการกัดกร่อน ความแข็ง หรือทนความร้อน แต่คุณลักษณะเหล่านี้มีอยู่ในโลหะอื่นเป็นรายบุคคล นอกจากนี้ในบางส่วนยังเด่นชัดกว่ามาก อย่างไรก็ตาม การรวมกันเมื่อมองแวบแรก คุณสมบัติตรงกันข้ามในองค์ประกอบหนึ่งมีเอกลักษณ์เฉพาะตัวอย่างแท้จริง นักเทคโนโลยีมุ่งมั่นที่จะบรรลุการผสมผสานพิเศษในคุณภาพการทำงานของวัสดุด้วยวิธีเทียมและในกรณีนี้พวกเขาจะถูกกำหนดโดยธรรมชาติของแหล่งกำเนิด ตัวอย่างเช่น การใช้แทนทาลัมในทางการแพทย์และในโลหะวิทยามีวัตถุประสงค์ที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง ในกรณีหนึ่ง ความแข็งแรงสูงด้วยขนาดผลิตภัณฑ์ขนาดเล็กเป็นสิ่งที่มีค่า และประการที่สอง ความยืดหยุ่นในการประมวลผลก็มีคุณค่า แต่ยังมีคุณสมบัติเชิงลบของแทนทาลัมซึ่งใช้กับทุกด้านของการใช้งาน - สิ่งนี้ ราคาสูงและในบางกรณี การเข้าไม่ถึงทางกายภาพ
แทนทาลัม. องค์ประกอบทางเคมี, เครื่องหมาย Ta (ละตินแทนทาลัม, แทนทาลัมภาษาอังกฤษ, แทนทาลฝรั่งเศส, แทนทาลเยอรมัน) มีซีเรียลนัมเบอร์ 73 น้ำหนักอะตอม 180.948 ความหนาแน่น 16.60 กรัม/ซม.3 จุดหลอมเหลว 3015° C จุดเดือด 5300°ซ.
แทนทาลัมเป็นโลหะเหล็กสีเทาและมีโทนสีน้ำเงินเล็กน้อย ที่อุณหภูมิปกติ แทนทาลัมจะคงตัวในอากาศ การเกิดออกซิเดชันจะสังเกตได้เมื่อได้รับความร้อน 200-300°C สูงกว่า 500° การเกิดออกซิเดชันอย่างรวดเร็วจะเกิดเป็นออกไซด์ตา 2 O 5 .
คุณสมบัติลักษณะแทนทาลัม - ความสามารถในการดูดซับก๊าซ: ไฮโดรเจนไนโตรเจนและออกซิเจน สิ่งเจือปนเล็กน้อยขององค์ประกอบเหล่านี้ส่งผลกระทบอย่างมากต่อคุณสมบัติทางกลและทางไฟฟ้าของโลหะ ที่อุณหภูมิต่ำ ไฮโดรเจนจะถูกดูดซับอย่างช้าๆ ที่อุณหภูมิประมาณ 500° ไฮโดรเจนถูกดูดซับมาจาก ความเร็วสูงสุดและไม่เพียงแต่เกิดการดูดซับเท่านั้น แต่ยังเกิดการก่อตัวด้วย สารประกอบเคมี- ไฮไดรด์ (TaH) ไฮโดรเจนที่ถูกดูดซับจะทำให้โลหะเปราะ แต่เมื่อถูกความร้อนในสุญญากาศจะสูงกว่า 600° ไฮโดรเจนเกือบทั้งหมดถูกปล่อยออกมาเหมือนกันคุณสมบัติทางกล กำลังได้รับการบูรณะ
แทนทาลัมดูดซับไนโตรเจนได้แล้วที่ 600° C และอีกมากมาย อุณหภูมิสูงไนไตรด์เกิดขึ้นตาน ซึ่งละลายได้ที่ 3087° น.
คาร์บอนและก๊าซที่ประกอบด้วยคาร์บอน (CH 4 , CO) ที่อุณหภูมิสูงใน 1200-1400° C ทำปฏิกิริยากับโลหะเพื่อสร้าง TaC คาร์ไบด์แข็งและทนไฟ (ละลายที่ 3880°ซ)
ด้วยโบรอนและซิลิคอน แทนทาลัมจะเกิดเป็นโบไรด์และซิลิไซด์ที่ทนไฟและเป็นของแข็ง: TabB 2 (ละลายที่ 3000 °C) และ NaSi 2 (ละลายที่ 3500 °C)
แทนทาลัมมีความทนทานต่อการกระทำไฮโดรคลอริก, ซัลฟิวริก, ไนโตรเจน กรดฟอสฟอริกและกรดอินทรีย์ที่มีความเข้มข้นใด ๆ ในความเย็นและที่ 100-150° ค.ตามความทนทานในที่ร้อนเกลือและกำมะถัน แทนทาลัมมีคุณสมบัติเหนือกว่ากรดไนโอเบียม . แทนทาลัมละลายเข้าไป กรดไฮโดรฟลูออริกและเข้มข้นเป็นพิเศษ - ในส่วนผสมของฟลูออไรด์และกรดไนตริก
แทนทาลัมมีความเสถียรน้อยกว่าในด่าง สารละลายร้อนของด่างกัดกร่อนจะกัดกร่อนโลหะอย่างเห็นได้ชัดในด่างหลอมเหลวและโซดา มันจะออกซิไดซ์อย่างรวดเร็วเพื่อสร้างเกลือโซเดียมของกรดแทนทาลิก
แทนทาลัมถูกนำมาใช้ครั้งแรกใน 1900-1903 gg สำหรับการผลิตไส้หลอดไฟฟ้าในหลอดไฟฟ้า แต่ต่อมาใน 1909-1910 gg. มันถูกแทนที่ทังสเตน
การใช้แทนทาลัมอย่างแพร่หลายเกี่ยวข้องกับการพัฒนาเทคโนโลยีสุญญากาศไฟฟ้า ซึ่งรวมถึงการผลิตวิศวกรรมวิทยุ เรดาร์ และอุปกรณ์เอ็กซ์เรย์
แทนทาลัมมีคุณสมบัติที่มีคุณค่าผสมผสานกัน (จุดหลอมเหลวสูง การแผ่รังสีสูง และความสามารถในการดูดซับก๊าซ) ทำให้สามารถนำไปใช้ในการผลิตชิ้นส่วนสำหรับอุปกรณ์สูญญากาศไฟฟ้าได้ ความสามารถในการดูดซับก๊าซใช้เพื่อรักษาสุญญากาศระดับลึกในหลอดวิทยุและอุปกรณ์สุญญากาศไฟฟ้าอื่นๆ
ทำจากแผ่นและแท่งแทนทาลัม« อุปกรณ์ร้อน» (ชิ้นส่วนที่ให้ความร้อน) - แอโนด กริด แคโทดที่ให้ความร้อนทางอ้อม และส่วนอื่น ๆ ของหลอดอิเล็กทรอนิกส์ โดยเฉพาะหลอดเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากำลังสูง
นอกจากโลหะบริสุทธิ์แล้ว โลหะผสมแทนทาโลเนียม-เบียมยังใช้เพื่อจุดประสงค์เดียวกันอีกด้วย
ช่วงปลายยุค 50 - ต้นยุค 60 x ปี สำคัญแทนทาลัมใช้สำหรับการผลิตตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าและวงจรเรียงกระแสกระแสไฟฟ้า ที่นี่ใช้ความสามารถของแทนทาลัมในการสร้างฟิล์มออกไซด์ที่เสถียรในระหว่างการออกซิเดชันขั้วบวก ฟิล์มออกไซด์มีความเสถียรในอิเล็กโทรไลต์ที่เป็นกรดและส่งผ่านกระแสในทิศทางจากอิเล็กโทรไลต์ไปยังโลหะเท่านั้น ความต้านทานไฟฟ้าจำเพาะของฟิล์มตา 2 โอ 5 ไปในทิศทางที่ไม่นำกระแสไฟฟ้าสูงมาก ( 7, 5. 10 12 โอห์ม cm) ค่าคงที่ไดอิเล็กตริกของฟิล์ม 11, 6.
ตัวเก็บประจุแทนทาลัมที่มีอิเล็กโทรไลต์แข็งมีลักษณะเฉพาะคือความจุสูงแต่มีขนาดเล็ก และมีความต้านทานฉนวนสูง (นิ้ว)สูงกว่า 2-3 เท่า ตัวเก็บประจุอลูมิเนียม ) ความทนทานของฟิล์ม แผ่นประจุบวกของตัวเก็บประจุเหล่านี้ทำขึ้นในรูปแบบของแท็บเล็ต กดจากผงแทนทาลัมและเผาในสภาพแวดล้อมที่เป็นกลางที่อุณหภูมิสูง พื้นผิวที่มีประสิทธิภาพของแท็บเล็ตที่มีรูพรุนดังกล่าวคือ 50-100 ใหญ่กว่ารูปทรงเรขาคณิตหลายเท่า ซึ่งทำให้ได้ขนาดเล็กมาก ขนาดตัวเก็บประจุที่มีความจุค่อนข้างมาก วางแผ่นขั้วบวกไว้ในตัวเครื่องที่เต็มไปด้วยอิเล็กโทรไลต์ ซึ่งทำหน้าที่เป็นแผ่นขั้วลบที่เชื่อมต่อกับตัวเครื่อง ตัวเก็บประจุประเภท ETO ผลิตขึ้นใน 4 ประเภท: ETO- 1 (นี่-S), นี่-2, นี่-3, นี่-4. ตัวเก็บประจุชนิด ETO- 1, มีไว้สำหรับใช้ในอุปกรณ์ที่สำคัญโดยเฉพาะถูกกำหนดให้เป็น ETO-S นอกจากนี้ยังมีตัวเก็บประจุประเภท ET และ ETN: แทนทาลัมด้วยไฟฟ้าและแทนทาลัมด้วยไฟฟ้าไม่มีขั้ว ตัวเก็บประจุสามารถใช้งานได้ในช่วงอุณหภูมิกว้างตั้งแต่ - 80 ถึง +200° C. ตัวเก็บประจุแทนทาลัมใช้กันอย่างแพร่หลายในสถานีวิทยุ อุปกรณ์ทางทหารต่างๆ และอุปกรณ์อื่นๆ
ความต้านทานการกัดกร่อนของแทนทาลัมในกรดและสภาพแวดล้อมอื่นๆ รวมกับค่าการนำความร้อนและความเหนียวสูง ทำให้แทนทาลัมเป็นวัสดุโครงสร้างที่มีคุณค่าสำหรับอุปกรณ์ในอุตสาหกรรมเคมีและโลหะวิทยา แทนทาลัมทำหน้าที่เป็นวัสดุสำหรับแม่พิมพ์ (แทนแพลทินัม ) สำหรับการสร้างเส้นใยในการผลิตเรยอน
แทนทาลัมเป็นส่วนประกอบของโลหะผสมทนความร้อนหลายชนิดสำหรับกังหันก๊าซ เครื่องยนต์ไอพ่น. การผสมแทนทาลัมโมลิบดีนัม, ไทเทเนียม,
แทนทาลัมในรูปของลวดและแผ่นใช้ในการแพทย์ - ในการทำศัลยกรรมกระดูกและพลาสติก (การยึดเกาะ"แพทช์" ในกรณีที่กะโหลกศีรษะเสียหาย การเย็บ ฯลฯ) โลหะไม่ทำให้เนื้อเยื่อที่มีชีวิตระคายเคืองเลยและไม่เป็นอันตรายต่อการทำงานที่สำคัญของร่างกาย
สารประกอบแทนทาลัมบางชนิด (ฟลูออไรด์) ใช้ในการสังเคราะห์สารอินทรีย์ เกลือที่ซับซ้อนออกไซด์) เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา
อุตสาหกรรมเชิงกลยุทธ์และความรู้เข้มข้นของประเทศชั้นนำของโลกมีการเติบโตอย่างต่อเนื่อง พลวัตของการเติบโตนี้อธิบายได้ด้วยเหตุผลสองประการที่สัมพันธ์กัน ประการแรกคือความจำเป็นในการปรับปรุงลักษณะคุณภาพของผลิตภัณฑ์ไฮเทคเพื่อวัตถุประสงค์ทางพลเรือนและการทหาร ประการที่สองคือแทนทาลัมเหมาะที่สุดสำหรับการแก้ปัญหาแรกเนื่องจากมีคุณสมบัติอันมีคุณค่าที่น่าประทับใจรวมไปถึง:
- ทนต่อการกัดกร่อนเป็นพิเศษ
- ความต้านทานที่เป็นเอกลักษณ์ การสัมผัสสารเคมีก๊าซและกรด
- ความหนาแน่นสูง(16.6 กรัม/ซม.3) และความจุไฟฟ้าจำเพาะ
- ความแข็งยิ่งยวดและความเหนียว
- ความสามารถในการผลิตที่ดี (การแปรรูป, ความสามารถในการเชื่อม);
- ทนความร้อนและทนความร้อน (จุดหลอมเหลว 3000°C);
- ความสามารถในการดูดซับก๊าซ (มากกว่าปริมาตรของมันเองหลายร้อยเท่า)
- ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนสูง
- ความเข้ากันได้ทางชีวภาพที่เป็นเอกลักษณ์และอีกมากมาย
รูปแบบของการปล่อยแทนทาลัม
สำหรับการผลิตผลิตภัณฑ์ไฮเทคนั้นจะใช้แทนทาลัมทั้งในรูปแบบบริสุทธิ์และในรูปของโลหะผสม มีการใช้งานที่หลากหลายเนื่องจาก ทางเลือกที่ยิ่งใหญ่แทนทาลัมและผลิตภัณฑ์กึ่งสำเร็จรูปที่มีแทนทาลัม สำหรับการประมวลผลเพิ่มเติม จะมีการผลิตแท่งและแถบแทนทาลัม แผ่น จาน และแท่งโลหะ (เกรด ELP-1, ELP-2, ELP-3) ลวดและแผ่นแทนทาลัมที่เป็นที่ต้องการมากที่สุด รวมถึงฟอยล์ (เกรด TVCh และ TVCh-1) และผงโลหะเกรดตัวเก็บประจุ ผงนี้มีสัดส่วนประมาณ 60% ของการผลิตแทนทาลัมของโลก ซึ่งอุตสาหกรรมวิทยุอิเล็กทรอนิกส์ใช้เพื่อสร้างฐานองค์ประกอบของเทคโนโลยี "อัจฉริยะ" สมัยใหม่ ตลาดประมาณ 25% ครอบครองโดยแผ่นแทนทาลัมและลวด รวมถึงฟอยล์
รูปที่ 1. ผลิตภัณฑ์แทนทาลัม
การประยุกต์แทนทาลัม
- การผลิตอุปกรณ์สุญญากาศไฟฟ้า
- ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์
- โทรคมนาคมและการสื่อสาร
- อุตสาหกรรมการบินและอวกาศ
- วิศวกรรมเคมี;
- อุตสาหกรรมนิวเคลียร์
- โลหะวิทยาของโลหะผสมแข็ง
- ยา ฯลฯ
แทนทาลัมในอุปกรณ์สุญญากาศ
พื้นที่ทำงานของอุปกรณ์สุญญากาศไฟฟ้าเต็มไปด้วยก๊าซหรือสุญญากาศพิเศษซึ่งมีอิเล็กโทรดสองขั้ว (แอโนดและแคโทด) หรือมากกว่านั้นที่ก่อให้เกิดกระแสการปล่อยในอวกาศ อุปกรณ์ดังกล่าวรวมถึงอุปกรณ์ไมโครเวฟสุญญากาศชนิดแมกนีตรอน อุปกรณ์สำหรับเรดาร์ สถานีนำทางและอะคูสติกน้ำ ออสซิลโลสโคป เครื่องนับ อนุภาคมูลฐาน, โฟโต้เซลล์ไฟฟ้าสุญญากาศ, อุปกรณ์เอ็กซ์เรย์, หลอดอิเล็กตรอน และอื่นๆ อีกมากมาย ในอุปกรณ์สูญญากาศไฟฟ้าจำนวนหนึ่ง แทนทาลัมทำหน้าที่เป็นวัสดุสำหรับตัวดูดซับ - ตัวดูดซับก๊าซที่รักษาสถานะของสุญญากาศลึกในห้อง ในอุปกรณ์บางชนิด อิเล็กโทรดจะร้อนขึ้นอย่างรวดเร็วและแรงมาก ดังนั้นจึงใช้เทปแทนทาลัมบาง (เกรด T หรือ HDTV) หรือสายไฟ (เกรด HDTV) เป็น "ข้อต่อร้อน" ซึ่งสามารถทำงานได้เป็นเวลานาน (หลายสิบ เป็นเวลาหลายพันชั่วโมง) และเสถียรที่อุณหภูมิสูง แรงดันไฟฟ้า และอุณหภูมิที่เร้าใจ
แทนทาลัมในโลหะผสมแข็ง
ในอุตสาหกรรมโลหะวิทยา แทนทาลัมใช้เพื่อสร้างโลหะผสมทนไฟที่มีความแข็งเป็นพิเศษ โดยมีส่วนประกอบคือ แทนทาลัมคาร์ไบด์ (เกรด TT) และทังสเตน โลหะผสมแทนทาลัม-ทังสเตน (เกรด TV-15, TV-10, TV-5) ใช้ในการผลิตเครื่องมือตัดและแปรรูปโลหะ “มงกุฎ” สำหรับงานหนักสำหรับการเจาะรูในหินและวัสดุผสม โลหะผสมแทนทาลัมและนิกเกิลคาร์ไบด์สามารถแปรรูปพื้นผิวของเพชรได้อย่างง่ายดายโดยไม่ด้อยกว่าในด้านความแข็ง แทนทาลัม (ความแข็งของบริเนลสูงถึง 1,250–3,500 MPa) ใช้ในการผลิตชิ้นส่วนของการติดตั้งด้วยความเย็นจัด แม่พิมพ์และถ้วยใส่ตัวอย่างสำหรับการหลอมและการทำให้โลหะหายากของโลกบริสุทธิ์ และภาชนะสำหรับการกดผงโลหะด้วยความเย็น
แทนทาลัมในวิศวกรรมเคมี
ในงานวิศวกรรมเคมี ท่อแทนทาลัมเปลี่ยนรูปเย็นไร้ตะเข็บ (เกรด TVCh) และแผ่นถูกนำมาใช้ในการก่อสร้างอุปกรณ์ที่ทนต่อการกัดกร่อนที่ทำงานในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงทางเคมี แทนทาลัมใช้ในการผลิตโครงสร้างทนกรดต่างๆ (คอยล์ เครื่องผสม เครื่องกลั่น เครื่องเติมอากาศ ท่อ) อุปกรณ์ห้องปฏิบัติการ อุปกรณ์ทำความร้อนและความเย็นที่ทำงานโดยสัมผัสกับกรด รวมถึงสารที่มีความเข้มข้น ฟอยล์แทนทาลัมใช้สำหรับการหุ้ม (การเคลือบเทอร์โมกลแบบบาง) บนพื้นผิวของชิ้นส่วนและอุปกรณ์ในสายการผลิตกรดซัลฟิวริก แอมโมเนีย ฯลฯ
แทนทาลัมในทางการแพทย์
แทนทาลัมมีความเข้ากันได้เป็นพิเศษกับเนื้อเยื่อที่มีชีวิต และไม่ถูกปฏิเสธจากสิ่งเหล่านี้ ในทางการแพทย์ ลวดแทนทาลัมถูกนำมาใช้ในรูปแบบของเส้นด้ายและลวดเย็บเพื่อยึดเนื้อเยื่อของกล้ามเนื้อ เส้นเอ็น เส้นใยประสาท และหลอดเลือด นอกจากนี้ยังใช้ทำตาข่ายสำหรับขาเทียมตา และใช้แผ่นนี้ทำตัวเรือนสำหรับเครื่องกระตุ้นหัวใจ ในการผ่าตัดเสริมสร้าง แท่งและเทปแทนทาลัมถือเป็นวัสดุเพียงชนิดเดียวสำหรับการทำขาเทียมและการเปลี่ยนกระดูก แผ่นแทนทาลัมมีความสำคัญเป็นพิเศษในฐานะวัสดุ "ซ่อมแซม" สำหรับการบาดเจ็บที่กะโหลกศีรษะ
แทนทาลัมในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ
เนื่องจากเป็นวัสดุโครงสร้างที่มีอุณหภูมิสูง แผ่นแทนทาลัมจึงถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศเพื่อผลิตส่วนประกอบที่สำคัญของจรวดและเครื่องบิน ตัวอย่างเช่น แทนทาลัมใช้เพื่อสร้างส่วนจมูกของจรวดและใบพัดทนความร้อนของกังหันก๊าซของเครื่องยนต์เทอร์โบเจ็ทที่ใช้เชื้อเพลิงเหลว โลหะผสมแทนทาลัมใช้ในการผลิตชิ้นส่วนหัวฉีด เครื่องเผาไหม้ ฯลฯ
แทนทาลัมในอุตสาหกรรมนิวเคลียร์
เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนสำหรับระบบพลังงานนิวเคลียร์ ทนทานต่อการหลอมละลายและไอซีเซียมที่ร้อนจัด ผลิตจากท่อแทนทาลัม (เกรด TVCh) แทนทาลัมใช้เพื่อสร้างอุปสรรคการแพร่กระจายสำหรับตัวนำยิ่งยวดของเครื่องปฏิกรณ์แสนสาหัส ไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีแทนทาลัม-182 ใช้ในการบำบัดด้วยรังสี ลวดแทนทาลัมบาง (50-100 ไมครอน) ที่เคลือบด้วยแพลตตินัมใช้เป็นแหล่งรังสีแกมมาคั่นระหว่างหน้าโดยเฉพาะที่ส่งผลต่อเซลล์มะเร็ง เมื่อต้นปี 2561 มีข้อมูลปรากฏในสื่อว่านักวิทยาศาสตร์ชาวจีนกำลังทำการทดลองแทนทาลัม-182 เพื่อจุดประสงค์ทางการทหาร สาระสำคัญของการทดลองไม่ได้รับการเปิดเผย แต่เป็นไปได้มากว่าเรากำลังพูดถึงการใช้ไอโซโทปแทนทาลัมเป็นตัวแทน "เพาะพันธุ์" สำหรับระเบิด "สกปรก"
แทนทาลัมในวิศวกรรมไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์
ผงแทนทาลัม (TU95.250-74) ใช้ในการผลิตตัวเก็บประจุสมัยใหม่สำหรับโทรคมนาคม ไมโครอิเล็กทรอนิกส์ และ อุปกรณ์คอมพิวเตอร์. ด้วยขนาดที่เล็ก จึงเหนือกว่าตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าอื่นๆ ส่วนใหญ่ในแง่ของความจุจำเพาะต่อหน่วยปริมาตร มีความโดดเด่นด้วยอุณหภูมิการทำงานที่หลากหลาย และมีความน่าเชื่อถือสูง ตัวเก็บประจุแทนทาลัมคงคุณสมบัติไว้ได้นานถึง 25 ปีในโหมดการจัดเก็บและในโหมดการทำงานสามารถทำงานได้นานถึง 150,000 ชั่วโมง ปัจจุบัน ตัวเก็บประจุแทนทาลัมมีอยู่ในวงจรขนาดเล็กของสมาร์ทโฟน คอมพิวเตอร์ คอนโซลเกม และอุปกรณ์ทางทหารเกือบทุกเครื่อง แทนทาลัมใช้ในวงจรเรียงกระแส กระแสไฟฟ้าเนื่องจากมีความสามารถในการผ่านไปในทิศทางเดียวเท่านั้น
รูปที่ 2. ตัวเก็บประจุแทนทาลัม
บทสรุป
นอกเหนือจากที่กล่าวมาข้างต้นแล้ว แท่งและแผ่นแทนทาลัม ฟอยล์ ลวด ผงยังถูกนำมาใช้เพื่อแก้ไขปัญหาอื่นๆ อีกหลายสิบรายการ ในทางโลหะวิทยา แทนทาลัมถูกใช้เป็นส่วนประกอบในการทำให้เสถียรของโลหะผสมในการผลิตเหล็กและโลหะผสมที่มีความแข็งแรงสูงเป็นพิเศษ ทนต่อการกัดกร่อน และทนความร้อน สารประกอบแทนทาลัมทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในกระบวนการผลิตทางเคมี เช่น ยางสังเคราะห์ แทนทาลัมแสดงให้เห็นประสิทธิภาพสูงในด้านทัศนศาสตร์ เนื่องจากเมื่อเติมลงในแก้ว มันจะเพิ่มดัชนีการหักเหของแสง ซึ่งทำให้เลนส์ไม่ทรงกลม แต่บางลงและแบนลง แม้จะมีไดออปเตอร์ขนาดใหญ่ก็ตาม ในเครื่องประดับ แทนทาลัมถูกนำมาใช้ร่วมกับแพลตตินัมในการผลิตสร้อยข้อมือ นาฬิกา และหัวปากกาหมึกซึม ไม่ต้องสงสัยเลยว่าแทนทาลัมเป็นหนึ่งในโลหะที่ได้รับความนิยมและมีแนวโน้มมากที่สุดที่ใช้ในอุตสาหกรรมไฮเทค และอย่างที่เราเห็น ไม่ใช่แค่ในโลหะเหล่านั้นเท่านั้น
แทนทาลัม- โลหะสีเทาอ่อนพร้อมโทนสีน้ำเงินเล็กน้อย ในแง่ของการหักเหของแสง (จุดหลอมเหลวประมาณ 3000°C) เป็นอันดับสองรองจากทังสเตนและรีเนียม ความแข็งแรงและความแข็งสูงผสมผสานกับลักษณะพลาสติกที่ยอดเยี่ยม แทนทาลัมบริสุทธิ์เข้ากันได้ดีกับกระบวนการทางกลต่างๆ สามารถประทับตราได้อย่างง่ายดาย แปรรูปเป็นแผ่นที่บางที่สุด (หนาประมาณ 0.04 มิลลิเมตร) และลวด
แทนทาลัมมีโครงตาข่ายลูกบาศก์ที่มีศูนย์กลางลำตัว (a = 3.296 Å) รัศมีอะตอม 1.46 Å, รัศมีไอออนิก Ta 2+ 0.88 Å, Ta 5+ 0.66 Å; ความหนาแน่น 16.6 g/cm3 ที่ 20 °C; ถึง 2996 °C; อุณหภูมิกีบ 5300 °C; ความร้อนจำเพาะที่ 0-100°C 0.142 กิโลจูล/(กก. เคลวิน); การนำความร้อนที่ 20-100 °C 54.47 W/(m · K) ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของการขยายตัวเชิงเส้น 8.0·10 -6 (20-1500 °C); ความต้านทานไฟฟ้าจำเพาะที่ 0 °C 13.2·10 -8 โอห์ม·ม. ที่ 2000 °С 87·10 -8 โอห์ม·ม.
ที่ 4.38 K มันจะกลายเป็นตัวนำยิ่งยวด แทนทาลัมเป็นแบบพาราแมกเนติก มีความไวต่อแม่เหล็กจำเพาะ 0.849·10 -6 (18 °C) แทนทาลัมบริสุทธิ์เป็นโลหะเหนียวที่สามารถแปรรูปได้ด้วยแรงดันในความเย็นโดยไม่ต้องชุบแข็งอย่างมีนัยสำคัญ สามารถเปลี่ยนรูปได้ด้วยอัตราการลดลง 99% โดยไม่ต้องอบอ่อนกลาง ตรวจไม่พบการเปลี่ยนแทนทาลัมจากสถานะเหนียวไปเป็นสถานะเปราะเมื่อเย็นลงถึง -196 °C
โมดูลัสยืดหยุ่นของแทนทาลัมคือ 190 H/m 2 (190·10 2 kgf/mm 2) ที่ 25 °C ความต้านทานแรงดึงของแทนทาลัมที่มีความบริสุทธิ์สูงอบอ่อนคือ 206 MN/m2 (20.6 kgf/mm2) ที่ 27 °C และ 190 MN/m2 (19 kgf/mm2) ที่ 490 °C; การยืดตัวสัมพัทธ์ 36% (27 °C) และ 20% (490 °C) ความแข็งบริเนลของแทนทาลัมตกผลึกบริสุทธิ์คือ 500 Mn/m2 (50 kgf/mm2) คุณสมบัติของแทนทาลัมขึ้นอยู่กับความบริสุทธิ์เป็นส่วนใหญ่ สิ่งเจือปนของไฮโดรเจน ไนโตรเจน ออกซิเจน และคาร์บอนทำให้โลหะเปราะ