Tantaali omadused
Aatomnumber | 73 |
CAS number | 7440-25-7 |
Aatommass | 180,95 |
Sulamistemperatuur | 2996 °C |
Keemistemperatuur | 5450 °C |
Aatomi maht | 0,0180 nm3 |
Tihedus 20 °C juures | 16,60 g/cm³ |
Kristalli struktuur | kehakeskne kuup |
Võre konstant | 0,3303 [nm] |
Küllus maakoores | 2,0 [g/t] |
Heli kiirus | 3400 m/s (toatemperatuuril) (õhuke varras) |
Soojuspaisumine | 6,3 µm/(m·K) (temperatuuril 25 °C) |
Soojusjuhtivus | 173 W/(m·K) |
Elektriline takistus | 131 nΩ·m (temperatuuril 20 °C) |
Mohsi kõvadus | 6.5 |
Vickersi kõvadus | 870-1200Mpa |
Brinelli kõvadus | 440-3430Mpa |
Tantaal on keemiline element sümboliga Ta ja aatomnumbriga 73. Varem tuntud kui tantaal, selle nimi pärineb kreeka mütoloogiast pärit kaabakast Tantalusest. Tantaal on haruldane kõva, sinakashall, läikiv siirdemetall, mis on väga korrosioonikindel. See kuulub tulekindlate metallide rühma, mida kasutatakse laialdaselt sulamite väiksemate komponentidena. Tantaali keemiline inertsus muudab selle väärtuslikuks aineks laboriseadmete jaoks ja plaatina asendajaks. Tänapäeval kasutatakse seda peamiselt tantaalkondensaatorites elektroonikaseadmetes, nagu mobiiltelefonid, DVD-mängijad, videomängusüsteemid ja arvutid. Tantaal, alati koos keemiliselt sarnase nioobiumiga, esineb mineraalirühmades tantaliit, kolumbiit ja koltaan (kolumbiidi ja tantaliidi segu, kuigi seda ei tunnustata eraldi mineraaliliikidena). Tantaali peetakse tehnoloogiakriitiliseks elemendiks.
Füüsikalised omadused
Tantaal on tume (sinakashall), tihe, plastiline, väga kõva, kergesti valmistatav ning hästi soojust ja elektrit juhtiv. Metall on tuntud oma vastupidavuse poolest hapete korrosioonile; Tegelikult on tantaal temperatuuril alla 150 °C peaaegu täielikult immuunne tavaliselt agressiivse Aqua Regia rünnakute suhtes. Seda saab lahustada vesinikfluoriidhappe või fluoriidiooni ja vääveltrioksiidi sisaldavate happeliste lahustega, samuti kaaliumhüdroksiidi lahusega. Tantaali kõrget sulamistemperatuuri 3017 °C (keemistemperatuur 5458 °C) ületavad elementide hulgas vaid volfram, metallide puhul reenium ja osmium ning süsinik.
Tantaal esineb kahes kristallilises faasis, alfa- ja beetafaasis. Alfafaas on suhteliselt plastiline ja pehme; sellel on kehakeskne kuupkonstruktsioon (ruumirühm Im3m, võrekonstant a = 0,33058 nm), Knoopi kõvadus 200–400 HN ja elektritakistus 15–60 µΩ⋅cm. Beetafaas on kõva ja rabe; selle kristallsümmeetria on tetragonaalne (ruumirühm P42/mnm, a = 1,0194 nm, c = 0,5313 nm), Knoopi kõvadus on 1000–1300 HN ja elektritakistus on suhteliselt kõrge 170–210 µΩ⋅cm. Beetafaas on metastabiilne ja muundub alfafaasiks kuumutamisel temperatuurini 750–775 °C. Tantaal on peaaegu täielikult alfafaas ja beetafaas esineb tavaliselt õhukeste kiledena, mis saadakse magnetroni pihustamisega, keemilise aurustamise või elektrokeemilise sadestamise teel eutektilisest sulasoola lahusest.