Propriétés du tantale
Numéro atomique | 73 |
Numéro CAS | 7440-25-7 |
Masse atomique | 180,95 |
Point de fusion | 2 996 °C |
Point d'ébullition | 5 450 °C |
Volume atomique | 0,0180 nm3 |
Densité à 20 °C | 16,60g/cm³ |
Structure cristalline | cubique centré sur le corps |
Constante de réseau | 0,3303 [nm] |
Abondance dans la croûte terrestre | 2,0 [g/t] |
Vitesse du son | 3400 m/s (à température ambiante) (tige fine) |
Dilatation thermique | 6,3 µm/(m·K) (à 25 °C) |
Conductivité thermique | 173 W/(m·K) |
Résistivité électrique | 131 nΩ·m (à 20 °C) |
Dureté de Mohs | 6.5 |
Dureté Vickers | 870-1200Mpa |
Dureté Brinell | 440-3430Mpa |
Le tantale est un élément chimique de symbole Ta et de numéro atomique 73. Anciennement connu sous le nom de tantale, son nom vient de Tantale, un méchant de la mythologie grecque. Le tantale est un métal de transition rare, dur, bleu-gris et brillant, très résistant à la corrosion. Il fait partie du groupe des métaux réfractaires, largement utilisés comme composants mineurs dans les alliages. L'inertie chimique du tantale en fait une substance précieuse pour les équipements de laboratoire et un substitut au platine. Son utilisation principale aujourd'hui concerne les condensateurs au tantale des équipements électroniques tels que les téléphones portables, les lecteurs DVD, les systèmes de jeux vidéo et les ordinateurs. Le tantale, toujours avec le niobium chimiquement similaire, est présent dans les groupes minéraux tantalite, colombite et coltan (un mélange de colombite et de tantalite, bien que non reconnu comme une espèce minérale distincte). Le tantale est considéré comme un élément technologique critique.
Propriétés physiques
Le tantale est foncé (bleu-gris), dense, ductile, très dur, facile à fabriquer et hautement conducteur de chaleur et d'électricité. Le métal est réputé pour sa résistance à la corrosion par les acides ; en fait, à des températures inférieures à 150 °C, le tantale est presque totalement insensible aux attaques de l’eau régale, normalement agressive. Il peut être dissous avec de l'acide fluorhydrique ou des solutions acides contenant l'ion fluorure et du trioxyde de soufre, ainsi qu'avec une solution d'hydroxyde de potassium. Le point de fusion élevé du tantale de 3 017 °C (point d'ébullition de 5 458 °C) n'est dépassé parmi les éléments que par le tungstène, le rhénium et l'osmium pour les métaux, et le carbone.
Le tantale existe sous deux phases cristallines, alpha et bêta. La phase alpha est relativement ductile et molle ; il a une structure cubique centrée sur le corps (groupe d'espace Im3m, constante de réseau a = 0,33058 nm), une dureté Knoop de 200 à 400 HN et une résistivité électrique de 15 à 60 µΩ⋅cm. La phase bêta est dure et fragile ; sa symétrie cristalline est tétragonale (groupe spatial P42/mnm, a = 1,0194 nm, c = 0,5313 nm), la dureté Knoop est de 1 000 à 1 300 HN et la résistivité électrique est relativement élevée à 170 à 210 µΩ⋅cm. La phase bêta est métastable et se transforme en phase alpha lorsqu'elle est chauffée à 750-775 °C. Le tantale en vrac est presque entièrement constitué de phase alpha, et la phase bêta existe généralement sous forme de films minces obtenus par pulvérisation magnétron, dépôt chimique en phase vapeur ou dépôt électrochimique à partir d'une solution de sel fondu eutectique.