A tantál tulajdonságai
Atomszám | 73 |
CAS szám | 7440-25-7 |
Atomtömeg | 180,95 |
Olvadáspont | 2996 °C |
Forráspont | 5450 °C |
Atomtérfogat | 0,0180 nm3 |
Sűrűség 20 °C-on | 16,60 g/cm³ |
Kristály szerkezet | testközpontú köbös |
Rácsállandó | 0,3303 [nm] |
Bőség a földkéregben | 2,0 [g/t] |
Hangsebesség | 3400 m/s (rt.) (vékony rúd) |
Hőtágulás | 6,3 µm/(m·K) (25 °C-on) |
Hővezetőképesség | 173 W/(m·K) |
Elektromos ellenállás | 131 nΩ·m (20 °C-on) |
Mohs keménység | 6.5 |
Vickers keménység | 870-1200Mpa |
Brinell keménység | 440-3430Mpa |
A tantál egy Ta szimbólummal és 73-as rendszámmal ellátott kémiai elem. Korábban tantál néven ismerték, neve Tantalustól, a görög mitológiából származó gonosztevőtől származik. A tantál egy ritka, kemény, kékesszürke, fényes átmeneti fém, amely rendkívül korrózióálló. A tűzálló fémek csoportjába tartozik, amelyeket széles körben használnak az ötvözetek kisebb összetevőjeként. A tantál kémiai tehetetlensége értékes anyaggá teszi a laboratóriumi berendezésekben és a platina helyettesítőjévé. Manapság elsősorban tantálkondenzátorokban használják elektronikus berendezésekben, például mobiltelefonokban, DVD-lejátszókban, videojáték-rendszerekben és számítógépekben. A tantál, mindig a kémiailag hasonló nióbiummal együtt, a tantalit, kolumbit és koltán ásványcsoportokban fordul elő (kolumbit és tantalit keveréke, bár nem ismerik el külön ásványfajként). A tantál technológiai szempontból kritikus elemnek számít.
Fizikai tulajdonságok
A tantál sötét (kékszürke), sűrű, képlékeny, nagyon kemény, könnyen gyártható, és kiválóan vezeti a hőt és az elektromosságot. A fém a savakkal szembeni korrózióval szembeni ellenállásáról híres; Valójában 150 °C alatti hőmérsékleten a tantál szinte teljesen immunis az általában agresszív vízivíz támadásával szemben. Feloldható fluorsavval vagy fluoridiont és kén-trioxidot tartalmazó savas oldatokkal, valamint kálium-hidroxid oldattal. A tantál magas, 3017 °C-os olvadáspontját (forráspontja 5458 °C) az elemek közül csak a volfrám, a rénium és a fémeknél az ozmium, valamint a szén haladja meg.
A tantál két kristályos fázisban létezik, alfa és béta. Az alfa fázis viszonylag képlékeny és lágy; testközpontú köbös szerkezetű (Im3m tércsoport, rácsállandó a = 0,33058 nm), Knoop keménysége 200-400 HN, elektromos ellenállása 15-60 µΩ⋅cm. A béta fázis kemény és törékeny; kristályszimmetriája tetragonális (P42/mnm tércsoport, a = 1,0194 nm, c = 0,5313 nm), a Knoop keménysége 1000-1300 HN, elektromos ellenállása viszonylag magas, 170-210 µΩ⋅cm. A béta-fázis metastabil, és 750-775 °C-ra melegítve alfafázissá alakul. Az ömlesztett tantál szinte teljes egészében alfa-fázisú, és a béta-fázis általában vékony filmként létezik, amelyet magnetronos porlasztással, kémiai gőzleválasztással vagy eutektikus olvadt sóoldatból elektrokémiai leválasztással nyernek.