タンタルの性質
原子番号 | 73 |
CAS番号 | 7440-25-7 |
原子量 | 180.95 |
融点 | 2 996 °C |
沸点 | 5~450℃ |
原子体積 | 0.0180nm3 |
20℃での密度 | 16.60g/cm3 |
結晶構造 | 体心立方体 |
格子定数 | 0.3303[nm] |
地球の地殻における豊富さ | 2.0[g/t] |
音速 | 3400m/s (室温)(細いロッド) |
熱膨張 | 6.3μm/(m・K)(25℃にて) |
熱伝導率 | 173W/(m・K) |
電気抵抗率 | 131nΩ・m(20℃にて) |
モース硬度 | 6.5 |
ビッカース硬さ | 870-1200Mpa |
ブリネル硬さ | 440-3430MPa |
タンタルは、記号 Ta、原子番号 73 の化学元素です。以前はタンタリウムとして知られていましたが、その名前はギリシャ神話の悪役タンタロスに由来しています。タンタルは、希少で硬く青灰色の光沢のある遷移金属であり、耐食性に優れています。これは、合金の微量成分として広く使用されている高融点金属グループの一部です。タンタルは化学的に不活性であるため、実験器具にとって貴重な物質であり、プラチナの代替品となります。現在の主な用途は、携帯電話、DVD プレーヤー、ビデオ ゲーム システム、コンピューターなどの電子機器のタンタル コンデンサーです。タンタルは、常に化学的に類似したニオブと一緒に、タンタライト、コロンバイト、コルタン(コロンバイトとタンタライトの混合物ですが、別個の鉱物種として認識されていません)という鉱物グループとして存在します。タンタルは技術的に重要な要素と考えられています。
物性
タンタルは濃い色 (青灰色) で、緻密で延性があり、非常に硬く、加工が容易で、熱と電気の伝導性が高くなります。この金属は酸による腐食に強いことで知られています。実際、150 °C 未満の温度では、タンタルは通常攻撃的な王水による攻撃をほぼ完全に受けません。フッ化水素酸、またはフッ化物イオンと三酸化硫黄を含む酸性溶液、および水酸化カリウムの溶液で溶解できます。タンタルの高融点 3017 °C (沸点 5458 °C) を超えるのは、元素の中でタングステン、金属のレニウム、オスミウムと炭素だけです。
タンタルは、アルファとベータの 2 つの結晶相で存在します。アルファ相は比較的延性があり、柔らかいです。体心立方構造(空間群 Im3m、格子定数 a = 0.33058 nm)、ヌープ硬度 200 ~ 400 HN、電気抵抗率 15 ~ 60 μΩ·cm を持ちます。ベータ相は硬くて脆いです。結晶の対称性は正方晶系(空間群 P42/mnm、a = 1.0194 nm、c = 0.5313 nm)、ヌープ硬度は 1000 ~ 1300 HN、電気抵抗率は 170 ~ 210 µΩ・cm と比較的高くなります。ベータ相は準安定で、750 ~ 775 °C に加熱するとアルファ相に変わります。バルクタンタルはほぼ完全にアルファ相であり、ベータ相は通常、マグネトロンスパッタリング、化学蒸着、または共晶溶融塩溶液からの電気化学蒸着によって得られる薄膜として存在します。