Свойства тантала
Атомный номер | 73 |
Номер CAS | 7440-25-7 |
Атомная масса | 180,95 |
Температура плавления | 2 996 °С |
Точка кипения | 5 450 °С |
Атомный объем | 0,0180 нм3 |
Плотность при 20 °C | 16,60 г/см³ |
Кристаллическая структура | телоцентрированный кубический |
Постоянная решетки | 0,3303 [нм] |
Обилие в земной коре | 2,0 [г/т] |
Скорость звука | 3400 м/с (при комнатной температуре) (тонкий стержень) |
Тепловое расширение | 6,3 мкм/(м·К) (при 25 °C) |
Теплопроводность | 173 Вт/(м·К) |
Электрическое сопротивление | 131 нОм·м (при 20 °C) |
Твердость по шкале Мооса | 6,5 |
Твердость по Виккерсу | 870-1200 МПа |
Твердость по Бринеллю | 440-3430 МПа |
Тантал — это химический элемент с символом Та и атомным номером 73. Ранее известный как тантал, его название происходит от Тантала, злодея из греческой мифологии. Тантал — редкий, твердый, сине-серый, блестящий переходный металл, обладающий высокой коррозионной стойкостью. Он входит в группу тугоплавких металлов, которые широко используются в качестве второстепенных компонентов в сплавах. Химическая инертность тантала делает его ценным веществом для лабораторного оборудования и заменителем платины. Сегодня его основное применение — танталовые конденсаторы в электронном оборудовании, таком как мобильные телефоны, DVD-плееры, системы видеоигр и компьютеры. Тантал всегда вместе с химически близким ниобием встречается в группах минералов танталит, колумбит и колтан (смесь колумбита и танталита, хотя и не выделенная в отдельную минеральную разновидность). Тантал считается технологически важным элементом.
Физические свойства
Тантал темный (сине-серый), плотный, пластичный, очень твердый, легко обрабатывается и обладает высокой проводимостью тепла и электричества. Металл известен своей устойчивостью к коррозии кислотами; Фактически, при температуре ниже 150 ° C тантал почти полностью невосприимчив к воздействию обычно агрессивной царской водки. Его можно растворить плавиковой кислотой или кислыми растворами, содержащими фторид-ион и триоксид серы, а также раствором гидроксида калия. Высокая температура плавления тантала, составляющая 3017 °C (точка кипения 5458 °C), уступает среди элементов только вольфраму, рению и осмию для металлов, а также углероду.
Тантал существует в двух кристаллических фазах: альфа и бета. Альфа-фаза относительно пластична и мягка; он имеет объемноцентрированную кубическую структуру (пространственная группа Im3m, постоянная решетки a = 0,33058 нм), твердость по Кнупу 200–400 HN и удельное сопротивление 15–60 мкОм⋅см. Бета-фаза твердая и хрупкая; его кристаллическая симметрия тетрагональная (пр. гр. P42/мнм, a = 1,0194 нм, c = 0,5313 нм), твердость по Кнупу составляет 1000–1300 HN, а удельное электросопротивление относительно высокое и составляет 170–210 мкОм⋅см. Бета-фаза метастабильна и переходит в альфа-фазу при нагревании до 750–775 °С. Объемный тантал почти полностью представляет собой альфа-фазу, а бета-фаза обычно существует в виде тонких пленок, полученных магнетронным распылением, химическим осаждением из паровой фазы или электрохимическим осаждением из эвтектического раствора расплавленной соли.