Ta-tantaal

tantaal is een scheikundig element met het symbool Ta en atoomnummer 73. De naam komt van Tantalus, een personage uit de Griekse mythologie. Tantaal is een zeldzaam, hard, blauwgrijs, glanzend overgangsmetaal dat zeer corrosiebestendig is. Het maakt deel uit van de vuurvaste metalen groep, die op grote schaal worden gebruikt als kleine component in legeringen., De chemische inertheid van tantaal maakt het een waardevolle stof voor laboratoriumapparatuur en een vervanging voor platina, maar het belangrijkste gebruik vandaag is in tantaal condensatoren in elektronische apparatuur zoals mobiele telefoons, DVD-spelers, video game systemen en computers. Tantaal, altijd samen met het chemisch vergelijkbare niobium, komt voor in de mineralen tantaliet, columbiet en coltan (een mix van columbiet en tantaliet).

fysische eigenschappen
tantaal is donker (blauwgrijs), dicht, nodulair, zeer hard, gemakkelijk gefabriceerd en sterk geleidend van warmte en elektriciteit., Het metaal staat bekend om zijn weerstand tegen corrosie door zuren; in feite is tantaal bij temperaturen onder 150 °C bijna volledig immuun voor aanvallen door de normaal agressieve aqua regia. Het kan worden opgelost met fluorwaterstofzuur of zure oplossingen die het fluoride-ion en zwaveltrioxide bevatten, evenals met een oplossing van kaliumhydroxide. Het hoge smeltpunt van tantaal van 3017 °C (Kookpunt 5458 °C) wordt alleen overschreden door wolfraam, rhenium en osmium voor metalen en koolstof.tantaal bestaat in twee kristallijnen fasen, alfa en bèta., De alfafase is relatief nodulair en zacht; het heeft een lichaams-gecentreerde kubieke structuur (ruimtegroep Im3m, rooster constante a = 0,33058 nm), Knoop hardheid 200-400 HN en elektrische weerstand 15-60 cm. De bètafase is hard en bros; de kristalsymmetrie is tetragonaal (ruimtegroep P42/mnm, a = 1.0194 nm, c = 0.5313 nm), Knoop-hardheid is 1000-1300 HN en de elektrische weerstand is relatief hoog bij 170-210 cm. De bètafase is gemetastaseerd en wordt bij verhitting omgezet in de alfafase tot 750-775 °C., Bulk tantaal is bijna volledig alfa-fase, en de beta-fase bestaat meestal als dunne films verkregen door magnetron sputtering, chemische damp afzetting of elektrochemische afzetting uit een eutectische gesmolten zout oplossing.

Het belangrijkste gebruik van tantaal, als metaalpoeder, is bij de productie van elektronische componenten, voornamelijk condensatoren en enkele hoogvermogenweerstanden., Tantaal elektrolytische condensatoren benutten de neiging van tantaal om een beschermende oxide oppervlaktelaag te vormen, met behulp van tantaal poeder, geperst in een pellet vorm, als een “plaat” van de condensator, het oxide als de diëlektrische, en een elektrolytische oplossing of geleidende vaste stof als de andere “plaat”. Omdat de diëlektrische laag erg dun kan zijn (dunner dan de vergelijkbare laag in bijvoorbeeld een aluminium elektrolytische condensator), kan een hoge capaciteit worden bereikt in een klein volume., Vanwege de grootte en het gewicht voordelen, tantaal condensatoren zijn aantrekkelijk voor draagbare telefoons, personal computers en automotive elektronica.