Tantal ist ein chemisches Element mit dem Symbol Ta und der Ordnungszahl 73. Der Name kommt von Tantalus, einer Figur aus der griechischen Mythologie. Tantal ist ein seltenes, hartes, blaugraues, glänzendes Übergangsmetall, das sehr korrosionsbeständig ist. Es ist Teil der Gruppe der feuerfesten Metalle, die als Nebenkomponente in Legierungen weit verbreitet sind., Die chemische Inertheit von Tantal macht es zu einer wertvollen Substanz für Laborgeräte und zu einem Ersatz für Platin, aber seine Hauptanwendung ist heute Tantalkondensatoren in elektronischen Geräten wie Mobiltelefonen, DVD-Playern, Videospielsystemen und Computern. Tantal, immer zusammen mit dem chemisch ähnlichen Niob, kommt in den Mineralien Tantalit, Columbit und Coltan (einer Mischung aus Columbit und Tantalit) vor.
Physikalische eigenschaften
Tantal ist dunkel (blau-grau), dicht, duktil, sehr hart, leicht hergestellt, und hoch leitfähigen von wärme und strom., Das Metall ist bekannt für seine Korrosionsbeständigkeit durch Säuren; Tatsächlich ist Tantal bei Temperaturen unter 150 °C fast vollständig immun gegen Angriffe der normalerweise aggressiven Aqua Regia. Es kann mit Flusssäure oder sauren Lösungen, die das Fluoridion und Schwefeltrioxid enthalten, sowie mit einer Lösung von Kaliumhydroxid gelöst werden. Tantals hoher Schmelzpunkt von 3017 °C (Siedepunkt 5458 °C) wird nur durch Wolfram, Rhenium und Osmium für Metalle und Kohlenstoff überschritten.
Tantal existiert in zwei kristallinen Phasen, Alpha und Beta., Die Alpha-Phase ist relativ duktil und weich; es hat körperzentrierte kubische Struktur (Raumgruppe Im3m, Gitterkonstante a = 0,33058 nm), Knoop Härte 200-400 HN und elektrischen Widerstand 15-60 cm. Die Betaphase ist hart und spröde; ihre Kristallsymmetrie ist tetragonal (Raumgruppe P42/mnm, a = 1.0194 nm, c = 0.5313 nm), die Knoop-Härte beträgt 1000-1300 HN und der elektrische Widerstand ist bei 170-210 cm relativ hoch. Die Beta-Phase ist metastabil und wandelt sich bei Erwärmung auf 750-775 °C in die Alpha-Phase um., Bulk-Tantal ist fast vollständig Alpha-Phase, und die Beta-Phase existiert in der Regel als dünne Filme, die durch Magnetronsputtern, chemische Dampfabscheidung oder elektrochemische Abscheidung aus einer eutektischen geschmolzenen Salzlösung erhalten werden.
Die Hauptanwendung für Tantal als Metallpulver ist die Herstellung elektronischer Komponenten, hauptsächlich Kondensatoren und einiger Hochleistungswiderstände., Tantalelektrolytkondensatoren nutzen die Tendenz von Tantal aus, eine schützende Oxidoberflächenschicht unter Verwendung von Tantalpulver zu bilden, das in eine Pelletform gepresst wird, als eine „Platte“ des Kondensators, das Oxid als Dielektrikum und eine elektrolytische Lösung oder leitfähiger Feststoff als die andere „Platte“. Da die dielektrische Schicht sehr dünn sein kann (dünner als die ähnliche Schicht beispielsweise bei einem Aluminiumelektrolytkondensator), kann eine hohe Kapazität in einem kleinen Volumen erreicht werden., Aufgrund der Größen-und Gewichtsvorteile sind Tantalkondensatoren attraktiv für tragbare Telefone, PCS und Automobilelektronik.
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