Spezifikation
Chemische Zusammensetzung
● Elementarzusammensetzung:Tantal ist ein chemisches Element mit dem Symbol Ta und der Ordnungszahl 73.
● Reinheit:Tantal ist normalerweise in einer Reinheit von 99,9 % bis 99,99 % für die meisten Industrie- und Hochleistungsanwendungen verfügbar.
● Legierte Formen:Tantal ist auch in Legierungen mit anderen Metallen wie Wolfram (W), Niob (Nb) und Titan (Ti) erhältlich und bietet verbesserte Eigenschaften wie Festigkeit oder Formbarkeit.
Physikalische Eigenschaften
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Physikalische Eigenschaften |
Daten |
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Dichte |
Mit 16,69 g/cm³ (Gramm pro Kubikzentimeter) ist es eines der dichtesten Metalle. |
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Schmelzpunkt |
3.017 Grad (5.463 Grad F), einer der höchsten Schmelzpunkte aller Metalle |
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Siedepunkt |
5.458 Grad (9.854 Grad F). |
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Farbe |
Tantal ist ein glänzendes, silbrig-blaues Metall. |
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Härte |
Tantal ist ein relativ weiches Metall, seine Legierungen können jedoch je nach Legierung gehärtet werden. |
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Elektrische Leitfähigkeit |
7,3 x 10⁶ S/m (Leitfähigkeit in Siemens pro Meter). |
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Wärmeleitfähigkeit: |
57 W/m·K (Watt pro Meter Kelvin). |
Mechanische Eigenschaften
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Mechanische Eigenschaften |
Daten |
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Zugfestigkeit |
170 - 300 MPa für reines Tantal und höher für seine Legierungen (z. B. bis zu 500 MPa für Tantallegierungen) |
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Streckgrenze |
70 - 200 MPa für reines Tantal, abhängig von der Form (z. B. Blech, Stab). |
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Verlängerung |
Ungefähr 5 % - 30 % (je nach Legierungsform und Verarbeitung). |
Korrosionsbeständigkeit
● Äußerst korrosionsbeständig-: Tantal ist für seine außergewöhnliche Korrosionsbeständigkeit bekannt, selbst in stark sauren Umgebungen (z. B. Schwefelsäure, Salzsäure und Königswasser).
● Oxidbildung: Tantal bildet leicht eine passive Oxidschicht auf seiner Oberfläche, die es vor weiterer Korrosion schützt.
● Beständig gegen: Viele starke Säuren, einschließlich Flusssäure, Königswasser und Schwefelsäure, wodurch es sich ideal für chemische Verarbeitungsanwendungen eignet.
● Nicht-reaktiv: Sehr geringe Reaktivität mit den meisten Substanzen, weshalb es in hochreinen Umgebungen wie der Halbleiter- und Luft- und Raumfahrtindustrie verwendet wird.
Elektrische Eigenschaften
Kapazität
Tantal wird aufgrund seiner hohen Dielektrizitätskonstante häufig bei der Herstellung von Tantalkondensatoren verwendet.
Leitfähigkeit
Im Vergleich zu anderen Metallen wie Kupfer weist es eine geringere elektrische Leitfähigkeit auf, wird jedoch aufgrund seiner Stabilität in elektronischen Anwendungen sehr geschätzt.
Thermische Eigenschaften
● Schmelzpunkt: Der Schmelzpunkt von Tantal ist nach Wolfram und Kohlenstoff der dritthöchste aller Elemente und eignet sich daher für Hochtemperaturanwendungen.
● Wärmeausdehnungskoeffizient: 6,6 x 10⁻⁶/K (Mikrometer pro Meter pro Grad Celsius).
Anwendungen
● Elektronik: Wird hauptsächlich in Tantalkondensatoren verwendet, die in der modernen Elektronik (z. B. Mobiltelefone, Computer und Automobilelektronik) unverzichtbar sind.
● Luft- und Raumfahrt: Wird für Hochtemperaturanwendungen wie Triebwerkskomponenten, Raketendüsen und Hochleistungsturbinenschaufeln verwendet.
● Chemische Verarbeitung: Aufgrund seiner hervorragenden Korrosionsbeständigkeit wird Tantal in Reaktoren, Wärmetauschern und Ventilen in der chemischen Industrie eingesetzt, insbesondere in stark korrosiven Umgebungen.
● Medizinisch: Tantal ist biokompatibel und daher ideal für medizinische Implantate, insbesondere in orthopädischen Geräten und Zahnimplantaten.
● Supraleitende Materialien: Wird in supraleitenden Magneten und anderen fortschrittlichen Materialien für wissenschaftliche und industrielle Anwendungen verwendet.
● Luftfahrt und Verteidigung: Aufgrund seiner Fähigkeit, extremen Temperaturen standzuhalten, wird es in Flugzeug-, Raketen- und Raumfahrzeugkomponenten verwendet.
Legierungsformen
● Tantallegierungen: Tantal wird häufig mit Metallen wie Wolfram (W) legiert, um seine Festigkeit zu erhöhen, oder mit Niob (Nb), um die Formbarkeit und Kosteneffizienz zu verbessern.
● Tantal-Wolframlegierungenwerden in der Luft- und Raumfahrt sowie im Militär eingesetzt, da sie eine hohe Festigkeit bei hohen Temperaturen bieten.
● Tantal-Niob-Legierungensorgen für zusätzliche Korrosionsbeständigkeit und werden in Anwendungen wie chemischen Geräten eingesetzt.
Umwelt- und Gesundheitsaspekte
Biokompatibilität
Tantal ist hoch biokompatibel und daher ideal für den Einsatz in der medizinischen Industrie.
Ungiftig
Bei sachgemäßer Verwendung in industriellen und medizinischen Anwendungen stellt Tantal keine nennenswerten Gesundheitsrisiken dar.
Recycling
Tantal ist recycelbar und wird häufig aus Abfallmaterialien zurückgewonnen, insbesondere in elektronischen Geräten und Kondensatoren.
Spezifikationen und Standards
● Reinheitsgrade: Tantal ist typischerweise in den Reinheitsgraden 99,9 %, 99,99 % und 99,999 % für verschiedene Anwendungen erhältlich.
● ASTM B365: Spezifikation für Tantal und Tantallegierungen für die Luft- und Raumfahrt und andere Hochtemperaturanwendungen.
● ASTM F560: Spezifikation für Tantal-Medizinprodukte.
● ISO-Standards: ISO 9001 für allgemeines Qualitätsmanagement sowie spezifische Materialstandards für Tantal.
Herstellungsformular
Blätter
Erhältlich in verschiedenen Stärken, verwendet in chemischen Verarbeitungsanlagen.
Stab und Stab
Wird häufig für die Herstellung von Teilen wie Verbindungselementen und Strukturbauteilen verwendet.
Draht
Wird für elektrische und elektronische Anwendungen verwendet, insbesondere bei der Herstellung von Kondensatoren.
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