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钽的化学性质如何?
文章来源:本站  人气:805  发表时间:2023-03-15


钽的化学成分

成份 %
牌号主要成份杂质含量  不大于
TaNbFeSiNiWMoTiNbOCHN
Ta1剩余——0.0050.0050.0020.010.010.0020.030.0150.010.00150.01
Ta2剩余——0.030.020.0050.040.030.0050.10.020.010.00150.01
TaNb3剩余3.50.030.030.0050.040.030.005——0.020.010.00150.01
TaNb20剩余17.023.00.030.030.0050.040.030.005——0.020.010.00150.01
Ta2.5W剩余
0.0050.0050.0023.00.010.0020.040.0150.010.00150.01
Ta10W剩余
0.0050.0050.002110.010.0020.040.0150.010.00150.01
用户如有特殊要求,双方具体商定

有非常出色的化学性质,具有极高的抗腐蚀性,无论是在冷和热的条件下,对盐酸、浓硝酸及王水都不反应。但钽在热的浓硫酸中能被腐蚀,在150℃以下,钽不会被浓硫酸腐蚀,只有在高于此温度才会有反应,在175℃的浓硫酸中1年,被腐蚀的厚度为0.0004毫米,将钽放入200℃的硫酸中浸泡一年,表层仅损伤0.006毫米。在250℃时,腐蚀速度有所增加,为每年被腐蚀的厚度为0.116毫米,在300℃时,被腐蚀的速度则更加快,浸泡1年,表面被腐蚀1.368毫米。在发烟硫酸(含15%的SO3)腐蚀速度比浓硫酸中更加严重,在130℃的该溶液里浸泡1年,表面被腐蚀的厚度为15.6毫米。钽在高温下也会被磷酸腐蚀,但该反应一般在150℃以上才发生,在250℃的85%的磷酸中,浸泡1年,表面被腐蚀20毫米,另外,钽在氢氟酸和硝酸的混酸中能迅速溶解,在氢氟酸中也能被溶解。但是钽更害怕强碱,在110℃ 40%浓度的烧碱溶液里,钽会被迅速溶解,在同样浓度的氢氧化钾溶液中,只要100℃就会被迅速溶解。除上面所述情况外,一般的无机盐在150℃以下一般不能腐蚀钽。实验证明,钽在常温下,对碱溶液、氯气、溴水、稀硫酸以及其他许多药剂均不起作用,仅在氢氟酸和热浓硫酸作用下有所反应。这样的情况在金属中是比较罕见的。

但高温下,钽表面的氧化膜被破坏,因此能与多种物质反应,常温下钽能与氟反应。在150℃时,钽对氯溴碘均呈惰性,在250℃时,钽对干燥的氯气仍然有抗腐蚀能力,在含有水蒸气的氯气中加热到400℃,仍然能保持光亮,在500℃则开始被腐蚀,在300℃以上钽与溴反应,对碘蒸汽则当温度达到赤热之前均呈惰性。氯化氢在410℃时和钽反应,生产五氯化物,溴化氢则在375℃与钽反应。当加热到200℃或者更低的温度下,硫能与Ta作用,碳及烃类在800-1100℃与钽作用。


钽的主要吸收线及其主要参数

λ/nm

f

W

F

S*

CL

G

271.5

0.055

0.2

N-A

30


1.0

260.9(D)


0.2

N-A

23


2.1

265.7


0.2

N-A



2.5

293.4


0.2

N-A



2.5

255.9


0.2

N-A



2.5

264.8


0.2

N-A



x

265.3


0.2

N-A



2.7

269.8


0.2

N-A



2.7

275.8


0.2

N-A



3.1

277.6


0.2

N-A

58




λ:波长

f:振子强度

W:单色器光谱通带

N-A(氧化亚氮-乙炔焰)

S*:元素的特征浓度(1%吸收灵敏度)

CL:元素的检测极限

R·S:同一元素主要吸收线间的相对灵敏度

F:火焰类型

钽的线胀系数在0~100℃之间为6.5×10-6 K-1,超导转变临界温度为4.38K,原子的热中子吸收截面为21.3靶恩。

在低于150℃的条件下钽是化学性质最稳定的金属之一。与钽能起反应的只有氟、氢氟酸、含氟离子的酸性溶液和三氧化硫。在室温下与浓碱溶液反应,并且溶于熔融碱中。致密的钽在200℃开始轻微氧化,在280℃时明显氧化。钽有多种氧化物,最稳定的是五氧化二钽(Ta2O5)。钽和氢在250℃以上生成脆性固溶体和金属氢化物如Ta2H、TaH、TaH2、TaH3。在800~1200℃的真空下,氢从钽中析出钽又恢复塑性。钽和氮在300℃左右开始反应生成固溶体和氮化合物;在高于2000℃和高真空下,被吸收的氮又从钽中析出。钽与碳在高于2800℃下以三种物相存在:碳钽固溶体、低价碳化物和高价碳化物。钽在室温下能与氟反应,在高于250℃时能与其他卤素反应,生成卤化物。

钽在酸性电解液中形成稳定的阳极氧化膜,用钽制成的电解电容器,具有容量大、体积小和可靠性好等优点,制电容器是钽的最重要用途,70年代末的用量占钽总用量2/3以上。钽也是制作电子发射管、高功率电子管零件的材料。钽制的抗腐蚀设备用于生产强酸、溴、氨等化学工业。金属钽可作飞机发动机的燃烧室的结构材料。钽钨、钽钨铪、钽铪合金用作火箭、导弹和喷气发动机的耐热高强材料以及控制和调节装备的零件等。钽易加工成形,在高温真空炉中作支撑附件、热屏蔽、加热器和散热片等。钽可作骨科和外科手术材料,例如用钽条替代人体中的骨头肌肉还会在钽条上生长,所以它有一个“亲生物金属”。碳化钽用于制造硬质合金。钽的硼化物、硅化物和氮化物及其合金用作原子能工业中的释热元件和液态金属包套材料。氧化钽用于制造高级光学玻璃和催化剂。1981年钽在美国各部门的消费比例约为:电子元件73%,机械工业19%,交通运输6%,其他2%。

铌钽产品主要有:钽粉,铌粉,钽丝,钽丝、钽棒、钽板、钽管、钽片,钽螺母、钽加工件等。

钽铌新材料可应用领域包括:电子、陶瓷和玻璃工业;电声光器件;硬质合金、宇航及电子能工业;生物医学工程;超导工业;特种钢等产业。

在电子工业中,利用钽金属可制造电解电容器,具有电容量大、漏电流小、稳定性好、可靠性高、耐压性能好、寿命长、体积小等突出特点。

此外,钽还大量用于、航空、航天、电子计算机、次的民用电器及各类电子仪表的电子线路中。

在冶金工业中,钽铌主要用作生产高强度合金钢、改善各种合金性能和制作超硬工具的添加剂。


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