集团标准化工作小组 #Q8QGGQT-GX8G08Q8-GNQGJ8-MHHGN#
钽金属的结构与性能研究
嵌入式实时操作系统ucos-ii>商业报道摘 要：钽是和发展不可缺少的战略原料，钽以其独特的结构和性质，在骨科医学、电子工业、化学工业和冶金工业有很大的应用。这篇论文主要介绍钽金属的资源、钽金属的制备和钽金属的结构和性质及其应用。
关键字：钽金属；战略原料；资源；制备；结构；应用
0 引言
钽是由瑞典化学家埃克贝里在1802年发现的，按希腊神话人物Tantalus（坦塔罗斯）的名字命名tantalum。1903年德国化学家博尔顿（ Bolton)首次制备了塑性金属钽,用作灯丝材料。1940年大容量的钽电容器出现，并在军用通信中广泛应用。第二次世界大战期间，钽的需要量剧增。50年代以后，由于钽在电容器、高温合金、化工和原子能工业中的应用不 断扩大，需要量逐年上升，促进了钽的提取工艺的研究和生产的发展。中国于60年代初期建立了钽的冶金工业。美国是钽消费量最大的国家，1997年消费量达500吨，其中60%用于生产器。日本是钽消费的第二大国，消费量为334吨。21世纪初，随着电容器生产的发展迅速，市场供不应求。预计，世界钽电容器的生产量达亿件，需消费钽1000吨。据的统计，世界钽14000吨。其中，澳大利亚4500吨、尼日利亚3200吨、1800吨、加拿大1800吨、巴西1400吨。量，主要分布在江西、福建、新疆、广西、湖南等省。从未来发展的需求看，电容器仍是钽的主要应用领域。如果按储量基础24000吨计算，也只能保证24年的需求。尽管如此，钽资源的前景仍然是看好的。首先，在世界十分丰富的铌矿床中，伴生有大量的钽资源。其中，南部加达尔铌、钽矿的钽资源量就达100万吨。其次，西方已开始利用含Ta2O53%以下的大量锡炉渣。此外，代用品的研究和利用也有了很快的发展，如铝和陶瓷在电容器领域代替钽；硅、锗、铯可在用途上，代替钽制造等。
在郑州大学先进靶材料实验室的李庆奎老师的团队主要做的是高纯钽金属靶材，做出的金属靶材通过磁控溅射等工艺形成的薄膜广泛应用于电子信息产业。为了更深层次的探究谈金属，我对钽金属的资源、制备、结构、性能和应用进行了探究。
1 钽金属的资源
资源钽和铌的物理化学性质相似，因此共生于自然界的矿物中。划分钽矿或铌矿主要是根据矿物中钽和铌的含量。钽铌矿物的赋存形式和化学成分复杂,其中除钽、铌外，往往还含有稀土金属、钛、锆、钨、铀、钍和锡等。钽的主要矿物有：钽铁矿[(Fe,Mn)(Ta,Nb)牛小米外企打拼记2O6]、重钽铁矿、细晶石和黑稀金矿等。炼锡的废渣中含有钽，也是钽的重要资源。已查明世界的钽储量(以钽计)约为134000短吨，扎伊尔占首位。1979年世界钽矿物的产量(以钽计)为 788短吨(1短吨＝公斤)。中国从含钽比较低的矿物中提取钽的工艺，并且取得了巨大的成就。
2 钽金属的制备
冶炼方法：钽铌矿中常伴有多种金属，钽冶炼的主要步骤是分解精矿，净化和分离钽、铌，以制取钽、铌的纯化合物，最后制取金属。矿石分解可采用分解法、氢氧化钠熔融法和氯化法等。钽铌分离可采用〔常用的为甲基异丁基铜(MIBK)、(TBP)、仲辛醇和等〕、分步和。分离：首先将钽铌铁矿的精矿用和硫酸分解钽和铌呈氟钽酸和氟铌酸溶于浸出液中，同时铁、锰、钛、钨、硅等伴生元素也溶于浸出液中，形成成分很复杂的强酸性溶液。钽铌浸出液用萃取钽铌同时萃入有机相中,用硫酸溶液洗涤有机相中的微量 杂质，得到纯的含钽铌的有机相洗液和萃余液合并,其中含有微量钽铌和杂质元素，是强酸性溶液，可综合回收。纯的含钽铌的有机相用溶液铌得到含钽的有机相。铌和少量的钽进入水溶液相中然后再用甲基异丁基酮萃取其中的钽,得到纯的含铌溶液。纯的含钽的有机相用水反萃取就得到纯的含钽溶液。反萃取钽后的有机相返回萃取循环使用。纯的氟钽酸溶液或纯的氟铌酸溶液同或反应分别生成氟钽酸钾(K2TaF7)和氟铌酸钾(K2NbF7)结晶，也可与反应生成或沉淀。钽或铌的在900～1000℃下煅烧生成钽或铌的氧化物。
钽的制取：①金属可采用金属（钠热还原）法制取。
在惰性气氛下用还原氟钽酸钾：K2TaF7+5Na─→Ta+5NaF+2KF。反应在不锈钢罐中进行，温度加热到900℃时,迅速完成。此法制取的钽粉，粒形不规则，粒度细，适用于制作器。金属钽粉亦可用法制取：用氟钽酸钾、氟化钾和氯化钾混合物的做电解质把五氧化二钽(Ta2O5)溶于其中，在750℃下电解,可得到纯度为～%的钽粉。②用碳热还原Ta2O5信息学亦可得到金属钽。还原一般分两步进行:首先将一定配比的Ta2O5和碳的混合物在氢气氛中于1800～2000℃下制成碳化钽(TaC)，然后再将TaC和Ta2O5按一定配比制成混合物真空还原成金属钽。金属钽还可采用或氢还原钽的的方法制取。致密的金属钽可用真空电弧、、等离子束熔炼或粉末冶金法制备。高纯度钽单晶用无坩埚电子束区域熔炼法制取。
3 钽金属的结构与性质
：为体心立方晶胞，每个晶胞含有2个金属原子。：
汾渭盆地
a=，b=，c=，α= 90°，β = 90°，γ = 90°，：，熔点：2996℃。钽的质地十分坚硬，硬度可以达到。它的熔点高达2996℃ ，仅次于，，和，位居第五。钽富有延展性，可以拉成细丝式制薄箔。其很小，每升高一摄氏度只膨胀百万分之六点六。除此之外，它的韧性很强，比铜还要优异。
物理性质：质地十分坚硬、富有。
化学性质：钽还有非常出的化学性质，具有极高的抗腐蚀性，无论是在冷和热的条件下，对盐酸、及“”都不反应。但钽在热的中能被腐蚀，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度的浓硫酸中1年，被腐蚀的厚度为毫米，将钽放入200℃的硫酸中浸泡一年，表层仅损伤毫米。在250度时，腐蚀速度有所增加，为每年被腐蚀的厚度为SDS毫米，在300度时，被腐蚀的速度则更加快，浸泡1年，表面被腐蚀毫米。在（含15%的）腐蚀速度比浓硫酸中更加严重，在130度的该溶液里浸泡1年，表面被 腐蚀的厚度为毫米。钽在高温下也会被磷酸腐蚀，但该反应一般在150度以上才发生，在250度的85%的磷酸中，浸泡1年SS，表面被腐蚀20毫米，另外，钽在和硝酸的混酸中能迅速溶解，在中也能被溶解。但是钽更害怕强碱，在110度40%浓度的里，钽会被迅速溶解，在同样浓度的溶液中，只要100度就会被迅速溶解。除上面所述情况外，一般的无机盐在150度以下一般不能腐蚀钽。实验证明，钽在常温下，对碱溶液、、溴水、以及其他许多药剂均不起作用，仅在和热浓硫酸作用下有所反应。这样的情况在金属中是比F较罕见的。
4 元素用途
钽在酸性中形成稳定的阳极氧化膜，用钽制成的，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2/3以上。钽也是制作电子发射管、高功率零件的材料。钽制的抗腐蚀设备用于生产强酸、溴、氨等化学工业。金属钽可作的的结构材料。钽钨、钽钨铪、钽铪合金用作火箭、导弹和的耐热材料以及控制和调节装备的零件等。钽易加工成形，在高温中作支撑附件、热屏蔽、加热器和散热片等。钽可作骨科和外科手术材料。碳化钽用在250℃于制造硬质合金。钽的、和及其合金用作原子
东风烈
能工业中的释热元件和包套材料。氧化钽用于制造高级和催化剂。1981年钽在美国各部门的消费比例约为:73%,机械工业19%，交通运输6%，其他2%。
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议