Tantal er eldfastur málmur með bræðslumark 2996 gráður og þéttleika um 16,6 g/cm³. Afgerandi verkfræðilegur kostur þess er efnafræðileg tregða: málmurinn þróar þunnt,-sjálfgræðandi Ta2O5aðgerðalaus filma sem helst stöðug í flestum steinefnasýrum, þar sem flúorsýru og heitt þétt basa eru helstu undantekningar. Unnin form eru meðal annars stangir, vír, blað, ræmur, filmur, rör, festingarefni og frágangs-vinnaðir íhlutir, allt framleitt úr hertu eða rafeinda-geislabræddu hleifi sem er síðan valsað, dregið eða unnið í endanlegt form.
Frá sjónarhóli tilbúningsins hegðar tantal sér meira eins og kopar en wolfram. Það er sveigjanlegt, vinnu-harðnar fljótt og þarfnast skörpra verkfæra, lágs skurðarhraða og rausnarlegs kælivökvaflæðis. Hreinsun fer venjulega fram í miklu lofttæmi eða óvirku gasi með mikilli -hreinleika vegna þess að málmurinn tekur upp súrefni, köfnunarefni og vetni við hærra hitastig og millivefsupptaka eyðileggur hratt sveigjanleika og tæringargetu.
Rafmagns- og rafeindaforrit
Stærsta einstaka notkunin á tantalunnum hlutum er fastur rafgreiningarþétti. Sintered tantal rafskaut bjóða upp á mikla rýmd á hverja rúmmálseiningu, lítinn lekastraum og stöðuga rýmd yfir breitt hitastig, sem gerir þau ómissandi í ratsjárkerfi, stýrðar eldflaugar, háhljóðsflugvélar og rafeindatölvur. Þéttaiðnaðurinn notar tantal fyrst og fremst sem duft og sem fínn vír; fyrir utan þétta eru tantalplata, ræma og rör notuð fyrir rafeindalosunarrör, há-rafl rafeindarörahluta, getters í lofttæmibúnaði og sputtering markmið fyrir þunnt-filmuútfellingu.
Efnaferlisbúnaður
Tantal er valið fyrir efnaþjónustu þar sem ryðfríu stáli, títan og nikkel-undirstaða málmblöndur bila, oftast í salt- og brennisteinssýruumhverfi. Dæmigerðir tilbúnir hlutir eru jarðolíuvarmaskipti, hitarar, þykkni, kjarnahylki, súlur, turnar, leiðslur og lokar. Málmurinn er oft notaður á hagkvæman hátt með því að fóðra eða klæða kolefnisstál og búa síðan til blauta hlutana úr tantal, með sömu einkunn sem notuð er fyrir viðgerðartappa, byssuhitara og hitahylki. Vegna þess að óvirka filman umbreytist samstundis eftir skemmdir, þolir tantalbúnaður minniháttar vélrænni misnotkun sem myndi koma af stað gryfju í óvirkri-filmublöndu eins og títan.
Hátt-hitastig og loftrýmisforrit
Tantal málmblöndur eru notaðar sem brunahólf og hitaþolin,-hástyrk burðarefni í háhljóðsflugvélum. Tantal-wolframblendi af Ta-10W gerð er klassískt stútefni: það heldur styrkleika sem er um það bil 8 kgf/mm² (um 78 MPa) við 1650 gráður, sambland af styrkleika og skriðþoli sem fáir samkeppnishæfir eldföstir málmar passa við það hitastig. Tantalkarbíð er notað eitt sér eða með öðrum karbíðum sem húðun fyrir mótamót, skurðarverkfæri, túrbínublöð þotuhreyfla, ventla og eldflaugastúta. Harka þess nálgast það sem demantur er og hann er stór hluti af sementuðu karbíðverkfærum.
Lífeðlisfræðileg og ígræðsluforrit
Tantal sýnir stöðugleika og vefjaþol í snertingu við mannsvef og er því notað í skurðaðgerðarefni, gervibein, beinplötur, skrúfur, festingarhárnælur og saumnálar. Gopótt tantal uppbygging gerir beininnvöxt kleift og óblandað tantal er viðurkennt sem ígræðsluefni í ASTM F560 fyrir skurðaðgerðir, en tantalduft sem ætlað er fyrir skurðaðgerð fellur undir ISO 13782. Hár þéttleiki tantals er ókostur fyrir mikið álag sem bera ígræðslu í geislavirka hluti en íhluti sem bera ígræðslu og merki{{3} verður að standast örhreyfingar.
Dæmigerðir eiginleikar og viðeigandi forskriftir
| Eign | Dæmigert gildi (glýjuð efni) |
|---|---|
| Bræðslumark | 2996 gráður |
| Þéttleiki | 16,6 g/cm³ |
| Togstyrkur | um 345 MPa |
| Lenging | um 30% |
| Teygjustuðull | um 186 GPa |
| Rafmagnsviðnám | um 13,5 µΩ·cm |
| Varmaleiðni | um 57 W/(m·K) |
| Þjónustuhitastig í óvirku andrúmslofti | allt að um 2500 gráður |
Þéttaflokkur: tantalduft og vír með þétt stjórnað súrefnis- og óhreinindamagni.
Efnabúnaðarflokkur: lak, ræma og rör fyrir fóður, klæðningu og tilbúna ílát.
Málblöndur: Ta-10W gerð tantal-wolframvörur fyrir háhita burðarvirki.
Ígræðsluflokkur: óblandað tantal og porous tantal fyrir lækningatæki.
Tæknilýsing fyrir unnin form er venjulega tilgreind sem ASTM B365 fyrir stangir og vír, ASTM B708 fyrir plötur, blöð, ræmur og álpappír og ASTM B521 fyrir tantal-wolframblendivörur. Innkaupapöntun ætti alltaf að skilgreina gráðu, skap, mál, yfirborðsáferð og leyfileg mörk milli óhreininda í millivef, vegna þess að þessar breytur stjórna bæði mótunarhæfni og tæringarhegðun.
Algengar spurningar
Sp.: Af hverju er tantal valið í stað títan í efnabúnaði?
Títan er háð oxíðfilmu sem mistakast í að draga úr sýrum, en tantal heldur óvirku filmunni sinni í salt- og brennisteinssýruþjónustu, svo það lifir af umhverfi þar sem títan holur.
Sp.: Hvert er bræðslumark og þéttleiki tantal?
Tantal bráðnar við 2996 gráður og hefur þéttleika upp á um 16,6 g/cm³, um það bil tvöfalt meiri en stál.
Sp.: Hversu sterkt er tantal-wolfram stúta ál við háan hita?
Ta-10W álfelgur heldur um það bil 8 kgf/mm², um 78 MPa, við 1650 gráður, þess vegna er það notað fyrir eldflauga- og eldflaugastúta.
Sp.: Er hægt að vinna og sjóða tantal?
Já. Tantalvélar eru hrifnar af mjúkum, sveigjanlegum málmi og hægt að sjóða, en öll heitvinnsla og suðu verður að vera varin fyrir súrefni, köfnunarefni og vetni til að koma í veg fyrir stökk.
Sp.: Er tantal notað í lækningaígræðslur?
Já. Óblandað tantal er viðurkennt í ASTM F560 fyrir skurðaðgerðir og er notað fyrir beinplötur, skrúfur, saumnálar, gljúp beininvöxt og geislaþétt merki.
Sp.: Hvaða forskriftir eiga við um tantal unnar hluta?
Algengustu tilvísanir eru ASTM B365 fyrir stangir og vír, ASTM B708 fyrir plötu, lak, ræmur og filmu, ASTM B521 fyrir tantal-wolframblendivörur og ISO 13782 fyrir ígræðsluduft.
