Непрерывные ряды твёрдых растворов тантал образует с металлами, имеющими изоморфную кристаллическую структуру, примерно тот же размер атома и близко расположенными в ряду электроотрицательности, например с Nb, W, Mo, V, β-Ti и др. Ограниченные твёрдые растворы и металлиды образуются при большем различии в размерах атома и электроотрицательности, например с Al, Au, Be, Si, Ni. С Li, К, Na, Mg и некоторыми др. элементами тантал практически не образует ни твёрдых растворов, ни соединений.
Т. с. характеризуются высокими механическими свойствами при обычной температуре, жаропрочностью, коррозионной устойчивостью; они более экономичны, чем чистый тантал. Очень важны Т. с. с ниобием, наиболее близкие по свойствам к танталу, которые могут заменить дефицитный тантал во многих областях его применения. Особый интерес представляют жаропрочные Т. с. Тантал наряду с вольфрамом, молибденом и ниобием относят к «большой четвёрке» металлов, наиболее перспективных для создания на их основе высокотемпературных конструкционных материалов для самолётов, ракет, космических кораблей и т. п. Обычно тантал легируют W, Mo, V, Nb, Ti, Zr, Hf, Re, Cr, С и др. элементами. Из многих жаропрочных Т. с. наиболее важны сплавы с вольфрамом. Так, предел прочности при растяжении сплава с 10% W равен (Мн/м 2) 1265 (20 °С), то есть намного больше, чем для тантала; 661 (980 °С); 148 (1430 °С); 84 (1650 °С), или соответственно 126,5; 66,1; 14,8 и 8,4 кгс/мм 2 , относительное удлинение при тех же температурах 4,0; 4,2; 17,0 и 33,0%. Этот сплав более пластичен, чем вольфрам, не уступает ему по прочности и превосходит по сопротивлению окислению при температурах до 2800 °С; из него изготовляют детали камеры сгорания и сопла реактивных двигателей, передние кромки оперения самолётов. Для тех же целей применяют сплав с 8% W и 2% Hf, имеющий по сравнению со всеми другими деформируемыми жаропрочными сплавами наибольшую удельную прочность при высоких температурах. Пластичный сплав с 8% W и 2,5% Re предложен для изготовления нагревателей промышленных печей, теплозащитной обшивки и деталей ядерных силовых установок космических аппаратов.
В электронной технике применяют Т. с. с высокими электрическим сопротивлением и термоэмиссионными свойствами, содержащие до 7,5% W. По коррозионной стойкости Т. с., как правило, не могут конкурировать с чистым танталом, но иногда легированием удаётся повысить коррозионную стойкость металла; например, Т. с., содержащие более 18% W, почти не корродируют в 20%-ной плавиковой кислоте.
В производстве высокотемпературных и др. материалов перспективны бериллид тантала (в конструкциях авиационной и космической техники для изготовления деталей, работающих при температурах около 1500 °С), бориды тантала (покрытие листов тантала, контактирующих с расплавленными ураном и кальцием), силициды, нитриды и карбиды (материал оболочки тепловыделяющих элементов (См. Тепловыделяющий элемент)) тантала. Карбид TaC - важная составная часть некоторых металлокерамических твёрдых сплавов; например, в Японии в 1972 из общего количества потребленного тантала, равного 83т, 40т израсходовано в твердосплавной промышленности, а в США в 1973 из 600 т тантала 85-90 т использовано в виде карбида в производстве твёрдых сплавов. Ферротанталониобий иногда применяют для присадки в некоторые стали с целью предотвращения межкристаллитной коррозии и улучшения др. свойств, но из-за дефицитности тантала в этом случае предпочтительнее феррониобий. Дефицитность и относительно высокая стоимость тантала препятствуют его широкому применению и в виде Т. с.
Лит.: Тугоплавкие материалы в машиностроении. Справочник, М., 1967.
О. П. Колчин.
Большая советская энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия . 1969-1978 .
Смотреть что такое "Танталовые сплавы" в других словарях:
Сплавы на основе тантала с добавками ниобия, вольфрама, циркония, гафния и др. элементов. Характеризуются высокой жаропрочностью и корроз. стойкостью в агрессивных в жидкометаллич. средах; на воздухе стойки до 500 оС, для работы при высоких темп… … Большой энциклопедический политехнический словарь
Танталовые сплавы Энциклопедический словарь по металлургии
ТАНТАЛОВЫЕ СПЛАВЫ - сплавы на основе Та с добавками Nb, W, Mo, V и других элементов. Характеризуются высокой жаропрочностью и коррозионной стойкостью в различных средах. Применяются для изготовления сопел ракет, деталей реактивных двигателей и т. д … Металлургический словарь
Тантал (латинское Tantalum), Та, химический элемент V группы периодической системы Менделеева; атомный номер 73, атомная масса 180,948; металл серого цвета со слегка свинцовым оттенком. В природе находится в виде двух изотопов: стабильного 181Та… …
I Тантал в древнегреческой мифологии лидийский или фригийский царь, сын Зевса, отец Пелопса и Ниобы (См. Ниоба). За то, что разгласил тайны олимпийцев, похитил с пира богов нектар и амбросию и, пригласив богов на пир, угостил их блюдом,… … Большая советская энциклопедия
index - 01 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ. ТЕРМИНОЛОГИЯ. СТАНДАРТИЗАЦИЯ. ДОКУМЕНТАЦИЯ 01.020 Терминология (принципы и координация) 01.040 Словари 01.040.01 Общие положения. Терминология. Стандартизация. Документация (Словари) 01.040.03 Услуги. Организация фирм,… … Стандарты Международной организации по стандартизации (ИСО)
- (France), Французская Pеспубликa (Republique Francaise), гос во в Зап. Eвропе. Пл. 551,0 тыс. км2. Hac. 55,6 млн. чел. (1987). Cтолица Париж. B адм. отношении разделена на 96 департаментов. B состав Ф. входят заморские департаменты… … Геологическая энциклопедия
Полезные ископаемые в недрах Земли, запасы которых оценены по геологическим данным. Месторождения полезных ископаемых распределены в земной коре неравномерно. Большинство видов минерального сырья представлено рудами, состоящими из минералов, т.е … Энциклопедия Кольера
На основе тантала. У тантала сплавов высокая т-ра плавления (~ 3000° С), низкий коэфф. термического расширения, малая упругость паров, значительная кисло тостойкость. С вольфрамом, молибденом и рением образует типа твердого раствора. Прочность и жаропрочность таких сплавов возрастают с увеличением содержания легирующих элементов. Добавки гафния и циркония способствуют созданию дисперсноупрочненного состояния. Пром. применение нашли тантала с вольфрамом, и гафнием. и способствуют увеличению модуля упругости сплавов, повышают т-ру рекристаллизации и плавления, а также прочностные характеристики. Наиболее широко применяемый сплав тантала с вольфрамом (10%) в деформированном состоянии отличается до т-ры 8000 С самой высокой прочностью и технологической пластичностью. Добавки молибдена и циркония с последующим деформированием при т-ре 1980° С повышают предел прочности такого сплава более чем в два раза.
Сплавы с большим содержанием вольфрама (12,5%) плохо поддаются обработке давлением. Сплав тантала с вольфрамом и гафнием (2%) характеризуется высокой жаропрочностью и достаточной технологической пластичностью. Насыщение тантала сплава примесями внедрения (кислородом, азотом, углеродом) повышает прочность, но снижает пластичность. Значительной пластичностью (до 27%) в рекристаллизо-ванном состоянии и высоким сопротивлением ползучести отличается сплав тантала с вольфрамом (8%), рением (1%), гафнием (1%) и углеродом (0,025%). Предел прочности его на растяжение 73,8 кгс/мм2, предел текучести 59,8 кгс/мм2, т-ра его перехода из хрупкого состояния в вязкое ниже - 196 9 С. Тантала сплавы получают методами порошковой металлургии (прессованием с последующим спеканием), а также плавлением.
Порошки металла и прессуют под давлением ~ 21-85 кгс/мм2, при к-ром плотность достигает 60-70% от теоретической, после чего материал подвергают отжигу в вакууме при т-ре 1980-2500° С в течение нескольких часов. Иногда для полунения более плотного материала, обладающего высокой пластичностью, отжиги чередуют с ковкой или прокаткой. В произ-ве тантала сплавов распространены плавка с расходуемым электродом, электроннолучевая и вакуумная дуговая плавки. Плавка в вакууме приводит к значительному уменьшению содержания примесей. Более полная очистка от кислорода достигается раскислением расплава угле-родом. Электроннолучевая плавка, отличающаяся сравнительно небольшой скоростью, способствует (в условиях высокого вакуума) лучшей очистке сплавов от примесей внедрения.
Холодное деформирование сплава - (10%) (начальное обжатие 20%) повышает предел прочности с 55 до 80 кгс/мм2, дальнейшее обжатие (до 60-80%) слабо влияет на изменение прочности (80 -г- 100 кгс/мм2)у а более высокая степень пластической деформации резко увеличивает прочностной предел до 147 кгс/мм2. Этот сплав при т-ре 1650° С и времени до разрушения 10 мин в четыре раза прочнее, чем нелегированный . К тому же сплав тантал - (10%) электроннолучевой плавки отличается большей длительной прочностью, чем тот же сплав дуговой плавки. Скорость окисления сплава тантал - вольфрам (10%) составляет примерно 2/3 скорости окисления нелегированного тантала при т-ре 1200° С и выдержке 1-2 ч.
Листы сплава тантал - вольфрам (10%), сохраняющие достаточно хорошую пластичность после холодной прокатки, создают высокопластичные соединения при сварке электронным лучом в вакууме или вольфрамовым электродом в среде инертного газа. Относительное удлинение всех сплавов тантала после обжатия на 20% уменьшается с 58 до 10-15%. При 90%-ном обжатии их относительное удлинение 2-5%. Для повышения коррозионной стойкости тантала сплавы легируют ом, алюминием, хромом и бериллием. Полуфабрикаты из Т. с. изготовляют в виде лент, листов, проволоки, прутков и др. Т. с. применяют для изготовления электр. конденсаторов, деталей электронных ламп и хим. аппаратуры. Из сплава тантал - вольфрам (10%) изготовляют, кроме того, детали ракетных сопел, пружины электронных приборов.
Лит.: Редкие и сплавы. М., 1960; Савицкий Е. М. Бурханов Г. С Металловедение сплавов тугоплавких и редких металлов.
Статья на тему Тантала сплавы
Кроме производства различных высококачественных наша компания также выпускает полуфабрикаты и детали из тугоплавких металлов . Материалы соответствуют российскому ГОСТ и обладают улучшенными механическими и физическими свойствами.
Тугоплавкие металлы: молибден, вольфрам, тантал, вольфрамовая медь, титан и сплавы на его основе, тяжелые металлы.
Вольфрам AERIS 1700 - самый тугоплавкий и технически чистый металл, имеющий самую высокую точку плавления и очень высокую плотность. Обладает высокой степенью твердостью, антикоррозийными свойствами. Производится в виде проволоки, прутков, лент, листов.
Вольфрам-медь AERIS 1705 - данный сплав сочетает в себе высокое сопротивление вольфрама износу и отличную электропроводность меди. Поставляется в виде прутков, плит.
Молибден AERIS 1710 - данный металл имеет схожие свойства с вольфрамом (Высокая температура плавления, высокий уровень усталости при повышенных температурах (в вакууме или в среде защитных газов до 2.000 К/1.727 С), низкое значение теплового расширения). Производится в виде проволоки, прутка, ленты, листа, трубы.
Тантал AERIS 1715 - данный сплав используется для химического оборудования из-за его выдающихся свойств: хорошая обрабатываемость материала и химическое сопротивление.
Титан AERIS 1725 - данный металл принадлежит группе легких металлов. Два самых используемых свойства этого металла - это коррозионная устойчивость к окислительным средам и самое высокое соотношение предела прочности к массе из всех металлических материалов. Свойства титана могут быть адаптированы к различным применениям посредством использования различных легирующих элементов. Титан и его сплавы обладают высоким растяжением, прочностью и сцеплением.
Титан-Цирконий-Молибден AERIS 1720 - данный сплав обладает таким свойствами как высокая точка плавления, высокий предел прочности, тепловое растяжение, хорошая термопроводность и химическое сопротивление. Поставляется в виде прутков, листов.
Поставка осуществляется как за российские рубли со склада, так и за Евро с заключением прямого контракта с заводом-изготовителем. При долгосрочном сотрудничестве возможна отсрочка платежа 100%.
Открытие тантала состоялось в 1802 году, однако для получения первого образца чистого металла понадобилось еще 100 лет. Нахождение этого редкого элемента в земной коре крайне незначительно (0,0002 %). При этом он встречается как в виде стабильного (181Та), так и в виде радиоактивного изотопа (180mТа).
Тантал находят в гранитных, щелочных, кабонатитных месторождениях, где он может присутствовать в составе более чем 60-ти минералов, включая колумбит-танталит, манганотанталит, воджинит, лопарит и др. Этот металл добывается Египте, Таиланде, Франции, Нигерии, Канаде, странах СНГ. Самым же крупным месторождением танталовых руд в мире считается австралийское – Гринбушес.
Свойства тантала
Главная особенность тантала – исключительная химическая стойкость перед сильными кислотами и расплавами щелочных металлов. Нагрев этого металла на воздухе до 200-300 о С приводит к его окислению, сопровождаемому образованием газонасыщенного слоя под окисной пленкой.
Физические характеристики тантала:
- плотность – 16,6 г/см 3
- температура плавления – 2996°С
- температура кипения – 5425°С
- теплота сгорания – 1346 кал/г
- теплопроводность при 20 о С – 0,13 кал/см-сек-град
- коэффициент линейного расширения при 20-500 о С – 6,6*10 -6
Сплавы тантала
Чтобы понять, для чего нужен тантал, стоит обратить внимание на его химические характеристики. Этот металл наделен слабыми химическими свойствами, поэтому не растворяется даже в царской водке. Эта его устойчивость используется при создании различных сплавов, в том числе идущих на изготовление металлических конструкций.
Лучшей легирующей добавкой тантала считают вольфрам, ниобий и молибден. Наиболее популярным и востребованным является сплав тантала и вольфрама (в количестве 10%), который отличается очень высоким пределом прочности – 96 кГ/мм 2 . Не менее распространен сплав тантала с гафнием, который выпускается в виде проката: листов, проволоки, полос, трубок и т.д.
Применение тантала
Применение тантала и его многочисленных сплавов весьма разнообразно:
- сухие электролитические конденсаторы
- нагреватели в вакуумных печах
- катоды косвенного нагрева
- основа для производства ряда кислот (H 2 SO 4 , HCl, HNO 3 и др.)
Благодаря стойкости металла к коррозии применение танталовых конденсаторов в радарных аппаратах и других электронных системах позволяет увеличить срок эксплуатации передатчиков до 10-12 лет. Используют тантал и ювелиры: этим металлом они часто заменят платину при изготовлении оболочек браслетов и часов.
Интересна и биологическая роль тантала, ведь он прекрасно воспринимается человеческим организмом, а потому идёт на производство пластин для черепных коробок, глазных протезов и материалов для сшивания нервных волокон.
Стоимость тантала
Стоимость тантала зависит от вида проката и на 05.15 г. составляла (за 1 кг):
- лист – $780
- пентаоксид – $300
- порошок – $590
- проволока – $1360
- пруток – $1180
