Tantal in Niobij sta si tako zelo podobna, da je bilo šele 45 let po odkritju minerala, v katerem se oba pojavljata, ugotovljeno, da gre ne za en, ampak za dva elementa. V tem članku se poglobimo v Tantal, od minerala kolumbita in poimenovanja elementa do lastnosti in uporab.

Odkritje Tantala

Tantal je odkril švedski kemik in mineralog Ander Gustaf Ekeberg leta 1802. Leta pozneje pa se je izkazalo, da je, tako kot njegov angleški kolega Charles Hatchett, preučeval ne le Tantal, ampak tudi Niobij. Šele leta 1846 je nemški kemik Heinrich Rose odkril, da gre kljub velikim podobnostim za dva elementa. Petnajst let pozneje so to potrdili tudi drugi raziskovalci in oba elementa dobila svoji imeni.

Tantal: ime in periodni element

Element Tantal je poimenovan po kralju Tantalu iz grške mitologije. Kot oče Pelopsa, Niobe in Broteasa je padel v nemilost grških bogov, ker je svojega sina Pelopsa skrivaj žrtvoval in ga ponudil bogovom, da bi preizkusil njihovo vsevednost. Bogovi so razkrili Tantalu prevaro, sina oživili in se odločili kaznovati Tantala. Za vse življenje je bil ujet na mestu, kjer sta bila voda in sadje tik izven njegovega dosega.

Iz mita o Tantalu izvira izraz “tantaliziranje”. To je bila osnova za ime kovine Tantal, saj je pridobivanje Tantala zaradi njegove redkosti in postopka izolacije zahtevno delo. Tantal označujemo s simbolom Ta in atomskim številom 73.

Lastnosti Tantala

Tantal se pridobiva iz črnega do rjavočrnega minerala kolumbita, med drugim v Kanadi, Avstraliji, Braziliji, Nigeriji in Demokratični republiki Kongo. Tantal je zelo podoben Niobiju, saj sta oba kovina zelo odporna proti koroziji, biokompatibilna in imata zelo visoko tališče. Tališče Tantala je 2996⁰C in ga presegajo le volfram, renij in ogljik. Poleg tega je Tantal zelo upogljiv, trd in težek kovina, ki jo je enostavno obdelovati.

Izjemna kemična odpornost proti koroziji

Značilna lastnost Tantala je odpornost proti koroziji v močnih (vročih) alkalnih raztopinah, kot je žveplova kislina. Pri sobni temperaturi je Tantal odporen proti skoraj vsem kemijskim kislinam, kot so žveplova, klorovodikova in dušikova kislina, prav tako pa je pri višjih temperaturah zelo odporen proti koroziji.

Relativno odporne kovine in zlitine, kot sta titan in Hastelloy, hitro korodirajo v žveplovi kislini. Tantal pa je zelo odporen tudi v razredčeni (manj kot 10 odstotkov) ali segreti žveplovi kislini. Debelina korozije na kosu Tantala po enem letu v koncentrirani žveplovi kislini pri 175⁰C znaša le 0,0004 mm. Odpornost proti koroziji se počasi zmanjšuje, ko se Tantal uporablja v dimni žveplovi kislini ali kislinah pri zelo visokih temperaturah. Debelina korozije na kosu Tantala v dimni žveplovi kislini pri 130⁰C po enem letu znaša 15,6 mm. V 85-odstotni fosforjevi kislini pri 250⁰C je debelina korozije celo 20 mm.

Uporabe Tantala

Zaradi zelo dobre kemične odpornosti proti koroziji je Tantal zelo primeren za uporabo v naftnih rafinerijah in petrokemičnih procesih. Poleg tega se Tantal uporablja med drugim v:

  • reaktorskih motorjih
  • jedrskih napravah
  • elektroniki
  • telesnih protezah
  • kondenzatorjih

Kondenzator je električna komponenta, ki shranjuje, hrani in sprošča električni naboj. Kondenzatorji se uporabljajo med drugim v radarjih, pospeševalnikih delcev, satelitih, laserjih in elektromotorjih. Zaradi svojih naravnih lastnosti površina Tantala ponuja gosto in stabilno oksidno plast z visoko dielektrično trdnostjo, anodizacijski proces kondenzatorja pa je natančen in enostaven za nadzor. Poleg tega prah Tantala v kondenzatorju zagotavlja visoko kapaciteto, majhen tok puščanja, nizko ekvivalentno serijsko upornost in dolgo življenjsko dobo. Zaradi teh lastnosti so Tantalovi kondenzatorji stabilni, se ne spreminjajo zaradi okoljskih sprememb in nudijo veliko kapaciteto. Tantalovi kondenzatorji so tudi zelo primerni kot alternativa keramičnim kondenzatorjem, na primer v situacijah, ki niso primerne za keramične kondenzatorje.

Vas zanimajo prednosti sodelovanja z Metel? Naša ekipa vam z veseljem pove vse o našem programu ali pristopu in z veseljem deli primere uspešnih sodelovanj z odjemalci na vašem specifičnem trgu. Dogovorite si sestanek preko 0416 – 724 800 ali pišite na n.kesteloo@metel.nl