Tantal in Niobij sta tako podobna, da je bilo šele 45 let po odkritju minerala, v katerem se oba pojavljata, ugotovljeno, da gre za dva različna elementa. V tem članku se poglobimo v Tantal, od minerala Kolumbit 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 sta dobila svoji imeni.

Tantal: ime in periodni element

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

Iz mita o Tantalu izvira izraz “tantalova muka”. Ta je bila osnova za ime kovine Tantal, saj je pridobivanje Tantala zaradi njegove redkosti in izolacijskega procesa zahtevno opravilo. Tantal označujemo s simbolom Ta in atomskim številom 73.

Lastnosti Tantala

Tantal se pridobiva iz črnega do rjavočrnega minerala Kolumbit, med drugim v Kanadi, Avstraliji, Braziliji, Nigeriji in Demokratični republiki Kongo. Tantal je zelo podoben Niobiju, saj sta oba metala 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 metal, ki ga je enostavno obdelovati.

Izjemna kemijska 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 tudi pri višjih temperaturah zelo odporen proti koroziji.

Relativno odporni metali 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 dimljeni žveplovi kislini ali kislinah pri zelo visokih temperaturah. Debelina korozije na kosu Tantala v dimljeni žveplovi kislini pri 130⁰C je po enem letu 15,6 mm. V 85-odstotni fosforjevi kislini pri 250⁰C je debelina korozije celo 20 mm.

Uporabe Tantala

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

  • reaktorjih za raketne motorje
  • nuklearnih napravah
  • elektroniki
  • telesnih protezah
  • kondenzatorjih

Kondenzator je električna komponenta, ki shranjuje, zadržuje in sprošča električni naboj. Kondenzatorji se uporabljajo v radarjih, pospeševalnikih delcev, satelitih, laserjih in elektromotorjih. Zaradi svojih naravnih lastnosti površina Tantala tvori gosto in stabilno oksidno plast z visoko dielektrično trdnostjo, kar omogoča natančen in enostaven anodizacijski proces kondenzatorja. Poleg tega Tantalov prah v kondenzatorju zagotavlja visoko kapaciteto, majhen tok uhajanja, nizko ekvivalentno serijsko upornost in dolgo življenjsko dobo. Zaradi teh lastnosti so Tantalovi kondenzatorji stabilni, se ne spreminjajo zaradi okoljskih vplivov in nudijo veliko kapaciteto. Tantalovi kondenzatorji so tudi zelo primerni kot alternativa keramičnim kondenzatorjem, na primer v situacijah, kjer keramični kondenzatorji niso primerni.

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