Tantal

Eigenschaften von Tantal

Ordnungszahl 73
CAS-Nummer 7440-25-7
Atommasse 180,95
Schmelzpunkt 2 996 °C
Siedepunkt 5 450 °C
Atomvolumen 0,0180 nm3
Dichte bei 20 °C 16,60 g/cm³
Kristallstruktur kubisch raumzentriert
Gitterkonstante 0,3303 [nm]
Fülle in der Erdkruste 2,0 [g/t]
Schallgeschwindigkeit 3400 m/s (bei RT) (dünner Stab)
Wärmeausdehnung 6,3 µm/(m·K) (bei 25 °C)
Wärmeleitfähigkeit 173 W/(m·K)
Elektrischer widerstand 131 nΩ·m (bei 20 °C)
Mohshärte 6.5
Vickers-Härte 870–1200 MPa
Brinellhärte 440–3430 MPa

Tantal ist ein chemisches Element mit dem Symbol Ta und der Ordnungszahl 73. Früher als Tantal bekannt, stammt sein Name von Tantalus, einem Bösewicht aus der griechischen Mythologie.Tantal ist ein seltenes, hartes, blaugrau glänzendes Übergangsmetall mit hoher Korrosionsbeständigkeit.Es gehört zur Gruppe der hochschmelzenden Metalle, die häufig als Nebenbestandteile in Legierungen verwendet werden.Die chemische Inertheit von Tantal macht es zu einem wertvollen Stoff für Laborgeräte und zu einem Ersatz für Platin.Heutzutage wird es hauptsächlich in Tantalkondensatoren in elektronischen Geräten wie Mobiltelefonen, DVD-Playern, Videospielsystemen und Computern verwendet.Tantal, immer zusammen mit dem chemisch ähnlichen Niob, kommt in den Mineralgruppen Tantalit, Columbit und Coltan (eine Mischung aus Columbit und Tantalit, jedoch nicht als eigenständige Mineralart anerkannt) vor.Tantal gilt als technologiekritisches Element.

Tantalun

Physikalische Eigenschaften
Tantal ist dunkel (blaugrau), dicht, duktil, sehr hart, leicht herstellbar und gut wärme- und elektrisch leitend.Das Metall ist für seine Korrosionsbeständigkeit durch Säuren bekannt;Tatsächlich ist Tantal bei Temperaturen unter 150 °C nahezu immun gegen den Angriff des normalerweise aggressiven Königswassers.Es kann mit Flusssäure oder sauren Lösungen, die Fluoridionen und Schwefeltrioxid enthalten, sowie mit einer Kaliumhydroxidlösung gelöst werden.Der hohe Schmelzpunkt von Tantal von 3017 °C (Siedepunkt 5458 °C) wird von den Elementen nur von Wolfram, Rhenium und Osmium als Metalle sowie Kohlenstoff übertroffen.

Tantal existiert in zwei kristallinen Phasen, Alpha und Beta.Die Alpha-Phase ist relativ duktil und weich;Es hat eine kubisch-raumzentrierte Struktur (Raumgruppe Im3m, Gitterkonstante a = 0,33058 nm), eine Knoop-Härte von 200–400 HN und einen elektrischen Widerstand von 15–60 µΩ⋅cm.Die Betaphase ist hart und spröde;seine Kristallsymmetrie ist tetragonal (Raumgruppe P42/mnm, a = 1,0194 nm, c = 0,5313 nm), die Knoop-Härte beträgt 1000–1300 HN und der elektrische Widerstand ist mit 170–210 µΩ⋅cm relativ hoch.Die Beta-Phase ist metastabil und wandelt sich beim Erhitzen auf 750–775 °C in die Alpha-Phase um.Massentantal besteht fast ausschließlich aus der Alpha-Phase, und die Beta-Phase liegt normalerweise in Form dünner Filme vor, die durch Magnetronsputtern, chemische Gasphasenabscheidung oder elektrochemische Abscheidung aus einer eutektischen Salzschmelzlösung erhalten werden.

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