Tantaali

Tantalunin ominaisuudet

Atominumero 73
CAS-numero 7440-25-7
Atomimassa 180,95
Sulamispiste 2 996 °C
Kiehumispiste 5 450 °C
Atomitilavuus 0,0180 nm3
Tiheys 20 °C:ssa 16,60 g/cm³
Kristallirakenne vartalokeskeinen kuutio
Hilavakio 0,3303 [nm]
Runsaus maankuoressa 2,0 [g/t]
Äänennopeus 3400 m/s (rt.) (ohut sauva)
Lämpölaajeneminen 6,3 µm/(m·K) (25 °C:ssa)
Lämmönjohtokyky 173 W/(m·K)
Sähkövastus 131 nΩ·m (20 °C:ssa)
Mohsin kovuus 6.5
Vickersin kovuus 870-1200Mpa
Brinell-kovuus 440-3430Mpa

Tantaali on kemiallinen alkuaine, jonka symboli on Ta ja atominumero 73. Aiemmin tantaliumina tunnettu sen nimi tulee kreikkalaisen mytologian konnasta Tantaluksesta.Tantaali on harvinainen, kova, siniharmaa, kiiltävä siirtymämetalli, joka on erittäin korroosionkestävä.Se kuuluu tulenkestävien metallien ryhmään, joita käytetään laajalti pieninä komponentteina seoksissa.Tantaalin kemiallinen inertisyys tekee siitä arvokkaan aineen laboratoriolaitteistoissa ja platinan korvikkeen.Sitä käytetään nykyään pääasiassa tantaalikondensaattoreissa elektronisissa laitteissa, kuten matkapuhelimissa, DVD-soittimissa, videopelijärjestelmissä ja tietokoneissa.Tantaali, aina yhdessä kemiallisesti samanlaisen niobiumin kanssa, esiintyy mineraaliryhmissä tantaliitti, kolumbiitti ja koltaani (kolumbiitin ja tantaliitin sekoitus, vaikka sitä ei tunnusteta erilliseksi mineraalilajiksi).Tantaalia pidetään teknologiakriittisenä elementtinä.

Tantalun

Fyysiset ominaisuudet
Tantaali on tummaa (siniharmaata), tiheää, sitkeää, erittäin kovaa, helposti valmistettavaa ja erittäin lämpöä ja sähköä johtavaa.Metalli on tunnettu happojen korroosionkestävyydestään;Itse asiassa alle 150 °C:n lämpötiloissa tantaali on lähes täysin immuuni normaalisti aggressiivisen aqua regian hyökkäyksille.Se voidaan liuottaa fluorivetyhappoon tai happamiin liuoksiin, jotka sisältävät fluoridi-ionia ja rikkitrioksidia, sekä kaliumhydroksidiliuokseen.Tantaalin korkean sulamispisteen 3017 °C (kiehumispiste 5458 °C) ylittää alkuaineista vain volframi, renium ja metalleille osmium sekä hiili.

Tantaalia on kahdessa kidefaasissa, alfa- ja beetafaasissa.Alfafaasi on suhteellisen taipuisa ja pehmeä;sen runkokeskeinen kuutiorakenne (avaruusryhmä Im3m, hilavakio a = 0,33058 nm), Knoop-kovuus 200–400 HN ja sähköinen ominaisvastus 15–60 µΩ⋅cm.Beetavaihe on kova ja hauras;sen kidesymmetria on tetragonaalinen (avaruusryhmä P42/mnm, a = 1,0194 nm, c = 0,5313 nm), Knoop-kovuus on 1000-1300 HN ja sähköinen resistiivisyys on suhteellisen korkea 170-210 µΩ⋅cm.Beetafaasi on metastabiili ja muuttuu alfafaasiksi kuumennettaessa 750–775 °C:seen.Bulkkitantaali on lähes kokonaan alfafaasia, ja beetafaasi esiintyy yleensä ohuina kalvoina, jotka on saatu magnetronisputteroinnilla, kemiallisella höyrypinnoituksella tai sähkökemiallisella saostuksella eutektisestä sulasta suolaliuoksesta.