タンタル

タンタルの特性

原子番号 73
CAS番号 7440-25-7
原子質量 180.95
融点 2996℃
沸点 5 450℃
原子体積 0.0180 nm3
20℃における密度 16.60g/cm³
結晶構造 体心立方
格子定数 0.3303 [nm]
地殻の豊富さ 2.0 [グラム/トン]
音速 3400m/s(室温で)(細い棒)
熱膨張 6.3 µm/(m·K) (25℃)
熱伝導率 173 W/(m·K)
電気抵抗率 131 nΩ·m(20℃)
モース硬度 6.5
ビッカース硬度 870~1200MPa
ブリネル硬度 440~3430MPa

タンタルは、記号Ta、原子番号73の化学元素です。以前はタンタリウムと呼ばれていましたが、その名前はギリシャ神話の悪役タンタロスに由来しています。タンタルは希少で、硬く、青灰色で光沢のある遷移金属で、耐腐食性に優れています。高融点金属グループに属し、合金の微量成分として広く使用されています。タンタルは化学的に不活性であるため、実験装置用の貴重な物質であり、プラチナの代替品となっています。現在、主に携帯電話、DVDプレーヤー、ビデオゲームシステム、コンピューターなどの電子機器のタンタルコンデンサーに使用されています。タンタルは、常に化学的に類似したニオブとともに、タンタライト、コロンバイト、コルタン(コロンバイトとタンタライトの混合物だが、独立した鉱物種としては認識されていない)の鉱物グループに存在します。タンタルは、テクノロジーに不可欠な元素と考えられています。

タンタルン

物理的特性
タンタルは、暗色(青灰色)で、緻密で延性があり、非常に硬く、加工しやすく、熱伝導性と電気伝導性に優れています。この金属は酸に対する耐腐食性で知られており、実際、150℃以下の温度では、通常は腐食性の高い王水によってもほぼ完全に腐食されません。タンタルは、フッ化水素酸、またはフッ化物イオンと三酸化硫黄を含む酸性溶液、そして水酸化カリウム溶液で溶解できます。タンタルの融点は3017℃(沸点は5458℃)と高く、この融点を超える元素は、金属ではタングステン、レニウム、オスミウム、そして炭素に次ぐものです。

タンタルは、アルファ相とベータ相という2つの結晶相で存在します。アルファ相は比較的延性があり柔らかく、体心立方構造(空間群Im3m、格子定数a = 0.33058 nm)を有し、ヌープ硬度は200~400 HN、電気抵抗率は15~60 µΩ⋅cmです。ベータ相は硬くて脆く、結晶対称性は正方晶(空間群P42/mnm、a = 1.0194 nm、c = 0.5313 nm)であり、ヌープ硬度は1000~1300 HN、電気抵抗率は170~210 µΩ⋅cmと比較的高いです。ベータ相は準安定相であり、750~775 °Cに加熱するとアルファ相に変化します。バルクタンタルはほぼ完全にアルファ相であり、ベータ相は通常、マグネトロンスパッタリング、化学蒸着、または共晶溶融塩溶液からの電気化学蒸着によって得られる薄膜として存在します。

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