1. ما هي سبيكة تانتالوم؟
التنغستن (ث): يحسن القوة وأداء درجات الحرارة العالية (على سبيل المثال ، في فوهات الصواريخ).
الموليبدينوم (MO): يعزز ليونة ويقلل من التمدد الحراري (المستخدمة في تطبيقات عالية الثقاف).
النيوبيوم (NB): أشكال الحلول الصلبة ، وتحسين القدرة على التشكيل ومقاومة التآكل (على سبيل المثال ، في المعالجة الكيميائية).
التيتانيوم (TI), النيكل (ني)، أوالحديد (Fe): يستخدم في السبائك المتخصصة للتطبيقات الطيران أو الطبية (على سبيل المثال ، tantalum-titanium للزرع).
رينيوم (إعادة)أوحافنيوم (HF): أضيفت لتعزيز مقاومة الزحف في درجات حرارة مرتفعة (على سبيل المثال ، في مكونات التوربينات).
2. ما هي تطبيقات سبائك Tantalum؟
أنظمة الفضاء والدرجات الحرارة العالية:
شفرات التوربينات ، وفوهات الصواريخ ، ومكونات المحرك (سبائك مع W أو MO).
دروع الحرارة والأجزاء الهيكلية للمركبة الفضائية.
الأجهزة الطبية:
يزرع (على سبيل المثال ، مسامير العظام ، ألواح القحفية) بسبب التوافق الحيوي (في كثير من الأحيان سبائك TA أو TA-TI).
مكونات جهاز تنظيم ضربات القلب والأدوات الجراحية.
الصناعات الكيميائية والبتروكيماويات:
الصمامات المقاومة للتآكل والأنابيب وأوعية التفاعل (سبائك مع NB أو MO للبيئات القاسية مثل الأحماض أو الأملاح).
الإلكترونيات:
المكثفات tantalum (سبائك TA أو TA-NB النقية من أجل السعة العالية والموثوقية في الإلكترونيات).
مقاومات الطاقة العالية ومصارف الحرارة أشباه الموصلات.
التطبيقات النووية والإشعاعية:
مكونات المفاعل والدرع الإشعاعي (بسبب الكثافة العالية والاستقرار تحت التشعيع).
3. ما هي الميزة الرئيسية وعيوب Tantalum؟
المزايا:
مقاومة تآكل استثنائية:
خامل لمعظم الأحماض (باستثناء حمض الهيدروفلوريك وأحماض الكبريتيك\/النيتريك الساخنة) ، مما يجعله مثاليًا للبيئات الكيميائية القاسية.
نقطة انصهار عالية:
يقاوم التشوه في درجات الحرارة القصوى ، وهو أمر بالغ الأهمية للتطبيقات الطيران والتطبيقات الصناعية.
التوافق الحيوي:
آمنة لزرع الإنسان على المدى الطويل (على سبيل المثال ، الأجهزة الطبية).
أداء كهربائي مرتفع:
خصائص عازلة ممتازة للمكثفات والمكونات الإلكترونية.
عيوب:
تكلفة عالية:
Tantalum نادر ومكلف لاستخراج ومعالجة ، مما يحد من الاستخدام في التطبيقات الحساسة للتكلفة.
ندرة ومخاوف أخلاقية:
غالبًا ما يتم التعدين في مناطق الصراع ("معادن الصراع") ، مما يثير قضايا أخلاقيات سلسلة التوريد.
الهشاشة في شكل نقي:
يمكن أن تكون tantalum النقية هشة في درجات حرارة منخفضة ، على الرغم من أن السبائك مع NB أو MO يحسن ليونة.
محدودة توافر خام عالية النقاء:
تتطلب عمليات التكرير تقنيات متخصصة ، وزيادة تعقيد الإنتاج.
4. ما الذي يمكن أن يضر التانتالوم؟
حمض الهيدروفلوريك (HF):
التفاعل المباشر مع HF يشكل فلوريد tantalum القابل للذوبان (TAF5) ، مما يسبب تآكل شديد.
الأحماض المركزة الساخنة:
يمكن التعرض لفترة طويلة لحمض الكبريتيك الساخن (H2SO4) أو حمض النيتريك (HNO3) مهاجمة المعدن تدريجياً.
أكسدة درجة الحرارة العالية:
في الهواء ، تشكل Tantalum طبقة أكسيد واقية (TA2O5) أدناه ~ 280 درجة. فوق درجة الحرارة هذه ، يتسارع الأكسدة ، مما يؤدي إلى تدهور السطح.
الإجهاد الميكانيكي في الدول الهشة:
قد تتساقط التنتالوم النقي أو سبائك معينة تحت التأثير أو الإجهاد العالي في درجات حرارة مبردة.
التآكل الجلفاني:
يمكن أن يسبب الاتصال بالمعادن النبيلة (على سبيل المثال ، الألومنيوم ، الزنك) في المنحل بالكهرباء تآكل كهروكيميائي.
5. ما هو بديل للتنتالوم؟
النيوبيوم (NB):
مقاومة تآكل مماثلة والتوافق الحيوي ، التكلفة المنخفضة ، وحونة أفضل. تستخدم في المكثفات ، والزراعة الطبية ، والفضاء (على سبيل المثال ، سبائك NB-ZR).
التيتانيوم (TI):
أخف وزنا ، أرخص ، ومقاومة للغاية للتآكل. يحل محل tantalum في المعدات الكيميائية غير الحرجة وبعض الأجهزة الطبية (على سبيل المثال ، ti -6 al -4 v).
الفولاذ المقاوم للصدأ (على سبيل المثال ، 316L):
فعالة من حيث التكلفة لمقاومة التآكل العامة (على سبيل المثال ، في معالجة الأغذية أو البيئات الكيميائية المعتدل) ، ولكنها تفتقر إلى مقاومة الأحماض الشديدة في Tantalum.
Hastelloy (على سبيل المثال ، C -276):
سبيكة نيكل-موليبدينوم-كروموم للبيئات ذات درجة حرارة عالية ، تآكل (على سبيل المثال ، مصافي مصافي) ، على الرغم من أثقل وأكثر تكلفة من التانتالوم في بعض الحالات.
المكثفات الكهربائية الألومنيوم:
أرخص ولكن أكبر من المكثفات التانتالوم ، المستخدمة في الإلكترونيات منخفضة الطاقة حيث يكون الحجم أقل أهمية.
سبائك التنغستن أو الموليبدينوم:
للتطبيقات عالية الحرارة حيث تكون مقاومة التآكل ثانوية (على سبيل المثال ، أجزاء الفرن).
