Свойства и применение тантала

Такие металлы, как титан, тантал, молибден, цирконий,, ниобий и другие, а также ряд нитридов, карбидов, силицидов тугоплавких металлов нашли применение в некоторых отраслях промышленности. Эти металлы и их сплавы обладают ценными физическими и химическими свойствами и значительной коррозионной устойчивостью в сильноагрессивных средах, которая в некоторых случаях превосходит устойчивость нержавеющих сталей, платины, золота и серебра. [c.149]

По сочетанию свойств и доступности для практического применения из тугоплавких металлов имеют значение молибден, вольфрам, ниобий и тантал. Большой интерес представляет рений, но естественные запасы его ничтожно малы и он мало доступен для обычного использования. [c.393]

Тантал и его соединения. Универ- сальность применения тантала объясняется его высоким удельным сопротивлением, возможностью контролируемого изменения электрических параметров путем легирования и окисления, хорошими защитными свойствами окисных пленок. Термообработанные или анодированные пленки тантала характеризуются высокой стабильностью электрических свойств и малым значением ТКС. [c.437]

Сплавы на основе тугоплавких м таллов. К тугоплавким относят металлы, имеющие температуру плавления выше 2000 °С. По комплексу свойств и доступности для практического применения важное значение имеют вольфрам, молибден, ниобии, тантал. В табл. 84 приведены основные физические и механические свойства тугоплавких металлов. [c.438]

Титан относится к металлам, оксидные пленки которых обладают вентильными свойствами. Такие элементы используют, в частности, в производстве электролитических конденсаторов, где, например, применение тантала позволило резко улучшить технические и экономические характеристики конденсаторов [183]. Однако высокая стоимость тантала, его дефицитность и большая плотность побуждают исследователей постоянно искать более дешевые и менее дефицитные материалы, обладающие сравнимыми с танталом свойствами к числу их относится и титан. [c.129]

Применение тантала в вакуумной технике [Л. 6, 34, 51, 59, 68, 69, 78]. Наиболее ценным для производства электронных ламп свойством тантала, которым он обладает в обезгаженном состоянии и при высокой температуре (700— [c.93]

К числу новых конструкционных металлов и сплавов, которые уже используются в настоящее время или могут найти в недалеком будущем широкое применение в качестве коррозионностойких материалов в химическом машиностроении, в ядерных установках, в производствах, связанных с высокотемпературной техникой, относятся титан, тантал, цирконий, молибден, ниобий и ряд карбидов, нитридов, силицидов тугоплавких металлов и др. Эти металлы и некоторые сплавы на их основе сочетают в себе весьма ценные физические и механические свойства и исключительную, для некоторых из них, коррозионную стойкость в наиболее сильно агрессивных средах, которая превосходит стойкость нержавеющих сталей, платины, золота, серебра и т. п. металлов. [c.247]

Окисной пленке тантала присущи важные диэлектрические свойства, обусловливающие другую область применения тантала. Тантал с такой пленкой используют для электрических конденсаторов и выпрямителей. Кроме того, его интенсивно применяют в электронных лампах и как материал для изготовления внутренних протезов в хирургии. [c.166]

По уменьшению эффективной работы пары неравномерной аэрации металлы располагаются в ряд цинк, хром, углеродистая сталь, серый чугун, кадмий, алюминий, медь, свинец, нержавеющая высокохромистая стапь, висмут, цирконий, тантал, титан. Из приведенного перечня следует, что весьма перспективный конструкционный материал для подземных сооружений - это титан, который, помимо высоких механических свойств, малой плотности, обладает также хорошими коррозионными характеристиками высокой общей коррозионной стойкостью и высокой устойчивостью к иону хлора, а также низкой чувствительностью к образованию пар дифференциальной аэрации. Из приведенных данных можно также сделать предположение о целесообразности применения циркония в качестве защитного покрытия на стальных изделиях в почвенных условиях. [c.48]

Молибден, ниобий, тантал, вольфрам и их сплавы обладают высокой прочностью при высоких температурах, и это свойство делает перспективным их применение в реакторах с повышенной рабочей температурой. Данные по этим материалам чрезвычайно разбросаны, однако но ним можно оценить степень радиационного изменения свойств рассматриваемых материалов. [c.269]

Гексабориды редкоземельных элементов нашли широкое применение в электронной технике для катодов мощных генераторных устройств. Так, например, гексабориды лантана и иттрия обладают высокими термоэмиссионными свойствами. Высокая стойкость катодных устройств из боридов обеспечивает возможность их использования при температурах до 1500—1600° С для работы в вакууме. Важнейшим преимуществом боридных катодов является их стойкость против ионной бомбардировки. Установка катода из борида лантана в ионном источнике циклотрона повышает срок службы катодного устройства в 10—15 раз по сравнению с использованием катодов из тантала. [c.417]

Конструкционные материалы должны обладать хорошей совместимостью — свойством существовать в контакте без химических или других взаимодействий друг с другом. Это особенно важно при применении металлических теплоносителей. К таким устойчивым металлам при жидких металлических теплоносителях относятся ниобий, тантал, титан, ванадий, цирконий и бериллий. [c.189]

Рассмотрены основные свойства ионообменных материалов, приведены краткие основы теории ионного обмена (равновесие и кинетика). Дается методика технологических исследований с ионитами. Основное внимание уделено применению ионообменных смол в производстве редкоземельных элементов иттрия, скандия, в металлургии легких редких металлов, рассеянных элемен тов, в металлургии благородных металлов и металлов платиновой.группы в металлургии циркония, гафния, ниобия, тантала, вольфрама, молибдена, ре ния, в металлургии тяжелых цветных металлов, в очистке сточных вод и газов. Описаны аппараты ионообменной технологии. [c.2]

Перечислите электрохимические и коррозионные свойства тантала. В каких областях он находит применение как конструкционный материал [c.223]

В перспективных конструкциях новой техники находят широкое применение такие тугоплавкие и редкие металлы, как вольфрам, молибден, тантал, ниобий, цирконий и другие, обладающие высокой жаростойкостью, жаропрочностью, исключительным сопротивлением коррозии и рядом других специфических свойств. [c.5]

По технологическим свойствам металлов этой группы надо отметить следующие. Тантал, ниобий — пластичные металлы, хорошо прокатываются и свариваются, что позволяет использовать их в качестве облицовочного и плакирующего материала. Молибден, вольфрам и ванадий — малопластичные металлы, что затрудняет (но не исключает) их практическое применение как коррозионностойких материалов. [c.298]

Решениями XXV съезда КП(Х предусматривается дальнейший рост производства цветных металлов и сплавов, продукции химической промышленности, извлечения металлов из руд, комплексность использования сырья, совершенствование наиболее эффективных технологических схем. В связи с этим хлор и его соединения в последние годы находят все более широкое применение. Реакционная способность хлора, разнообразие свойств его соединений обусловливают создание новых химических и химико-металлургических производств. Из всех методов получения титана, ванадия, ниобия, тантала, циркония, вольфрама, молибдена и других металлов метод хлорирования принят промышленностью в качестве основного. Этим методом можно наиболее полно извлекать из перерабатываемого сырья все ценные составляющие и получать металлы высокой чистоты. В ближайшее время начинается промышленное применение хлора для переработки фосфорсодержащих руд с целью извлечения из них фосфора, а также в процессах получения олова, марганца,, хрома, никеля, кобальта. [c.4]

Применение чистого металлического тантала ограничено из-за его высокой стоимости и дефицитности, а также из-за его высокого удельного веса (16,6 г см ). Тантал употребляется главным образом в качестве плакирующего материала. Сложность изготовления плакированных изделий заключается в необходимости применять специальные дорогостоящие методы. Поэтому возникает задача создания новых сплавов, обладающих свойствами, близкими свойствам тантала, но которые значительно снижают расход последнего. [c.179]

Развитие производства реактивной сверхзвуковой авиации, управляемых снарядов и ракет, космических кораблей потребовало применения в качестве конструкционных высокотемпературных материалов ряда тугоплавких металлов (вольфрам, молибден, хром, ниобий, тантал и др.), ранее не применявшихся из-за присутствия в них примесей, катастрофически снижающих способность этих металлов к пластической деформации. С повышением чистоты увеличивается пластичность этих металлов и улучшаются их физико-химические и технологические свойства. Отсюда следует, что проблема использования указанных тугоплавких металлов и многих редких (бериллий, цирконий и др.) в качестве конструкционных материалов заключается в получении этих металлов высокой чистоты. Из перечисленных металлов даже хром после освобождения его от примесей становится пластичным. [c.175]

Тантал. По своим физическим и химическим свойствам тантал напоминает ниобий, методы получения их аналогичны.. Температура плавления близка к 3000° С, ТК1 f= 8,8-10 1/град. Тантал, как и ниобий, имеет весьма небольшую интенсивность испарения в вакууме. Применение тантала отчасти связано с его способностью к газопогло-щеиию, особенно при температуре 1800° С. Из тантала изготовляют [c.300]

Для изучения свойств применяли тантал, полученный тремя методами методом порошковой металлургии, или спекапием, дуговой плавкой и элек-тронно-лучевон плавкой. Обычно металлокерамический тантал содержит наибольшее количество примесей внедрения и металлических примесей. Такой металл был единственным примерно до 1955—1956 гг., когда начали получать и изучать металл дуговой плавки. Тантал, выплавленный электронно-лучевым методом, стал доступным еще позднее. Вследствие этого большая часть сведений о механических свойствах, опубликованных в литературе примерно до 1956 г., падучена для недостаточно чистого металлокерамического тантала, значительное содержание примесей в котором (даже низкое, как обычно считается для примесей) сильно сказывается на его механических свойствах. Следует при этом отметить, что это влияние в те Же время не является вредным для некоторых областей применения тантала. [c.693]

Общая тенденция в отношении тантала, как и болыпииетва других подобных металлов, состоит в получении и применении возможно более чистого металла. Для достижения желаемых свойств легче ввести известные количества модифицирующих присадок в металл высокой степени чистоты, чем изменять свойства металла, загрязненного примесями, сложное влияние которых иа свойства точно не известно и может измениться. Более чистый тантал дуговой и электронно-лучевой плавки имеет несколько практических преимуществ перед металлом, полученным методами порошковой металлургии 1) могут быть получены более крупные слитки, в результате чего увеличиваются размеры конструкционных заготовок, например листов при изготовлении из которых оборудования требуется меньше сварных работ и т. д. 2) при сварке чистого металла можно получить более хорошие свар иые швы, чем в случае металла, содержащего растворенные при-меси, кото рые D процессе сварки испаряются или выделяются в виде соединений 3) танталовые изделии, особенно применяемые в электронике, по-видимому обладают более однородными свойствами 4) сплавы с заранее задаш1ыми свойствами могут быть получены с более надежными результатами. [c.698]

Применение тантала основывается на его тутоплавкости, высокой прочности и пластичности, низком давлении пара, инертности по отношению к химическому воздействию при температурах ниже приблизительно 150 , геттерных свойствах при повышенных температурах, а также выпрямляющих и диэлектрических свойствах поверхностной окисной пленки. [c.739]

В инструментальном производстве широкое распространение получили твердые спеченные сплавы (ГОСТ 3882-74). Они состоят из смеси порошков карбида вольфрама (основа) с массовой долей 66-97 % и кобальта (3-25 %). В зависимости от марки сплава в него добавляют такие компоненты, как карбид титана с массовой долей 3-30 % и карбид тантала (2-12 %). Физико-механические свойства сплавов 1176 2156 МПа (120-220 кгс/мм ), плотность у= 9,6 15,3 г/см , твердость 79-92 HRA. По массовой доле компонентов порошков в смеси твердые спеченные сплавы подразделяют на три группы вольфрамовые, титано-вольфрамовые и ти-тано-тантало-вольфрамовые по области применения — на сплавы для обработки материалов резанием, для оснащения горного инструмента, для бесстружковой обработки металлов, для деталей и наплавки быстро изнашивающихся деталей машин, приборов и приспособлений. [c.334]

В работе Г. С. Бурханова рассмотрены свойства и перспективы применения в конструкциях карбидов и боридов редких металлов, в том числе в виде направленно закристаллизованных тугоплавких эвтектик. Среди офомного числа металлоподобных соединений редких металлов заметное место занимают карбиды и бориды. Они могут использоваться или как основа конструкционного материала, или как упрочняющий компонент в сочетании с пластичной матрицей. Такие конструкционные материалы могут предназначаться для работы в экстремальных условиях. Особый интерес представляют монокарбиды и дибориды переходных металлов IV—VI фупп периодической системы Д. И. Менделеева - циркония, гафния, ниобия, тантала, молибдена, вольфрама. Карбиды и бориды переходных металлов IV—VI фупп имеют четко выраженный металлический характер металлический блеск, хорошую электро- и теплопроводность, что указывает на преобладание металлического типа химической связи. [c.225]

Расширяющееся применение тантала и ниобия в различных отраслях науки и техники объясняется благоприятным сочетанием свойств этих металлов. Применение тантала и ниобия в химической промышленности связано с высокой коррозионной стойкостью этих металлов во многих агрессивных средах. Большая коррозионная стойкость тантала и ниобия в сочетании с высокой устойчивостью против эрозии делает их весьма эффективнььми конструкционными материалами в химическом машиностроении. Тантал и ниобий можно сваривать точечной, роликовой, стыковой, а также аргоно-дуговой электросваркой, что позволяет широко использовать эти металлы в химической промышленности для облицовки (плакирования) материалов, используемых для изготовления химической аппаратуры [1]. Проводятся разносторонние исследования с тантало-ниобиевыми сплавами, более дешевыми, чем чистые металлы. В частности, исследована [2 —5] коррозионная стойкость сплава Та—МЬ в ряде сред. Однако многие вопросы остаются неисследованными. Некоторые из них рассматриваются в данной работе. [c.187]

Вернемся теперь к применению тантала для изготовления сеток и анодов электронных ламп [Л. 10]. Оонов1НЫ м преимуществом тантала при примшении его электронных лампах являются высокая температура плавления, низкое давление паров, пластичность, возможность легкой его- оварки и формовки, химическое сродство к кислороду, азоту и углероду в диапазоне температур его работы в лампах, а также возможность обезгаживания при температурах, значительно превышающих рабочую, и, наконец, сопротивляемость химическому воздействию того же порядка, что и у стекла. Следовательно, изгото вленные из тантала детали могут быть хорошо обезгажены во время откачки и служат затем в качестве газопоглотителя после отпайки лампы. Поэтому для использования перечисленных выше свойств лампу необходимо конструировать так, чтобы в ней можно было применять танталовые детали. Для обезгаживания при откачке танталовых анодов и сеток необходима температура 2 000° С, а для того чтобы тантал служил газопоглотителем во время нормальной работы лампы, его рабочая температура должна лежать в области 700 С, т. е. выше температур, имеющих место при использовании таких материалов, как никель или молибден. Поэтому необходимо предусмотреть возможно сть рассеивания тепла излучением через колбу лампы или отвода его соответствующим охлаждением без повреждения плотности спаев со стеклом и снижения механической прочности конструкции лампы в целом. [c.209]

В электротехнике и радиоэлектронике нашли применение ценные свойства пленок оксидов тантала, титана, ниобия, кремния (диэлектрики в оксидных конденсаторах), магния и бериллия (нагревостойкие и э.тектроизоляционные материалы с особо высокой теплопроводностью), железа (изоляция листовой стали) и некоторых других металлов и полуметаллических элементов. Большой интерес представляет окись алюминия, которая используется как для изоляции проводов (пористый оксид), так и в качестве диэлектрика в оксидных, в частности в электролитических, конденсаторах (сплошной оксид либо комбинация сплошного оксида с пористым). [c.376]

Высокая коррозионная устойчивость ниобия и особенно тантала, хорошие геттерные свойства в сочетании с высокими температурами плавления, низкой упругостью паров и малыми коэффициентами линейного термического расширения определяют их применение в химической промышленности, радиоэлектронике и других отраслях техники [1]. [c.78]

В отечественной машиностроительной промышленности и за рубежом широкое применение получили металлокерамические твердые сплавы. Они характеризуются высокими физико-механическими свойствами твердостью, износо- и теплостойкостью. Твердость этим сплавам придают карбиды вольфрама и титана, а вязкость — свя-зуюнщй металл кобальт. В последние годы для придания твердым сплавам большей вязкости применяют редкий элемент тантал. [c.208]

К преимуществам, связанным с применением МНП, относят их повышенную на 25 - 30 % стойкость, уменьшение затрат времени на замену резца при его затуплении, большую точность размерной обработки, сокращение примерно в 6 раз потерь вольфрама, тантала и кобальта (так как возврат на переработку отработанных многогранников составляет более 90 % их произведенного количества, а напайных пластин - лишь около 15 %), снижение расхода стали на изготовление державок и удельных затрат по эксплуатации инструмента при одновременном увеличении до 30% производительности труда на операции обработки. Общий экономический эффект от применения 1 кг МНП в металлообработке составляет 80 руб. Кроме того, на режущих гранях многогранных неперетачиваемых пластин можно создавать слои с повышенной износостойкостью, улучшая эксплуатационные свойства инструмента (для напайных пластин такой прием не годится, так как при первой переточке этот слой будет полностью удален). Наиболее удачные пластины с износостойким слоем были разработаны в начале 70-х годов шведской фирмой "Sandvik oromant , предложившей наносить слой карбида титана на поверхность пластин из твердых сплавов подгрупп Р40, РЗО и К20 по классификации ИСО. При этом стойкость пластин повысилась в три раза. [c.120]

Упрочнение матрицы. Путем соответствуюш,его легирования могут быть разработаны эвтектические композиции, у которых матрицы упрочнены легированием твердого раствора или фазами, выделяющимися в твердом состоянии. Хотя это достигается в обоих типах сплавов, рассмотренных выше, очень интересный комбинированный подход (упрочнение матрицы в сочетании с упрочнением волокнами) был применен Бибрингом и др. 13] при исследовании сплавов, содержащих карбиды тантала. На рис. 20 показаны результаты исследования механических свойств эвтектической композиции Ni — 20% Со — 10%Сг — 3% А1 — ТаС (микроструктура которой сходна с микроструктурой сплава [c.135]

Применение. Ниобий — один из основных компонентов при легировании жаропрочных сталей и сплавов. Сплавы ниобия применяют в химическом машиностроении, в радиоэлектронике вместо дорогого тантала (экраны, катоды мощных генераторных ламп, аноды некоторых типов ламп, трубки, сетки с максимальной рабочей температурой 2100° Сит. д.), в ядерных реакторах, в качестве материала оболочек тепловыделяющих элементов и емкостей для расплавленных металлов, в авиации (лопатки газовых турбин авиадвигателей). Относительно новая область применения ниобия — в качестве основы сверхпроводящих материалов, так как у ниобия максимальная среди металлов температура перехода в сверхпроводящее состояние (8,9 К). Так, у сплавов системы Nb—Zr критическое магнитное поле достигает 80 кГс, плотность критического тока (4—6)-10 А/см и температура перехода-в сверхпроводящее состояние 11 К. Высокими сверхпроводящими свойствами (18,1 К) отличается соединение NbsSn, на базе которого уже созданы сверхпроводящие магниты на 100, 1ЭД кгс и выше. [c.551]

Металлопокрытие не нашли широкого применения для защиты тугоплавких металлов. Основная причина — высокая скорость диффузионного взаимодействия с основой при Т > 1200° С. Относительно низкая скорость окисления NbAlg и ТаА1з (0,2 и 0,7 г-м- -ч- при 1260 °С соответственно) дает возможность использовать алитирование для кратковременной защиты ниобия и тантала (табл. 14.11). Разрушение покрытий носит локальный характер. Стойкость алюминидного покрытия на Nb возрастает при предварительном титанировании. Низкая надежность ограничивает использование алюминидных покрытий на Мо и W. Их стойкость возрастает при введении добавок Ni, Сг, Mg, Со, Ti, Si и Fe (табл. 14.12). Защитные свойства алюминидных покрытий повышают введением Sn, увеличивающего их пластичность. Покрытие Sn—AI на Nb и Та можно наносить из расплава. При этом образуется слой алюминидов НЬ(Та)А1з, поверх которого кристаллизуется слой Sn—А1, содержащий 3. .. 10 % А1. Вблизи температуры плавления эвтектики SnOa—А]аОз (1620 °С) срок защитного действия покрытий возрастает (табл. 14.13). Введение в 8п—AI расплав молибдена улучшает качество покрытий. Sn—А1—Мо покрытие применяют для защиты ведущих кромок, тепловых экранов и других частей весьма теплонапряженных аппаратов. [c.436]

При более высоких температурах образуются аморфно-кристаллические пленки с низкими электрическими характеристиками. Сплошность термических пленок на металлах сохраняется лишь до определенной толш,ины, при превышении которой возникающие в пленке напряжения вызывают ее растрескивание. Чиело веществ, на которых образуются сплошные (когерентные, однородные) пленки, весьма ограничено. Прежде всего следует назвать тантал, ниобий, алюминий и кремний. Наиболее широкое применение получили термические пленки на кремнии. Они образуются в атмосфере сухого кислорода при Г= 1300 н-1600 К при окислении во влажном кислороде или парах воды температура может быть понижена до 800 К. Во всех случаях получаются аморфные пленки, имеющие структуру ближнего порядка, сходную со структурой кварцевого стекла. Химическая или топографическая неоднородность кремниевой подложки может вызвать появление в аморфном оксиде кристаллической фазы, имеющей структуру а-кристобали-та, присутствие которой ухудшает электрические свойства пленки и может вызвать нарушение ее сплошности. [c.257]

Материалы кернов. В качестве материалов для изготовления кернов получили применение различные сорта никеля, молибден, тантал и вольфрам, отвечающие в той или иной мере совокупности требований, предъявляемых к металлической части оксидных катодов. Основными из этих требований являются высокая температура плавления и малая скорость иапарения, химическая устойчивость к покрытию и газам, выделяющимся при откачке и работе приборов, механическая прочность и формоустойчивость в области высоких температур, хорошая обезгаживаемость и положительное влияние ка эмиссионные свойства катода. [c.235]

Огромное значение имеет чистота для металлов, обладающих высокой температурой плавления, которые в последнее время привлекли к себе огромное внимание как конструкционные материалы для применения при предельно высоких температурах. К таким металлам в первую очередь относятся вольфрам, молибден, хром, тантал, нпобий. На примере именно этих металлов, которые до последнего времени считались хрупкими (хладноломкилш), а также рения и бериллия наиболее убедительно доказывается влияние даже ничтожных содержаний нримесей в них на их пластические свойства. [c.516]

При широком применении радиотехнических устройств в современной промышленности требуется огромное количество сравнительно недорогих, надежных в эксплуатации и к тому же малогабаритных электролитических конденсаторов. Хотя создано производство конденсаторов на основе других металлов (как, например, на основе тантала и ниобия), спрос иа алюминиевые электролитические конденсаторы не только не сокращается, но и увеличивается быстрыми темпами. Эта обусловлено тем, что искусственные окис-ные пленки, полученные на алюминии электрохимическим путем, хорошо защищают алюминий и его сплавы от коррозии. При определенных условиях на алюминии можно получить пленки с большой твердостью и высоким сопротивлением механическому износу можно также получить окисиые нленки с высокими изоляционными свойствами. Изоляционные свойства пленок представляют интерес в связи с применением анодированного алюминия в качестве проводников тока. [c.78]

Из тугоплавких металлов ниобий, тантал и их сплавы наиболее коррозионностойкие, причем тантал обладает большей коррозионной стойкостью, чем ниобий. По коррозионной стойкости тантал сравним с керамикой, эмалью, пластмассами и превосходит стекло. Ниобий и тантал при 20°С устойчивы в кислотах (НС1, H2SO4, HNO3 и фосфорной) и не реагируют с царской водкой, но менее устойчивы к действию щелочей. Они заметно разрушаются в горячих растворах едких щелочей и в расплавленных щелочах. При 20° С металлы устойчивы на воздухе, но при 200—300° С начинают слегка окисляться и при нагревании выше 500° С наблюдается интенсивное окисление, что ограничивает их применение в чистом виде (без защитных покрытий) при высоком нагреве. С азотом металлы реагируют так же, как и с углекислым газом. Для них характерно весьма интенсивное поглощение при нагревании газов (Нг, О2, N2), малые примеси которых сильно ухудшают пластичность, обрабатываемость и электрические свойства металлов. Так, ниобий с примесью более 0,024% О2 и 0,017% N2 плохо сваривается и прокатывается в листы. [c.156]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...