השוואה בין המאפיינים של מתכות טיטניום וטנטלום

Mar 11, 2024

מתכת טיטניום:
חוזק טיטניום, חוזק מתיחה טיטניום טהור של עד 180 ק"ג/מ"ר. חוזק פלדה מסוים גבוה מסגסוגת טיטניום, אך החוזק הספציפי של סגסוגת טיטניום (חוזק מתיחה ויחס צפיפות) הוא יותר מפלדה באיכות גבוהה. לסגסוגת טיטניום יש חוזק עמיד בחום טוב, קשיחות בטמפרטורה נמוכה וקשיחות שבר, ולכן משמש יותר כחלקי מנוע מטוסים ורקטות, מבנה טילים. סגסוגת טיטניום יכולה לשמש גם כמיכלי אחסון של דלק ומחמצן ומיכלי לחץ גבוה. כעת יש סגסוגות טיטניום המשמשות לייצור רובים אוטומטיים, לוחות מרגמה וצינורות שיגור תותחים חסרי רתיעה. בתעשיית הנפט בעיקר למגוון מכולות, כורים, מחליפי חום, מגדלי זיקוק, צינורות, משאבות ושסתומים. טיטניום יכול לשמש כאלקטרודות וכמעבים תחנות כוח והתקני בקרת זיהום סביבתי. סגסוגת זיכרון בצורת טיטניום-ניקל הייתה בשימוש נרחב במכשור. בטיפול הרפואי ניתן להשתמש בטיטניום כעצמות מלאכותיות ומכשירים שונים. טיטניום הוא גם מסיר חמצון לייצור פלדה ומרכיב של פלדת אל חלד וסגסוגת פלדה. טיטניום דו חמצני הוא חומר גלם טוב לפיגמנטים ולצבעים. טיטניום קרביד, טיטניום קרביד (מימן) הוא סוג חדש של חומר סגסוגת קשה. צבע טיטניום ניטריד קרוב לזהב, בשימוש נרחב בקישוט.
טיטניום וסגסוגות טיטניום נמצאים בשימוש נרחב בתעשיית התעופה, המכונה "מתכת חלל"; בנוסף, יש מגוון רחב יותר ויותר של יישומים בתעשיית בניית הספינות, התעשייה הכימית, ייצור רכיבים מכניים, ציוד טלקומוניקציה, קרביד צמנט וכו'. בנוסף, סגסוגות טיטניום נמצאות בשימוש נרחב בתעשיית התעופה.
בנוסף, מכיוון שלסגסוגת טיטניום יש גם תאימות טובה לגוף האדם, אז סגסוגת טיטניום יכולה לשמש גם כעצם מלאכותית.

Tantalum RodTantalum RodTantalum Rod

 

 

מתכת טנטלום:
משמש בסגסוגות מתכת. טנטלום פנטאוקסיד משמש בקבלים. טנטלום משמש גם בכלי חיתוך, חוטי ואקום ועדשות מצלמה.
המרקם של הטנטלום קשה מאוד, הקשיות יכולה להגיע ל-6-6.5. נקודת ההיתוך שלו היא עד 2996 מעלות, אחרי טונגסטן ורניום, במקום השלישי. הטנטלום ניתן לעיבוד וניתן למשוך אותו לתוך נייר כסף דק וחוטי. מקדם ההתפשטות התרמית שלו קטן מאוד, כל מעלה אחת צלזיוס רק שישה נקודות שישה אחוזי התפשטות. בנוסף לכך, הוא קשיח מאוד, יותר מנחושת.
לטנטלום יש גם תכונות כימיות מצוינות והוא עמיד מאוד בפני קורוזיה. הוא אינו מגיב לחומצה הידרוכלורית, חומצה חנקתית מרוכזת או "אקווה רג'יה", לא בתנאים קרים ולא חמים. אבל טנטלום יכול להיות אכילה בחומצה גופרתית מרוכזת חמה, מתחת ל-150, טנטלום לא יתכלה על ידי חומצה גופרתית מרוכזת, רק בטמפרטורות גבוהות מזה תהיה תגובה, ב-175 מעלות של חומצה גופרתית מרוכזת למשך שנה אחת , נפגע בעובי של 0.0004 מילימטר, טנטלום לתוך טבילה של חומצה גופרתית ב-200 מעלות למשך שנה, שכבת פני השטח פגומה רק 0.006 מילימטרים. ב 250 מעלות, קצב הקורוזיה גדל, עבור כל שנה היה קורוזיה עובי של 0.116 מ"מ, ב 300 מעלות, היה קורוזיה מהר יותר, טבול בשנה 1, פני השטח היה קורוזיה 1.368 מ"מ. בחומצה גופרתית מבעבעת (המכילה 15% SO3) שיעור קורוזיה מאשר בחומצה גופרתית מרוכזת הוא חמור יותר, ב-130 מעלות של התמיסה שקועה בשנה אחת, פני השטח היו קורוזיים בעובי של 15.6 מ"מ. טנטלום גם ייאכל על ידי חומצה זרחתית בטמפרטורה גבוהה, אך התגובה מתרחשת בדרך כלל מעל 150 מעלות, ב-250 מעלות של 85% חומצה זרחתית, טבולה תוך שנה, פני השטח נאכלו 20 מ"מ, בנוסף, טנטלום בחומצה המעורבת של חומצה הידרופלואורית וחומצה חנקתית ניתן להמיס במהירות. אבל הטנטלום מפחד יותר מאלקלי חזק, ב-110 מעלות ריכוז 40% של תמיסת סודה קאוסטית, הטנטלום יתמוסס במהירות, באותו ריכוז של תמיסת אשלגן הידרוקסיד, כל עוד 100 מעלות יומסו במהירות. בנוסף לאמור לעיל, מלחים אנאורגניים כלליים אינם יכולים לשתות טנטלום מתחת ל-150 מעלות. ניסויים הוכיחו כי טנטלום בטמפרטורת החדר, תמיסת אלקלית, כלור, ברום, חומצה גופרתית מדוללת וסוכנים רבים אחרים אינם יעילים, רק בתפקיד של תגובה הידרופלואורית וחומצה גופרתית מרוכזת חמה. מצב כזה נדיר יחסית במתכות.
עם זאת, בטמפרטורות גבוהות, סרט התחמוצת על פני הטנטלום נהרס, כך שהוא יכול להגיב עם מגוון חומרים, ובטמפרטורת החדר טנטלום יכול להגיב עם פלואור. ב-150 מעלות, הטנטלום אינרטי לכלור, ברום ויוד, ב-250 מעלות, הטנטלום עדיין עמיד בפני קורוזיה בפני כלור יבש, בכלור המכיל אדי מים מחוממים ל-400 מעלות, עדיין יכול לשמור על בהיר, ב-500 מעלות מתחיל להיות. חלודה, טנטלום וברום ב-300 מעלות או יותר, לאדי יוד כאשר הטמפרטורה מגיעה לחום האדום לפני אינרטי. מימן כלורי מגיב עם טנטלום ב-410 מעלות לייצור פנטכלוריד, בעוד מימן ברומיד מגיב עם טנטלום ב-375 מעלות. S מגיב עם Ta כאשר הוא מחומם ל-200 מעלות או פחות, ופחמן ופחמימנים מגיבים עם טנטלום ב-800-1100 מעלות.
לטנטלום מגוון רחב של יישומים בשל תכונותיו. בהכנת מגוון של ציוד חומצה אנאורגנית, טנטלום יכול לשמש כדי להחליף נירוסטה, חיים מאשר נירוסטה עשרות פעמים. בנוסף, בתעשיות הכימיות, האלקטרוניקה, החשמל ואחרות, הטנטלום יכול להחליף את הצורך העבר בו יש לשאת את משימת הפלטינה המתכת היקרה, כך שהעלות הנדרשת מופחתת מאוד. טנטלום מיוצר לקבלים המצוידים בציוד צבאי.

אולי גם תרצה