Eigenschaften und Anwendungen von Tantal
Tantal und Niobium ähneln sich so sehr, dass erst 45 Jahre nach der Entdeckung des Minerals, in dem beide vorkommen, festgestellt wurde, dass es sich um zwei verschiedene Elemente handelt. In diesem Artikel beleuchten wir Tantal, von dem Mineral Columbit und der Namensgebung des Elements bis hin zu seinen Eigenschaften und Anwendungen.
ENTDECKUNG VON TANTAL
Tantal wurde 1802 von dem schwedischen Chemiker und Mineralogen Ander Gustaf Ekeberg entdeckt. Jahre später stellte sich jedoch heraus, dass er, ebenso wie sein englischer Kollege Charles Hatchett, nicht nur Tantal, sondern auch Niobium untersucht hatte. Erst 1846 entdeckte der deutsche Chemiker Heinrich Rose, dass es sich trotz der starken Ähnlichkeiten um zwei Elemente handelt. Fünfzehn Jahre später wurde dies auch von anderen Forschern bestätigt und beide Elemente erhielten ihren eigenen Namen.
TANTAL: NAME UND PERIODENSYSTEm
Das Element Tantal ist nach König Tantalus aus der griechischen Mythologie benannt. Als Vater von Pelops, Niobe und Broteas fiel er bei den griechischen Göttern in Ungnade, weil er seinen Sohn Pelops heimlich opferte und den Göttern vorsetzte, um deren Allwissenheit zu prüfen. Die Götter durchschauten den Betrug von Tantalus, erweckten seinen Sohn wieder zum Leben und beschlossen, Tantalus zu bestrafen. Er wurde für den Rest seines Lebens an einem Ort gefangen gehalten, an dem Wasser und Früchte gerade außer Reichweite waren.
Aus der Sage von Tantalus entstand die Redewendung „Tantalusqual“. Dies war wiederum die Basis für den Namen des Metalls Tantal, da die Gewinnung von Tantal aufgrund seiner Seltenheit und des Isolierungsprozesses eine schwere Aufgabe ist. Wir bezeichnen Tantal mit dem Symbol Ta und der Ordnungszahl 73.
EIGENSCHAFTEN VON TANTAL
Tantal wird aus dem schwarzen bis bräunlich-schwarzen Mineral Columbit gewonnen, unter anderem in Kanada, Australien, Brasilien, Nigeria und der Demokratischen Republik Kongo. Tantal ähnelt Niobium sehr stark, beide Metalle sind äußerst korrosionsbeständig, biokompatibel und haben einen sehr hohen Schmelzpunkt. Der Schmelzpunkt von Tantal beträgt 2996⁰C und wird nur von Wolfram, Rhenium und Kohlenstoff übertroffen. Darüber hinaus ist Tantal ein sehr biegsames, hartes und schweres Metall, das einfach zu bearbeiten ist.
HERVORRAGENDE CHEMISCHE KORROSIONSBESTÄNDIGKEIT
Kennzeichnend für Tantal ist die Korrosionsbeständigkeit in starken (heißen) alkalischen Lösungen wie Schwefelsäure. Bei Raumtemperatur ist Tantal gegenüber nahezu allen chemischen Säuren wie Schwefelsäure, Salzsäure und Salpetersäure beständig, aber auch bei höheren Temperaturen ist Tantal sehr korrosionsbeständig.
Relativ korrosionsbeständige Metalle und Legierungen wie Titan und Hastelloy korrodieren schnell in Schwefelsäure. Tantal ist jedoch auch in verdünnter (weniger als 10 Prozent) oder erhitzter Schwefelsäure sehr korrosionsbeständig. So beträgt die korrodierte Dicke eines Tantalstücks nach einem Jahr in konzentrierter Schwefelsäure bei 175⁰C nur 0,0004 mm. Die Korrosionsbeständigkeit nimmt langsam ab, wenn Tantal in rauchender Schwefelsäure oder Säuren bei sehr hohen Temperaturen verwendet wird. Die Korrosionsdicke eines Tantalstücks in rauchender Schwefelsäure bei 130⁰C beträgt nach einem Jahr 15,6mm. In 85 Prozent Phosphorsäure bei 250⁰C beträgt die Korrosionsdicke sogar 20 mm.
ANWENDUNGEN VON TANTAL
Die ausgezeichnete chemische Korrosionsbeständigkeit macht Tantal sehr geeignet für Anwendungen in beispielsweise Ölraffinerien und petrochemischen Prozessen. Darüber hinaus wird Tantal unter anderem verwendet in:
- Strahltriebwerken
- Nuklearanlagen
- Elektronik
- Körperprothesen
- Kondensatoren
Ein Kondensator ist eine elektrische Komponente, die elektrische Ladung aufbaut, speichert und entlädt. Kondensatoren werden unter anderem in Radarinstallationen, Teilchenbeschleunigern, Satelliten, Lasern und Elektromotoren verwendet. Dank ihrer natürlichen Eigenschaften bietet die Oberfläche von Tantal eine dichte und stabile Oxidschicht mit einer hohen dielektrischen Stärke, das Anodisierungsverfahren des Kondensators ist präzise und leicht zu steuern. Darüber hinaus bietet das Tantalpulver im Kondensator eine hohe Kapazität, geringe Leckströme, niedrigen äquivalenten Serienwiderstand und lange Lebensdauer. Dank dieser Eigenschaften sind Tantal-Kondensatoren stabil, verändern sich nicht durch Umgebungsveränderungen und bieten viel Kapazität. Tantal-Kondensatoren sind auch sehr geeignet als Alternative zu Keramikkondensatoren, beispielsweise in Situationen, die für Keramikkondensatoren ungeeignet sind.
Sie möchten mehr über die Vorteile einer Zusammenarbeit mit Metel erfahren? Unser Team informiert Sie gerne über unser Programm oder unsere Vorgehensweise und teilt gerne Beispiele für erfolgreiche Kooperationen mit Abnehmern in Ihrem spezifischen Markt. Vereinbaren Sie einen Termin unter 0416 – 724 800 oder per E-Mail an n.kesteloo@metel.nl.