9.6 Тантал и его сплавы

9.6.1 Краткие исторические сведения

Тантал был открыт шведским химиком А. Г. Экебергом в 1802 г. в минералах Скандинавского полуострова. Название элементу ученым было дано вследствие нерастворимости его окисла в кислотах (по аналогии с мифологическим героем Танталом, осужденным на вечную не­утолимую жажду, - отсюда и выражение «муки Тантала»).

Индивидуальность тантала и ниобия была окончательно уста­новлена швейцарским ученым Ж. Ш. Г. Мариньяком в 1865 - 1866 гг. в результате изучения двойных фторидов этих элементов и калия и разработки способа разделения, основанного на различной раство­римости двойных фторидов.

Танталовый порошок невысокой чистоты получил в 1825 г. И. Я. Берцелиус, восстанавливая K₂TaF₇ калием. В 1866 г. Розе по­лучил более чистый порошок путем восстановления K₂TaF₇ натри­ем. Первый пластичный тантал получил немецкий химик В. Болтон. Металл сразу же нашел применение в изготовлении нитей накали­вания электрических ламп. Большие партии этих ламп были изго­товлены в 1905 - 1906 гг., затем тантал был заменен менее летучим при рабочей температуре вольфрамом.

В 1922 г., после того как Болке в США разработал метод полу­чения пластичного тантала в слитках, этот металл стали получать в значительных количествах путем электролиза расплавленного гептафторотантала калия. Некоторое время листовой пластичный тан­тал применяли в качестве анодов для электролитных батарей, но основное его назначение состояло в химической защите реакцион­ных сосудов и труб (плакировании).

Сложная задача организации производства металлургического тантала в СССР была решена после многолетних исследовательс­ких работ, включающих переработку рудного сырья, получения чи­стых солей и металла.­

9.6.2 Физико-механические свойства

Атомный номер	73
Атомная масса	180,948
Атомный радиус, нм	0,146
Кристаллическая решетка	объемно-центрированный куб
Период решетки, нм	0,33 074
Конфигурация внешних электронных оболочек	5d36S2
Природные изотопы (известно 18 радиоактивных изотопов)	181 (99,9 877 %) 180 (0,0 123 %)
Эффективное поперечное сечение захвата тепловых нейтронов, м2	21,3·10-28
Работа выхода электронов, эВ	4,12 (поликристалл) 4,352 (монокристалл)
Плотность при 298 К, кг/м3	16 600
Температура плавления, оС (К)	2 997 (3 270)
Температура кипения, оС (К)	5 427 (5 700)
Удельная теплота плавления, кДж/кг	173,688
Удельная теплота сублимации при 298 К, кДж/кг	4 315
Удельная теплота испарения при tкип, кДж/кг	4 233,4
Коэффициент теплопроводности (20…100 оС), Вт/(м·К)	54,43
Удельная теплоемкость (0…100 оС), Дж/(кг·К)	1 423,5
Коэффициент термического расширения (0…100 оС), К-1	6,5·10-6
Удельное электросопротивление (20 оС), Ом·м	12,5·10-4
Предел прочности отожженного листа, МПа	350…500
Относительное удлинение отожженного листа, %	25…45
Модуль упругости, ГПа	190