钽:性质、加工和应用

尽管铜是一种相对稀有的金属(0.8毫克/公斤地壳的平均厚度)，钽在现代电子技术中起着至关重要的作用，也应用于生物医学设备，耐腐蚀涂料和航空航天应用。由于钽既稀缺又具有理想的化学性质，它通常被用于节省材料的形式，如涂料、电线和粉末。必威地址Matmatch提供钽形式多样以适应不同的应用和加工要求。

在本文中，我们将讨论:

• 钽的材料特性使它成为现代技术的重要组成部分
• 钽是如何从原矿加工成可用的形式的
• 钽在电子、生物医学设备和其他应用中是如何使用的

钽的性质

钽既可用于储存电能，又可抵抗恶劣环境。此表总结了钽的主要材料特性以及利用特定特性的应用。

钽是如何加工的?

钽的制造和提纯使用多步化学过程．

1. 矿石开采(钽矿，微晶石，木镍矿)或回收
2. 用硫酸在高温下消化
3. 含钽物质的溶剂萃取
4. 转化为氟化钽或氧化钽
5. 还原为钽粉
6. 加工成棒，板，片，棒，管和电线形式

钽常与铌一起生产它的化学性质与钽非常相似，往往出现在与钽相同的区域矿床中。当他们被发现时在美国，钽和铌非常相似，起初它们被认为是同一种元素。铌本身就是一种迷人的材料。虽然它主要作为添加剂用于提高低合金钢的机械性能，铌也是一种重要的成分超导磁体以及制造生物燃料的催化剂。

钽的应用

全球生产的钽大约有一半是这样的用于电子设备特别是在电解电容器中。钽可以被制成非常薄的连续氧化层．下面的钽金属可以被用作电容器中的电荷存储电极，而氧化物则作为介电材料，从而产生两种绝缘而且进行电容器组件只需生长一层氧化物。氧化钽层本身是一种优良的绝缘体，可以做得极薄这样在保持器件体积小的同时提高了电容。由于钽基电容器在小而轻的包装中提供高电容，它们已成为现代便携式电子设备的重要组成部分，每年生产的大多数钽都用于电子工业。为了节省钽，电容器使用非常薄的钽箔，任何多余的材料经常被回收。这张图表总结了钽最常见的形式，其中许多是可通过Matmatch购买必威地址．

图数据来源:https://www.bgs.ac.uk/downloads/start.cfm?id=2033

钽也非常耐腐蚀当与人体组织接触时不会引起刺激，这使得它在生物医学设备、手术工具和植入物中非常有用。例如，钽可以涂在碳泡沫上吗使用化学气相沉积(CVD)工艺，形成一个高度多孔的“支架”，可用于关节置换植入物的表面。多孔支架与骨骼的力学性能非常吻合，而且由于钽的良好的生物相容性在这种情况下，骨骼可以生长到支架中，并在患者的骨骼和植入物之间形成牢固的连接。通过使用钽作为涂层，植入物在尽可能少使用钽的情况下，获得了钽生物相容性的所有好处。

钽具有很强的抗化学腐蚀性能在人体以外的恶劣环境中也是如此。只需涂上一层薄薄的钽，就可以防止腐蚀性化学物质。这种涂料可应用于电沉积，溅射,或化学气相沉积．即使是几微米厚的涂层也可以保护一个部分，而需要相对少量的钽。钽还有助于稳定其他金属的晶界，这使得它有助于保存用于高温应用的合金的微观结构。

由于钽的熔化温度高，是一种重要的原料超合金-高性能金属混合物，可承受喷气发动机内部的极端温度。高温合金对现代飞机发动机至关重要，因为它们可以使发动机在更高的温度下工作，提高燃料效率。钽也被用于合金和航天器的碳化物中，特别是像这样的零件火箭喷嘴即使在高温下也必须保持结构强度。与它们在电子、生物医学和耐腐蚀涂料中的应用不同，钽在航空航天中的应用非常关键，节省材料的考虑要少得多。钽也有一些更专业的应用，例如作为“辐射金库”的一部分和用于太空中的电子产品朱诺太空探测器，在那里高密度钽的含量使它成为抵御太空辐射的好选择。

钽还出现在各种化合物中，用于各种工业。碳化钽是一种坚硬的物质，通常用于切削工具。钽酸锂被用于在各种音频应用中创建表面声波(SAW)滤波器，以提高扬声器的音质。氧化钽具有很高的折射率，这使其成为制造相机、手机、眼镜等轻薄透镜的理想材料。氧化钽也可用作x射线的滤光片，也可用作使喷墨打印机部件耐磨的涂层。

结论

尽管铜是一种相对稀缺的金属，钽是世界上技术上最重要的材料之一，因为它在电子产品、生物医学设备、高温合金和耐腐蚀涂层中发挥着重要作用。钽经常发挥保护其他金属的作用，无论是用于薄涂层以保护其衬底免受化学攻击，还是作为高温合金的添加剂以提高其高温性能。钽能够生长出一种薄而连续的氧化物，这种氧化物是一种极好的绝缘体，这使得制造小而高容量的电容器成为可能，电容器是现代电子产品的关键部件。钽是一种多用途材料，填补了各种各样的技术空缺。必威地址Matmatch提供钽形式多样适合广泛的应用和加工要求。