钽的性质和用途
钽铌材料及其性能
钽铌材料及其性能钽1.钽金属(tantalum)钽是稀有高熔点金属。
熔点2996℃，密度16.68g/cm3，晶格类型：体心立方。
导热系数（25℃）54W/M·K。
线膨胀系数（0~100℃）6.5×10-6。
钽主要用做制作钽电解电容器，钽合金如Ta—2.5W、Ta —10W、Ta—40Nb等，比任何别的材料更能经受高温和矿物酸的腐蚀，可作为飞机、导弹、火箭的耐热高强度材料以及控制、调节装置的零部件等。
钽在高温真空炉中，可作支撑附件、热屏蔽、加热器和散热片等。
钽制舟皿可用于真空蒸度装置，钽与人体组织还具有优良的生物相容性和稳定性，对人体组织不起反应，可作为接骨板螺丝、缝合针等外科手术材料。
2.钽的化合物(tantalum compound)2.1钽的氧化物(tantalum oxide)钽的氧化物最有应用价值的是Ta2O5。
Ta2O5为白色粉末，无味无臭，比重8.71g/cm3，熔点1870℃。
具有明显的酸性，不溶于水，也不溶于大多数的酸和碱，但在热的氢氟酸和过氧酸中能缓慢地溶解，与碱共熔时，生成钽酸盐。
Ta2O5具有α、β两种变体，其转变温度为1320℃，不同变体的氧化物，晶体结构不同，故其晶格常数，密度和其它性质都有明显的区别。
钽的其它低价氧化物，其性能不稳定。
钽的主要低价氧化物TaO2是一种褐色粉末，不溶于酸，在空气中加热时转变成Ta2O5，具有导电性。
2.2钽的卤化物(tantalum halide)TaCl5为黄色粉末，熔点220℃，沸点223℃－239℃，比重3.68g/cm3，易挥发，吸湿性强，非常容易水解析出白色的氢氧化物沉淀。
除高价的TaCl5外，钽的低价氯化物有TaCl4、TaCl3、TaCl2，均是易挥发物。
TaF5为白色结晶，熔点91.5℃，沸点229.2℃－233.3℃，比重4.74g/cm3，具有很强的吸湿性，在弱酸溶液中(当HF浓度低于7%)溶解而不水解。
钽的应用及用途介绍
钽的应用及用途介绍钽是一种重要的金属元素，具有广泛的应用和用途。
本文将介绍钽的应用领域及其重要用途。
钽在电子行业中有着广泛的应用。
由于钽具有良好的耐腐蚀性、高熔点和优异的电导率，因此被广泛用于制造电子元器件。
例如，钽电容器是一种重要的电子元件，用于存储和释放电荷。
它们具有体积小、容量大、频率响应快的特点，广泛应用于电子设备、通信设备和计算机等设备中。
此外，钽还用于制造电子导线、电阻器和印刷电路板等。
钽在化工工业中也有着重要的应用。
钽的耐腐蚀性使其成为制造耐腐蚀设备的理想材料。
例如，钽可以用于制造化工反应器、蒸发器、换热器和储罐等设备，用于处理腐蚀性介质。
此外，钽还可以用于制造化学催化剂、电解槽和电解质等。
钽在航空航天工业中也有重要用途。
由于钽具有高熔点和良好的机械性能，因此被广泛用于制造航空航天器件。
例如，钽可以用于制造发动机喷嘴、燃烧室和涡轮叶片等。
此外，钽还可以用于制造航天器的结构材料，如航天器外壳和液体火箭燃烧室。
钽还在医疗领域有重要应用。
由于钽具有良好的生物相容性和耐腐蚀性，因此被广泛用于制造医疗器械和人工器官。
例如，钽可以用于制造人工关节、植入物和牙科修复材料等。
此外，钽还可以用于放射治疗中的引导器和支架等。
除了以上领域，钽还在其他行业中有一些重要的应用。
例如，钽可以用于制造高温合金，用于航空发动机和汽车发动机等高温环境中。
此外，钽还可以用于制造耐磨材料、真空设备和光学薄膜等。
钽具有广泛的应用和重要用途。
它在电子、化工、航空航天和医疗等领域都扮演着重要角色。
钽的特性使其成为许多高科技产品和关键设备的关键材料。
随着科技的不断进步和应用的拓展，钽的应用前景将更加广阔。
钽
原子序数：73
原子量：180.9479
系列：过渡金属
相对原子质量：180.947 88 (12C = 12.0000)密度16650 kg/m硬度6.5
元素分区5族,6,d
钽
颜色：蓝灰色
价电子排布：[氙]4f5d6s
原子体积:(立方厘米/摩尔)
编辑本段性质用途
钽的线胀系数在0～100℃之间为6.5×10-6K-1，超导转变临界温度为4.38K,原子的热中子吸收截面为21.3靶恩。
在低于150℃的条件下钽是化学性质最稳定的金属之一。与钽能起反应的只有氟、氢氟酸、含氟离子的酸性溶液和三氧化硫。在室温下与浓碱溶液反应，并且溶于熔融碱中。致密的钽在200℃开始轻微氧化，在280℃时明显氧化。钽有多种氧化物，最稳定的是五氧化二钽(Ta2O5)。钽和氢在250℃以上生成脆性固溶体和金属氢化物如:Ta2H,TaH,TaH2,TaH3。在800～1200℃的真空下，氢从钽中析出钽又恢复塑性。钽和氮在300℃左右开始反应生成固溶体和氮化合物；在高于2000℃和高真空下，被吸收的氮又从钽中析出。钽与碳在高于2800℃下以三种物相存在:碳钽固溶体、低价碳化物和高价碳化物。钽在室温下能与氟反应,在高于250℃时能与其他卤素反应，生成卤化物。
电容器是钽的主要最终消费领域，约占总消费量的60%。美国是钽消费量最大的国家，1997年消费量达500吨，其中60%用于生产钽电容器。日本是钽消费的第二大国，消费量为334吨。21世纪初，随着电容器生产的发展迅速，市场供不应求。预计，世界钽电容器的生产量达2.50亿件，需消费钽1000吨。据美国地质调查局的统计，钽在地壳中的自然储量为15万吨，可开采储量超过4.3万吨。2004年，世界钽开采量为1510吨，其中，澳大利亚730吨，莫桑比克280吨，巴西250吨，加拿大69吨，刚果60吨。[1]中国资源量，主要分布在江西、福建、新疆、广西、湖南等省。从未来发展的需求看，电容器仍是钽的主要应用领域。如果按储量基础24000吨计算，也只能保证24年的需求。尽管如此，钽资源的前景仍然是看好的。首先，在世界十分丰富的铌矿床中，伴生有大量的钽资源。其中，格陵兰南部加达尔铌、钽矿的钽资源量就达100万吨。其次，西方已开始利用含Ta2O5 3%以下的大量锡炉渣。此外，代用品的研究和利用也有了很快的发展，如铝和陶瓷在电容器领域代替钽；硅、锗、铯可在电子仪器用途上，代替钽制造整流器等。
钽材料在生物医疗领域的具体应用
钽材料在生物医疗领域的具体应用1. 钽涂层钽金属优异的耐腐蚀性，将其涂覆在某些医用金属材料表面，以阻止有毒元素的释放，提高金属材料的生物相容性，同时钽涂层也提高了材料在人体中的可视性。
钽涂层可提高钛金属的骨整合性能，增进细胞的粘附能力，促进细胞的生长。
钽涂层更高的表面能和更好的润湿性改善了细胞与植入材料之间的相互作用。
除了金属材料外，钽还可以涂覆在一些非金属材料表面，如碳笼表面涂覆钽用于脊柱融合术，钽涂层提高了碳笼的强度、韧性以适合脊柱承力及更好地满足手术过程的要求。
2. 钽支架、钽丝、钽片钽金属可以制成各种形状和尺寸的钽片，根据人体各部位的需要进行植入，如修补、封闭人体破碎头盖骨和四肢骨折的裂缝及缺损。
用钽片制成人造耳固定在头部之后，再移植皮肤，经过一段时间后，新移植的皮肤生长得很好，几乎看不出是人造钽耳朵。
钽的延展性好，可制成与头发丝相当甚至更细的丝。
其作为手术缝合线具备灭菌简易、刺激较小、抗张力大等优点。
钽丝可用于缝合骨、肌腱、筋膜，以及减张缝合或口腔内牙齿固定，还可用作内脏手术使用的缝合线，或嵌人人造眼球中，还可以替代肌腱和神经纤维。
利用钽丝可编织成网状球囊扩张支架，钽支架在X光下清晰可视，非常便于监测和随访。
其长期滞留体内无断裂及腐蚀。
柔韧性良好，钽丝支架可以较好地适应动脉的正常搏动，能够快速、准确地缩放。
3.纳米载体钽是5种具有生物相容性的元素中较好者。
在生物组织和其他环境中，钽表面能立即生成一层化学稳定的钝化膜，从而使钽具有良好的化学稳定性和抗生理腐蚀性，并具有生物相容性。
介孔氧化钽纳米颗粒作为一种新型纳米载体，既具备良好的药物载体性能，又能产生放疗增敏效应；介孔氧化钽的纳米体系可以高效装载阿霉素，延长药物在体内的半衰期，并在肿瘤部位实现pH响应的药物释放，有利于肿瘤靶向化疗；钽元素本身有着较好的放疗增敏效果，使得最终的放化疗治疗效果有显著的提升。
4.多孔钽人工关节多孔钽金属具有3D多孔空间构型，高摩擦系数、良好的机械性能及组织长入特性，使得它成为关节重建中具有广泛应用前景的骨替代生物材料。
钽铌材料及其性能
钽铌材料及其性能钽1.钽金属(tantalum)钽是稀有高熔点金属。
熔点2996℃，密度16.68g/cm3，晶格类型：体心立方。
导热系数（25℃）54W/M・K。
线膨胀系数（0~100℃）6.5×10-6。
钽主要用做制作钽电解电容器，钽合金如Ta—2.5W、Ta —10W、Ta—40Nb等，比任何别的材料更能经受高温和矿物酸的腐蚀，可作为飞机、导弹、火箭的耐热高强度材料以及控制、调节装置的零部件等。
钽在高温真空炉中，可作支撑附件、热屏蔽、加热器和散热片等。
钽制舟皿可用于真空蒸度装置，钽与人体组织还具有优良的生物相容性和稳定性，对人体组织不起反应，可作为接骨板螺丝、缝合针等外科手术材料。
2.钽的化合物(tantalum compound)2.1钽的氧化物(tantalum oxide)钽的氧化物最有应用价值的是Ta2O5。
Ta2O5为白色粉末，无味无臭，比重8.71g/cm3，熔点1870℃。
具有明显的酸性，不溶于水，也不溶于大多数的酸和碱，但在热的氢氟酸和过氧酸中能缓慢地溶解，与碱共熔时，生成钽酸盐。
Ta2O5具有α、β两种变体，其转变温度为1320℃，不同变体的氧化物，晶体结构不同，故其晶格常数，密度和其它性质都有明显的区别。
钽的其它低价氧化物，其性能不稳定。
钽的主要低价氧化物TaO2是一种褐色粉末，不溶于酸，在空气中加热时转变成Ta2O5，具有导电性。
2.2钽的卤化物(tantalum halide)TaCl5为黄色粉末，熔点220℃，沸点223℃－239℃，比重3.68g/cm3，易挥发，吸湿性强，非常容易水解析出白色的氢氧化物沉淀。
除高价的TaCl5外，钽的低价氯化物有TaCl4、TaCl3、TaCl2，均是易挥发物。
TaF5为白色结晶，熔点91.5℃，沸点229.2℃－233.3℃，比重4.74g/cm3，具有很强的吸湿性，在弱酸溶液中(当HF浓度低于7%)溶解而不水解。
2.3钽的碳化物(tantalum carbide)钽的碳化物主要有Ta2C和TaC两种，而Ta2C又有α－Ta2C和β－Ta2C两种同素异构体。
钽金属用途特点
钽金属用途特点钽是一种重要的金属材料，具有广泛的用途。
下面将从多个角度对钽的用途特点进行解释，并符合标题中心扩展的要求。
一、钽的物理特性和化学特性决定了其在各领域的应用。
1. 高熔点和抗腐蚀性：钽的熔点达到3017℃，是金属中熔点最高的之一。
同时，钽具有良好的抗腐蚀性，能耐受酸、碱、盐等多种腐蚀介质的侵蚀。
因此，钽常被用于制作化工设备、电解槽等需要耐腐蚀性能的场合。
2. 超导性：低温下，钽具有良好的超导性能，能够在电流通过时产生极低的电阻。
这使得钽在超导磁体、超导电缆、磁悬浮等领域有着广泛的应用。
3. 高密度和高强度：钽的密度达到16.6g/cm³，是重型金属之一。
同时，钽具有较高的强度和硬度，具备良好的耐磨性和抗拉伸性能。
这使得钽可以用于制作高温结构材料、高强度零件等。
4. 良好的热传导性：钽的热传导性能优良，能够在高温下快速传递热量。
因此，钽常被用于高温工艺中的热电偶、热交换器等设备。
5. 低的热中子截面：钽的热中子截面低，对中子的吸收能力较弱，因此在核能领域有着广泛的应用。
钽被用于核反应堆中的结构材料、控制材料等。
二、钽的应用领域多样，具备广泛的用途。
1. 化工领域：由于钽的良好抗腐蚀性，它常被用于制造化学反应器、换热设备、储存罐等化工设备。
钽的耐腐蚀性能使得这些设备能够在恶劣的化学环境下长期稳定运行。
2. 电子领域：钽具有良好的导电性能和耐高温性，因此常被用于电子元器件的制造。
例如，钽电容器（Tantalum Capacitor）是一种重要的电子元件，广泛应用于电子产品、通信设备等领域。
3. 能源领域：钽的超导性能使得它在能源领域有广泛应用。
钽超导材料可用于制造超导磁体，如MRI设备中的磁体、核聚变装置中的磁体等。
此外，钽也可以用于制造电池极片、电解槽等。
4. 医疗领域：由于钽的生物相容性好，不易引起组织排斥和过敏反应，因此常被用于医疗器械的制造。
钽支架、钽假体等可用于骨科手术、血管介入等领域，发挥良好的生物医学效果。
钽、铌简介终稿
1.6吸、放氢性能
在较低的温度，Ta、Nb都能溶解大量的 氢，但低温下吸氢速度比较缓慢。当温 度达到500℃(Ta)和360℃(Nb)时，吸氢 的速度最大，这时，生成钽和铌的氢化 标准 物(TaH，NbH)。Ta、Nb锭吸氢后，性能 变脆，易于破碎。但是，当在600℃以上、 真空中加热氢化物中的氢可以全部脱出 并恢复金属原有的性质，工业上就是这 样从Ta、Nb条生产相应的粉体。
1.4铌/钽的主要物理、机械性质
致密金属钽、铌为钢灰色，粉末状态钽呈深灰 色，铌粉呈浅灰色，纯铌和纯钽具有良好的塑 性，可冷轧成厚度达0.01mm的薄片而无须中 间退火。 金属铌和钽的共同物理特征是具有高熔点 [ 2468 ℃(Ta) 、 2996℃ （ Nb ） ] 、 高 沸 点 [5458 ℃ （Ta）、4742 ℃ （Nb）]、低的蒸 气压以及比其它难熔金属(如钨和钼）为低的 电子速出功。同时，Nb和Ta的机械性能明显地 随其加工状态及间隙杂质含量而改变。
铌的应用
化工
铌及其与钽的合金可制成蒸馏管、活门、设备的挡板及生产盐酸、 硝酸、溴、过氧化氢等化工设备的其它部件。
宇航及 航空 核工业
Nb－1Zr、C—103铌合金已用于飞船上的姿态控制发动机；C—l03 合金还用于“大力神”导弹喷嘴的延伸段，这种合金的最大优点在 于高温下强度好且有优良的可塑性和焊接性。
飞行器，导弹，自动控制系统和电视机里获得广泛的应用
电子工业
石油及化学 工业部门 高温硬质合 金
。
钽的抗腐蚀性能优异，被广泛用来制造防腐蚀的化学反应器，罐， 塔，阀门等。
在高温真空炉中用钽做支撑附件，热屏蔽，加热器和散热，并可长期 使用。
Ta的应用
1.2铌的简介
一种金属元素。铌能吸收气体，用作除 气剂，也是一种良好的超导体。化学符 号Nb，原子序数41，原子量92.90638， 属周期系ⅤB族
钽材料应用领域知识点总结
钽材料应用领域知识点总结钽材料应用领域知识点总结钽是一种金属元素，具有很多特殊的性质和应用领域。
在本文中，我们将对钽材料的应用领域进行总结和介绍。
钽是一种稀有金属，具有高融点、耐腐蚀性和优异的导电性能。
这些特性使得钽在许多关键领域得到广泛应用。
首先，钽材料在电子行业中应用广泛。
由于钽具有良好的导电性能和化学稳定性，它常被用作电容器的制造材料。
钽电容器因其高电容值、低漏电流和稳定的电容值而被广泛应用于电子产品中，如手机、平板电脑和计算机等。
钽还可用于制造集成电路的金属线材和连接器，以提高电路的导电性能和可靠性。
其次，钽材料在航空航天领域具有重要作用。
由于钽具有高熔点和优异的耐腐蚀性，它常被用于制造航空发动机的涡轮叶片和燃烧室部件。
钽材料的高温性能和耐腐蚀性能使得它具有出色的高温抗氧化和抗热裂性能，能够在极端的高温和恶劣环境下工作，提高了发动机的性能和可靠性。
第三，钽材料在化工行业中有广泛的应用。
钽的耐腐蚀性是其在化学生产和储存中得以应用的重要原因。
钽材料常被用于制造化工容器、反应釜、加热器和换热器等设备，用以处理各种强腐蚀性介质。
此外，钽材料还能抵抗很多稀硫酸、稀盐酸、氯气等化学物质的腐蚀，因此在化学工艺、硫酸、氯碱工业等领域得到广泛应用。
第四，钽材料在医疗领域中有着重要的应用。
钽材料具有生物相容性和抗腐蚀性，被广泛应用于医疗器械的制造，如人工关节、支架和牙科修复材料等。
由于钽的生物相容性好，能够很好地与人体组织相容并稳定地结合在一起，因此能够在医疗领域发挥很好的效果。
总的来说，钽材料具有高融点、耐腐蚀性和优异的导电性能，因此在电子、航空航天、化工和医疗等领域得到广泛的应用。
这些特性使得钽材料成为一种不可或缺的金属材料，对于现代社会的发展起到了重要的支撑作用。
随着科技的不断进步，可以预期钽材料的应用领域还会不断扩大和深化综上所述，钽材料是一种具有高融点、耐腐蚀性和优异导电性能的金属材料，广泛应用于电子、航空航天、化工和医疗领域。
钽的特性和在电子产品中的应用
钽的特性和在电子产品中的应用钽（Ta）是一种化学元素，属于过渡金属元素，原子序数为73，原子量为180.95。
钽具有一些独特的物理和化学特性，使其在电子产品的制造中发挥重要作用。
本文将介绍钽的特性以及其在电子产品中的应用。
一、钽的特性1. 密度高：钽的密度约为16.6 克/立方厘米，使得它能够提供更大的重量和尺寸优势，为电子产品的设计提供了便利。
2. 耐腐蚀性强：钽具有极高的耐腐蚀性，能够在酸性和碱性环境中保持稳定。
这种特性使得钽能够在恶劣的工作环境下使用，并延长电子产品的寿命。
3. 抗氧化性好：钽能够在高温下抵御氧化作用，保持相对稳定的表面状态。
这个特性使得钽在高温电子设备中非常适用。
4. 超导性：钽属于超导金属材料，具有极低的电阻和磁场排斥效应。
这种特性使得钽能够用于超导电子设备的制造，例如MRI扫描仪器。
二、钽在电子产品中的应用1. 电容器：钽电容器是一种高性能的电子元件，其结构主要由钽薄膜和氧化钽组成。
它具有小尺寸、高电容、低串扰以及低频谐振等特点，广泛应用于手机、平板电脑、相机等电子产品中。
2. 导线和连接器：钽可以制成高温、高强度的导线和连接器，用于电子产品中的电路连接。
钽导线和连接器具有优异的导电性能和耐腐蚀性，能够稳定传输电信号，并保持设备的高可靠性。
3. 电阻：钽电阻是一种具有高稳定性和高精度的电阻元件。
它具有低温系数和良好的线性特性，被广泛应用于精密仪器、通信设备和电子计算机等领域。
4. 薄膜技术：钽是一种重要的薄膜材料，可以通过物理气相沉积、溅射、化学气相沉积等方法在电子产品的制造过程中形成薄膜。
这些薄膜可以用于电路隔离、封装、传感器和显示屏等方面。
5. 其他应用：除了上述提到的应用领域，钽还可以用于电子产品中的能量存储、磁记录、光学器件等方面。
钽还可以与其他金属或合金进行复合，以提高材料的性能和使用寿命。
综上所述，钽具有许多优秀的特性，使其成为电子产品制造中不可或缺的材料之一。
有色金属—钽
一、钽基本介绍钽，金属元素，主要存在于钽铁矿中，同铌共生。
钽的质地十分坚硬，钽富有延展性，可以拉成细丝式制薄箔。
其热膨胀系数很小。
钽有非常出色的化学性质，具有极高的抗腐蚀性。
无论是在冷和热的条件下，对盐酸、浓硝酸及“王水”都不反应。
元素应用钽的基本用途钽所具有的特性，使它的应用领域十分广阔。
可用来制造蒸发器皿等，也可做电子管的电极、整流器、电解、电容。
医疗上用来制成薄片或细线，缝补破坏的组织。
在制取各种无机酸的设备中，钽可用来替代不锈钢，寿命可比不锈钢提高几十倍。
此外，在化工、电子、电气等工业中，钽可以取代过去需要由贵重金属铂承担的任务，使所需费用大大降低。
钽被制造成了电容装备到军用设备中。
美国的军事工业异常发达，是世界最大军火出口商。
世界上钽金属的产量一半被用在钽电容的生产上，美国国防部后勤署则是钽金属最大的拥有者，曾一度买断了世界上三分之一的钽粉。
1903年德国化学家博尔顿（W.von Bolton)首次制备了塑性金属钽,用作灯丝材料。
1940年大容量的钽电容器出现，并在军用通信中广泛应用。
第二次世界大战期间，钽的需要量剧增。
50年代以后，由于钽在电容器、高温合金、化工和原子能工业中的应用不断扩大，需要量逐年上升，促进了钽的提取工艺的研究和生产的发展。
中国于60年代初期建立了钽的冶金工业。
钽在酸性电解液中形成稳定的阳极氧化膜，用钽制成的电解电容器，具有容量大、体积小和可靠性好等优点，制电容器是钽的最重要用途，70年代末的用量占钽总用量2/3以上。
钽也是制作电子发射管、高功率电子管零件的材料。
钽制的抗腐蚀设备用于生产强酸、溴、氨等化学工业。
金属钽可作飞机发动机的燃烧室的结构材料。
钽钨、钽钨铪、钽铪合金用作火箭、导弹和喷气发动机的耐热高强材料以及控制和调节装备的零件等。
钽易加工成形，在高温真空炉中作支撑附件、热屏蔽、加热器和散热片等。
钽可作骨科和外科手术材料。
碳化钽用于制造硬质合金。
钽的硼化物、硅化物和氮化物及其合金用作原子能工业中的释热元件和液态金属包套材料。
钽冶炼的原理与应用
医疗领域
钽在医疗领域主要用于制造植入人体 的人工关节、牙科种植体等医疗器械 。由于其良好的生物相容性和耐腐蚀 性能，钽在医疗领域的应用越来越广 泛。
钽合金人工关节具有寿命长、无毒副 作用等优点，已成为治疗关节疾病的 理想选择。
化学工业
钽在化学工业中主要用于制造高温反应器、催化剂载体和化学容器等。由于其耐腐蚀性能和高温稳定 性，钽在化学工业中具有广泛的应用。
钽冶炼的原理与应用
汇报人：可编辑 2024-01-06
目录
• 钽的简介 • 钽的冶炼原理 • 钽的应用领域 • 钽冶炼的环境影响与可持续发展 • 钽冶炼的前景与挑战
01
钽的简介
Chapter
钽的发现与特性
钽的发现
钽元素由瑞典化学家雅各布·贝采利乌斯在1802年首次发现。
物理特性
钽是一种银白色的稀有金属，具有高熔点、高硬度、耐腐蚀等特 性。
随着环保意识的提高，政府可能会出台更加严格的环保法规，对钽 冶炼行业的环保要求也会更加严格。
技术标准和知识产权保护
政府可能会加强对钽冶炼技术的标准和知识产权保护，以提高整个 行业的竞争力。
THANKS
感谢观看
01 02 03 04
资源回收
对钽冶炼过程中产生的废弃物进 行回收利用，提高资源利用率。
生态恢复
对受到污染的环境进行生态恢复 ，包括空气、水体、土壤等方面 的治理和修复。
05
钽冶炼的前景与挑战
Chapter
钽冶炼的市场前景
1 2 3
钽在高科技领域的应用不断扩展
随着科技的不断发展，钽在电子、航空航天、医 疗等领域的应用越来越广泛，市场需求持续增长 。
在冶炼过程中，需要控制温度、气氛、原料成分等参数，以保证产品质量和生产的稳定性。同时，还需要注意环境保护和资 源利用的可持续性。
钽的冶炼工艺与应用
STEP 01
消费领域
STEP 02
消费量
钽主要用于电子、电容器 、高温合金、航空航天等 领域。
STEP 03
市场前景
随着科技的不断进步和新 兴领域的发展，钽的市场 前景广阔。
全球钽消费量逐年增长， 尤其在电子和电容器领域 的应用不断扩大。
中国钽的生产与消费情况
生产情况
中国钽产量逐年增长，主要来自内蒙古、江西等地的 钽矿开采。
Part
05
钽的生产与消费
全球钽的生产情况
全球钽产量
全球钽产量逐年增长，主 要来自刚果、加拿大、工艺主要包括矿 石的破碎、磨细、浮选、 化学处理等工序，最终得 到金属钽锭。
生产成本
随着技术的进步和规模化 生产，钽的生产成本逐渐 降低，但仍较高。
全球钽的消费情况
消费情况
中国钽消费量逐年增长，主要用于电子、电容器、高 温合金等领域。
市场前景
随着中国科技的不断发展，钽在航空航天、新能源等 领域的应用将不断扩大，市场前景看好。
THANKS
感谢您的观看
医疗领域
钽及其合金具有良好的生物相容 性和耐腐蚀性，在医疗器械制造 中可用于制造人工关节、牙科种 植体等。
钽的回收与再利用
钽回收的意义
随着钽资源的日益稀缺，回收和再利用钽资 源对于保护环境、节约资源和降低成本具有 重要意义。
回收方法
目前常见的钽回收方法包括物理法、化学法和生物 法等，其中化学法是最常用的方法。
在开采过程中，需要考虑到矿体的分布、矿床的规模、矿石的品质等因素，以制定合理 的开采方案。
钽的选矿与富集
选矿是通过对矿石进行破碎、磨细、 分选等工序，将有价值的矿物与脉石 矿物分离的过程。对于钽矿石，通常 采用重选、浮选等方法进行选矿。
微量元素钽的用途
微量元素钽的用途钽是一种贵重的微量元素，具有广泛的应用。
以下是钽的主要用途：1.电子产业：由于钽具有良好的耐腐蚀性和高熔点，非常适合用于制造各种电子元器件。
在电子产业中，钽广泛应用于制造电容器、绝缘层和金属线。
钽电容器具有较大的电容和稳定的电容性能，可以用于存储和放电电流。
由于钽电容器具有体积小、抗高温等优点，广泛应用于移动设备、计算机和通信设备等。
钽薄膜也是电子产业中的重要应用之一。
钽薄膜广泛用于集成电路中的电阻、电容和电感器件，以提高电路的性能和稳定性。
2.航空航天工业：钽具有高熔点、高强度和良好的耐腐蚀性，因此在航空航天工业中得到了广泛应用。
钽应用于制造航天器和卫星中的燃气温度计、电容器、保护层和推进剂等部件，以提高其性能和可靠性。
3.医疗领域：由于钽的生物相容性和生物惰性，钽广泛应用于医疗器械领域。
钽可以制成骨刺和关节置换器等骨科植入物，帮助修复骨折和关节疾病。
此外，钽还可以用于制造心脏起搏器、支架和血管支架等内部医疗器械。
4.化工领域：由于钽的耐腐蚀性能，钽在化学工业中广泛应用于制造反应器、换热器、储罐和管道等设备。
在强酸、强碱和高温等恶劣工作环境下，钽能够有效防止槽体腐蚀和泄漏问题，保证化工设备的稳定运行。
5.能源行业：由于钽的强度和耐腐蚀性，钽在能源行业中得到了广泛应用。
钽可以用于制造核电站中的核燃料包壳和热交换器，以提高核电的安全性和效率。
此外，钽还可以用于制造液化天然气（L N G）储罐和石油钻井设备等。
总之，尽管钽是一种微量元素，但由于其出色的特性，广泛运用于电子产业、航空航天工业、医疗领域、化工工业和能源行业等各个领域。
随着科技的发展和需求的增加，钽的用途还将进一步扩展和深化。
钽和哈氏合金
发现人：武拉斯顿 发现年代：1803~1804年
发现过程：
1803~1804年，英国的武拉斯顿，在提炼钯铂的废渣的玫瑰色盐里发现有铑的存在。
元素描述：
银白色金属，质极硬，耐磨，也有相当的延展性。密度12.4克/厘米3。熔点1966±3℃，沸点3727±100℃。化合价2、4和6。第一电离能7.46电子伏特。在中等的温度下，它也能抵抗大多数普通酸（包括王水在内）。在200~600℃可与热浓硫酸、热氢溴酸、次氯酸钠和游离卤素起化学反应。不与许多熔融金属，如金、银、钠和钾以及熔融的碱起反应。
铂族金属和合金有很多重要的工业用途。过去主要是制造蒸馏釜以浓缩铅室法制得稀硫酸，也曾用铂铱合金制造标准的米尺和砝码。在19世纪中叶，俄国曾制造铂铱合金币在市场上流通。目前，铂族金属及其合金的主要用途为制造催化剂。铂铑合金对熔融的玻璃具有特别的抗蚀性，可用于制造生产玻璃纤维的坩埚。铂铱、铂铑、铂钯合金有很高的抗电弧烧损能力，被用作电接点合金，这是铂的主要用途之一。由于铂化学性质稳定，纯铂、铂铑合金或铂铱合金制造的实验器皿如坩埚、电极、电阻丝等是化学实验室的必备物。铂钴合金是一种可加工的磁能积高的硬磁材料。铂和铂合金广泛用于制造各种首饰特别是镶钻石的戒指、表壳和饰针。铂或钯的合金也可作牙科材料。铂、钯和铑可作电镀层，常用于电子工业和首饰加工中。近年来涂钌和铂的钛阳极代替了电解槽中的石墨阳极，提高了电解效率，并延长电极寿命，是氯碱工来中一项重要的技术改进，为钌在工业上使用开辟了新途径。锇铱合金可制造笔尖和唱针。钯合金还用于制造氢气净化材料和高温钎焊焊料等。在化学工业中还使用包铂设备。
钽最早用于制灯丝，后被钨丝代替；化学工业中钽用于制造耐酸设备；由于钽不被人体排斥，可用作修复骨折所需的金属板、螺钉等，还用于制造外科刀具和人造纤维的拉线模等。
钽粉的有效密度
钽粉的有效密度全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：钽粉是一种常见的金属粉末，常用于制备钽金属及其合金材料。
在工业生产中，钽粉的有效密度是一个重要的性能指标，直接影响到材料的物理性质和工艺性能。
本文将从钽粉的物理性质、生产工艺和应用领域等方面探讨钽粉的有效密度及其影响因素。
一、钽粉的物理性质钽是一种化学元素，原子序数为73，原子量为180.95。
钽的密度为16.654g/cm³，熔点为2996℃，沸点为5425℃，是一种高熔点金属。
钽具有良好的耐腐蚀性和机械性能，可以耐受高温、强腐蚀性介质的侵蚀。
由于钽的特性，在航空航天、电子、化工等领域有广泛的应用。
钽粉是由粒径为几微米至几十微米的细小颗粒组成的，是一种微粉末。
钽粉的有效密度是指在一定条件下，钽粉所占据的容积与其质量之比。
钽粉的密度会影响到其堆积密度、流动性及成型性能等，因此对于钽粉的应用十分重要。
二、钽粉的生产工艺钽粉的生产工艺主要包括物理法和化学法两种。
物理法主要是通过机械磨碎或气体雾化的方式制备钽粉，可以得到不同粒径和形状的钽粉。
化学法主要是通过还原钽酸、氯化钽等钽化合物的方法得到纯净的钽粉，常用于高端产品的制备。
在钽粉的生产中，有效密度的控制是一个关键的技术问题。
通常情况下，通过对粒度、形状、结晶度等因素的控制，可以调节钽粉的密度。
而钽粉的密度对其产品的性能有着直接的影响，因此需要在生产中严格控制该参数。
三、钽粉的应用领域钽粉广泛应用于电子、航空航天、化工等领域。
在电子领域，钽粉常用于制备电解电容器的阳极，由于其高稳定性和耐腐蚀性，可以确保电容器具有良好的性能。
在航空航天领域，钽粉可以用于制备高温结构材料，如航天器的发动机部件和燃气涡轮的叶片等。
在化工领域，钽粉可以用于制备耐腐蚀设备，如反应釜、管道等，用于处理腐蚀性介质。
在应用中，钽粉的密度对其产品的性能有着直接的影响。
一般情况下，密度越大的钽粉，其堆积密度越高，流动性越差，成型性能也会受到影响。
钽的晶体结构
钽的晶体结构
钽是一种重要的过渡金属元素，具有高熔点、高化学稳定性、优异的耐腐蚀性等特点，在航天、军工、医疗、通信等领域得到广泛应用。
钽具有脆性和低韧度，因此其塑性变形
和断裂行为在材料科学和工程中受到广泛关注。
钽的晶体结构是典型的体心立方晶体结构，属于BCC晶系，晶胞参数a=3.3Å。
在晶体结构中，钽原子位置呈等面心体居中排列，每个格点上有一个钽原子。
钽的BCC结构在很
多方面都是独特的，如其原子半径、电负性、化学稳定性等都与常规的BCC金属有所不同。
同时，钽与其他BCC金属相比，其确立的第一布里渊区更大，更多的电子态被占据，导致
钽基合金具有更高的居里温度和更强的磁相互作用。
在晶体结构研究中，通过衍射技术和电子显微技术可以得到高分辨率的晶体结构图像。
钽的晶体结构图像呈现出颗粒状的结构，钽原子在结构中呈现出一定的拓扑性质。
通过电
子显微技术，人们可以了解到钽在宏观和微观层面上的性质，如其塑性、断裂、疲劳等行为。
此外，在材料研究中，通过在钽微结构中添加杂质元素等方法，可以改变其微观结构，从而改善其力学性能和耐腐蚀性能等特性。
在使用钽的过程中，由于钽的化学性质较为稳定，使得它在高温强腐蚀环境下仍然可
以持续发挥作用。
此外，钽还具有很好的电子导电性，因而广泛用于高温和真空环境下的
电子元件和高温合金等方面。
随着科技的不断发展，人们对钽的研究也在不断深入，相信
在不久的将来，我们会发现更多的钽的应用前景。
钽高科技领域的重要材料
钽高科技领域的重要材料钽是一种重要的材料，尤其在高科技领域中扮演着重要的角色。
本文将从钽的特性、应用领域以及今后发展前景三个方面来探讨钽在高科技领域中的重要性。
一、钽的特性钽是一种灰色金属，密度高、熔点高、耐腐蚀性强，具有非常优异的物理和化学特性。
它具有极低的自由电子浓度，因此在高温环境下抗氧化能力强，能够稳定地保持材料的性能，适用于极端的工作条件。
此外，钽也具有良好的导电性和导热性能，是一种重要的电子材料。
二、钽的应用领域1. 电子行业：钽是制造电容器的重要材料之一。
钽电容器因其优异的性能被广泛应用于手机、计算机、摄像机等电子产品中，能够提供稳定的电源和高效的能量储存。
此外，钽还可用于制造电阻器、电感器和集成电路等。
2. 航空航天领域：由于钽具有高强度和优异的耐热性，因此被广泛用于航空航天领域中的高温部件制造。
例如，钽合金可以用于制造火箭喷嘴和航天器的燃烧室，能够承受极端的温度和压力环境。
3. 医疗器械：钽具有良好的生物相容性和抗腐蚀性能，被广泛应用于医疗器械制造中。
例如，钽可以用于制作人工关节、支架和牙科植入物等，可以与人体组织良好地相容，减少了排异反应的风险。
4. 化工工业：由于钽的抗腐蚀性强，可以耐受大多数酸、碱和盐的腐蚀，因此在化工工业中得到广泛应用。
钽可以用于制造反应器、换热器以及其他耐蚀设备，能够提高化工工艺的稳定性和安全性。
三、钽的发展前景随着科技的不断进步和应用需求的增加，钽在高科技领域的应用前景日益广阔。
尤其是在5G通信、新能源、先进制造等领域，对高性能、高稳定性材料的需求日益迫切。
钽具有优异的特性和多种应用优势，使得其在未来的发展中具有巨大的潜力。
总结起来，钽作为一种重要的材料，在高科技领域中发挥着重要的作用。
它的特性和优势使得其广泛应用于电子、航空航天、医疗器械和化工等领域。
未来随着科技的不断进步，钽在高科技领域中的应用前景将更加广阔。
我们有理由相信，钽将继续在高科技行业中发挥重要的作用，并推动科技进步和社会发展。
tan的常见化合价
tan的常见化合价tan及钽元素，常见化合价为：+3,+5 。
钽（tan），英文名是Tantalum ，化学式是Ta，金属元素，原子序数是73，主要存在于钽铁矿中，同铌共生。
钽的硬度适中，富有延展性，可以拉成细丝式制薄箔。
其热膨胀系数很小。
钽有非常出色的化学性质，具有极高的抗腐蚀性。
无论是在冷和热的条件下，对盐酸、浓硝酸及“王水”都不反应。
可用来制造蒸发器皿等，也可做电子管的电极、整流器、电解电容。
医疗上用来制成薄片或细线，缝补破坏的组织。
虽然钽的抗腐蚀性很强，但是其抗腐蚀性是由于表面生成稳定的五氧化二钽（Ta2O5）保护膜。
制备方法冶炼方法：钽铌矿中常伴有多种金属，钽冶炼的主要步骤是分解精矿，净化和分离钽、铌，以制取钽、铌的纯化合物，最后制取金属。
矿石分解可采用氢氟酸分解法、氢氧化钠熔融法和氯化法等。
钽铌分离可采用溶剂萃取法〔常用的萃取剂为甲基异丁基酮(MIBK)、磷酸三丁酯(TBP)、仲辛醇和乙酰胺等〕、分步结晶法和离子交换法。
分离：首先将钽铌铁矿的精矿用氢氟酸和硫酸分解钽和铌呈氟钽酸和氟铌酸溶于浸出液中，同时铁、锰、钛、钨、硅等伴生元素也溶于浸出液中，形成成分很复杂的强酸性溶液。
钽铌浸出液用甲基异丁基酮萃取钽铌同时萃入有机相中,用硫酸溶液洗涤有机相中的微量杂质，得到纯的含钽铌的有机相洗液和萃余液合并,其中含有微量钽铌和杂质元素，是强酸性溶液，可综合回收。
纯的含钽铌的有机相用稀硫酸溶液反萃取铌得到含钽的有机相。
铌和少量的钽进入水溶液相中然后再用甲基异丁基酮萃取其中的钽,得到纯的含铌溶液。
纯的含钽的有机相用水反萃取就得到纯的含钽溶液。
反萃取钽后的有机相返回萃取循环使用。
纯的氟钽酸溶液或纯的氟铌酸溶液同氟化钾或氯化钾反应分别生成氟钽酸钾(K2TaF7)和氟铌酸钾(K2NbF7)结晶，也可与氢氧化铵反应生成氢氧化钽或氢氧化铌沉淀。
钽或铌的氢氧化物在900～1000℃下煅烧生成钽或铌的氧化物。
钽的制取：①金属钽粉可采用金属热还原（钠热还原）法制取。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
钽的性质和用途
钽的性质和用途
(一)钽的性质
钽的熔点为2980℃，是仅次于钨、铼的第三个最难熔的金属。
纯钽略带蓝色色泽，塑性极佳，在冷状态下无需中间退火就可轧成很薄(小于0.01毫米)的板。
钽的熔点、沸点虽高，但电子逸出功比钨、钼等难熔金属为低，由于发射电子的能力弱，已在电真空技术中应用。
钽的抗蚀能力与玻璃相同，在中温(约150℃)只有氟、氢氟酸、三氧化硫(包括发烟硫酸)、强碱和某些熔盐对钽有影响。
金属钽在常温的空气中稳定，加热到高于500℃则加速氧化生成Ta205。
(二)钽的用途
钽的主要冶金产品为钽粉及钽合金。
1.电容器钽粉及应用
钽电解电容器是一种以钽为金属阳极通过阳极氧化在钽表面直接生成介电(在电场方向上绝缘，反向施加电压则导电)氧化膜的电子器件。
钽电容器与其他类型电容器间的最重要差别在于氧化钽介电膜的质量，氧化钽膜具有高的介电常数和击穿电压。
钽粉的纯度越高，钽电容器阳极膜的击穿电压越高。
钽粉的比表面积很高，即便在压制和烧结之后由于它特殊的孔隙结构仍然保持很高的比表面积，于是造成电容器的高比(电)容。
在低于25伏的工作电压下适用的电容器钽粉因其比电容较高，一般称作高比容钽粉，供工作电压25伏以上电容器用的钽粉有中压(35～40伏)和高压(50～63伏)钽粉。
高比容钽粉主要用钠热还原氟钽酸钾制备；高压钽粉对纯度和粉末物理性能要求较高，如对C、O和粒度的控制，必须用电子束熔炼成锭，再经氢化爆裂重新制成钽粉。
目前电容器钽粉正朝着高比容、高纯度的方向发展，国外钽粉的
比容已达到40000～50000微法·伏／克；70000微法·伏／克钽粉已开始试用，个别厂家已向试制100000微法·伏／克的方向奋进。
除钽粉外，钽箔还用于箔型电容器，钽丝用作电容器阳极引线。
2000年钽电容器年产量达到250亿个，年需钽粉800吨、钽丝近150吨。
钽电容器由于它在-55～125℃的宽温度范围内电容保持稳定，而为陶瓷电容器所不及。
它的高可靠性能兼以紧凑、高效及搁置时间长等特点使钽电容器在电脑、通信系统、飞机、导弹、船舶及武器系统用的仪表与控制系统中的应用经久不衰，成为钽最主要的应用。
2.钽及其合金与应用
钽对间隙元素的容限及合理的弹性模量使它作为合金的基体元素极富吸引力。
钽还易于实现惰性气体钨弧焊接(GTA)，因此适于制造各种化工设备，发挥它的耐蚀性能。
如制造各种热交换器、蛇管、冷凝管、冷却管和插入式加热器等，例如卡伯特公司制造的标准规格为1.2米×3.7米×0.9毫米的钽薄板已通过爆炸连接工艺做成钢、铜和铝的内衬，用此衬钽材料制造大型、相对便宜的化工设备。
所谓爆炸连接即通常所说的爆炸成形、爆炸焊接。
这是一种利用炸药在极短时间内释放的高能量进行金属连接或加工的方法，可实现基材与覆(盖)层之间大面积焊接或复合，是发挥基材成本相对较低、覆层耐触、耐高温等特殊功能的有效方法。
此外，一些在真空下进行的高温化学反应、特种玻璃的熔化也往往在钽坩埚内进行。
钽还抗某些液态金属的腐蚀，用于与1375℃的液态钠接触。
钽的合金化或钽基合金的制备通常采用电子束炉进行，为获得成分均匀的铸锭在电子束炉中熔炼净化之后，还要进行真空电弧重熔(VAR)。
所有的钽及钽合金产品都用电子束炉熔铸加工，至于是否同时采用真空电弧重熔则视产品用途而定。
钼合金的延脆转变温度最低(-196℃)、低温塑性好、加工硬化系数小、优异的高温强度，是1600-1800℃下工作的理想结构材料。
在目前已形成Ta-W和Ta-Nb两个合金系的材料中，多用于制造航空航工业与空间核动力系统的零部件。
3．钽的其他应用及应用分配比例
目前全球钽的年消费量(金属钽>约为900吨。
电子工业是钽最大、前景也最乐观的应用领域，估计占总消费量的66％。
第二个应用领域是切削刀具工业，占总消费量的22％。
钽作为超合金的高温强化添加剂，占消费总量的6％。
在化工部门的阀门、热交换器和插入式加热器等化工设备中钽及钽合金的用量占3％。
作为生物材料钽与人体体液有极好的相容性，在胸外科使用钽U形钉用于闭合血管和动脉而不会发生过敏性反应，在开颅手术中用于封闭头盖骨的孔洞等医学领域占钽用量的大约1％。
其他2％用于军事用途。