タンタルは、融点が 2996 度、密度が約 16.6 g/cm3 の高融点金属です。エンジニアリング上の決定的な利点は化学的不活性です。金属は薄い自己修復性の Ta を発達させます。-2O5不動態皮膜は、主な例外であるフッ化水素酸と高温濃アルカリを除いて、ほとんどの鉱酸中で安定です。加工形状には、ロッド、ワイヤ、シート、ストリップ、ホイル、チューブ、ファスナー ストック、および機械加工仕上げコンポーネントが含まれます。これらはすべて、焼結または電子ビーム溶解されたインゴットから製造され、その後最終形状に圧延、絞り、または機械加工されます。-
製造の観点から見ると、タンタルはタングステンよりも銅に近い挙動をします。延性があり、加工硬化が早いため、鋭利な工具、低速の切削速度、十分な量のクーラント流量が必要です。-アニーリングは通常、高真空または高純度不活性ガス中で行われます。これは、金属が高温で酸素、窒素、水素を取り込み、格子間の取り込みにより延性と腐食性能が急速に破壊されるためです。-
電気および電子応用
タンタル加工部品の最大の用途は固体電解コンデンサです。焼結タンタル陽極は、単位体積あたりの高い静電容量、低い漏れ電流、広い温度範囲にわたって安定した静電容量を提供するため、レーダーシステム、誘導ミサイル、超音速航空機、電子コンピューターに不可欠なものとなっています。コンデンサ業界はタンタルを主に粉末および細線として消費します。タンタルのシート、ストリップ、チューブはコンデンサ以外にも、電子放出管、高出力電子管部品、真空装置のゲッター、薄膜堆積用のスパッタリング ターゲットなどに使用されています。-
化学プロセス装置
タンタルは、ステンレス鋼、チタン、ニッケルベースの合金が、最も一般的には塩酸や硫酸の環境で破損する化学用途に選択されています。{0}典型的な製造品目は、石油化学熱交換器、ヒーター、濃縮器、反応容器、塔、塔、配管、バルブなどです。この金属は、多くの場合、炭素鋼をライニングまたはクラッドし、接液部をタンタルで製造することで経済的に使用され、同じグレードが修理プラグ、バヨネット ヒーター、サーモウェルに適用されます。不動態皮膜は損傷後すぐに再形成されるため、タンタル機器は、チタンなどの不動態皮膜合金に孔食を引き起こすような軽度の機械的酷使を許容します。-。
高温-および航空宇宙用途
タンタル合金は、超音速航空機の燃焼室および耐熱性、高強度の構造材料として使用されます。{0}{1}{0}{1} Ta-10W タイプのタンタル-タングステン合金は、古典的なノズル材料です。1650 度で約 8 kgf/mm² (約 78 MPa) の強度を維持します。これは、強度と耐クリープ性の組み合わせであり、この温度で匹敵する競合高融点金属はほとんどありません。炭化タンタルは、鍛造金型、切削工具、ジェットエンジンのタービンブレード、バルブ、ロケットノズルのコーティングとして、単独で、または他の炭化物と併用して使用されます。その硬度はダイヤモンドに近く、超硬工具の主要成分です。
生物医学およびインプラントへの応用
タンタルは人体組織と接触すると安定性と組織耐性を示すため、外科的修復材料、人工骨、骨プレート、ネジ、固定用ヘアピン、縫合針などに使用されます。多孔質のタンタル構造により骨の内部成長が可能であり、非合金タンタルは ASTM F560 で外科用インプラント用途のインプラント材料として認められていますが、外科用インプラント用のタンタル粉末は ISO 13782 でカバーされています。タンタルの高密度は、大きな耐荷重インプラントには不利ですが、放射線不透過性マーカーや微動に耐えなければならないコンポーネントでは有利です。-
代表的な特性と適用仕様
| 財産 | 代表値（焼鈍材） |
|---|---|
| 融点 | 2996度 |
| 密度 | 16.6 g/cm3 |
| 抗張力 | 約345MPa |
| 伸長 | 約30% |
| 弾性率 | 約186GPa |
| 電気抵抗率 | 約13.5μΩ・cm |
| 熱伝導率 | 約57W/(m・K) |
| 不活性雰囲気での使用温度 | 約2500度まで |
コンデンサグレード: 酸素と不純物のレベルが厳密に制御されたタンタル粉末とワイヤ。
化学機器グレード: ライニング、クラッディング、および加工容器用のシート、ストリップ、チューブ。
合金グレード: 高温構造用途向けの Ta-10W タイプ タンタル-タングステン製品。
インプラントグレード: 医療機器用の非合金タンタルおよび多孔質タンタル。
加工された形状の仕様範囲は、通常、ロッドとワイヤについては ASTM B365、プレート、シート、ストリップ、フォイルについては ASTM B708、タンタル-タングステン合金製品については ASTM B521 として記載されています。これらの変数は成形性と腐食挙動の両方を制御するため、注文書では常にグレード、質質、寸法、表面仕上げ、および許容される格子間不純物の制限を定義する必要があります。
よくある質問
Q: 化学装置にチタンではなくタンタルが選ばれるのはなぜですか?
チタンは酸を還元できない酸化皮膜に依存しているのに対し、タンタルは塩酸や硫酸にさらされても不動態皮膜を維持するため、チタンがピットする環境でも耐えられます。
Q: タンタルの融点と密度はどれくらいですか?
タンタルは 2996 度で溶け、密度は約 16.6 g/cm3 で、これは鋼鉄の約 2 倍です。
Q: タンタル-タングステン ノズル合金は高温でどれくらいの強度がありますか?
Ta-10W タイプの合金は 1650 度で約 8 kgf/mm²、約 78 MPa を維持するため、ロケットやミサイルのノズルに使用されます。
Q: タンタルは機械加工や溶接できますか?
はい。タンタル機械は柔らかく延性のある金属を好み、溶接が可能ですが、脆化を防ぐためにすべての熱間加工と溶接を酸素、窒素、水素から遮断する必要があります。
Q: タンタルは医療用インプラントに使用されていますか?
はい。非合金タンタルは、ASTM F560 で外科用インプラントとして認められており、骨プレート、ネジ、縫合針、多孔質骨内部成長構造、および放射線不透過性マーカーに使用されます。
Q: タンタル加工部品にはどの仕様が適用されますか?
最も一般的な参考文献は、ロッドとワイヤについては ASTM B365、プレート、シート、ストリップおよびフォイルについては ASTM B708、タンタル-タングステン合金製品については ASTM B521、インプラント パウダーについては ISO 13782 です。
