鉭的綜合介紹

1、元素概述鉭的質(zhì)地十分堅(jiān)硬，硬度可以達(dá)到。它的熔點(diǎn)高達(dá)2996C，僅次于碳，鎢，錸和鋨，位居第五。鉭富有延展性，可以拉成細(xì)絲式制 薄箔。其熱膨脹系數(shù)很小，每升高一攝氏度只膨脹百萬分之六點(diǎn)六。 除此之外，它的韌性很強(qiáng)，比銅還要優(yōu)異?；瘜W(xué)性質(zhì)鉭還有非常出色的化學(xué)性質(zhì)，具有極高的抗腐蝕性。無論是在冷 和熱的條件下，對鹽酸、濃硝酸及 王水”都不反應(yīng)。但鉭在熱的濃硫 酸中能被腐蝕，在150C以下，鉭不會被濃硫酸腐蝕，只有在高于此 溫度才會有反應(yīng)，在175度的濃硫酸中1年，被腐蝕的厚度為毫米， 將鉭放入200C的硫酸中浸泡一年，表層僅損傷毫米。在 250度時(shí)， 腐蝕速度有所增加，為每年被腐蝕的厚度為毫米，在

2、 300度時(shí)，被腐 蝕的速度則更加快，浸泡 1年，表面被腐蝕毫米。在發(fā)煙硫酸（含 15%的SO3腐蝕速度比濃硫酸中更加嚴(yán)重，在 130度的該溶液里浸 泡1年，表面被腐蝕的厚度為毫米。鉭在高溫下也會被磷酸腐蝕，但 該反應(yīng)一般在150度以上才發(fā)生，在250度的85%的磷酸中，浸泡1 年，表面被腐蝕20毫米，另外，鉭在氫氟酸和硝酸的混酸中能迅速 溶解，在氫氟酸中也能被溶解。但是鉭更害怕強(qiáng)堿，在 110度40%濃 度的燒堿溶液里，鉭會被迅速溶解，在同樣濃度的氫氧化鉀溶液中， 只要100度就會被迅速溶解。除上面所述情況外，一般的無機(jī)鹽在 150度以下一般不能腐蝕鉭。實(shí)驗(yàn)證明，鉭在常溫下，對堿溶液、氯 氣

3、、溴水、稀硫酸以及其他許多藥劑均不起作用，僅在氫氟酸和熱濃硫酸作用下有所反應(yīng)。這樣的情況在金屬中是比較罕見的但高溫下，鉭表面的氧化膜被破壞，因此能與多種物質(zhì)反應(yīng)，常溫下 鉭能與氟反應(yīng)。在150度時(shí)，鉭對氯溴碘均呈惰性，在250度時(shí)，鉭 對干燥的氯氣仍然有抗腐蝕能力，在含有水蒸氣的氯氣中加熱到400度，仍然能保持光亮，在500度則開始被腐蝕，在300度以上鉭與溴 反應(yīng)，對碘蒸汽則當(dāng)溫度達(dá)到赤熱之前均呈惰性。氯化氫在410度時(shí)和鉭反應(yīng)，生產(chǎn)五氯化物，溴化氫則在375度與鉭反應(yīng)。當(dāng)加熱到200度或者更低的溫度下，S能與Ta作用，碳及烴類在800-1100度 與鉭作用。性質(zhì)用途鉭的線脹系數(shù)在0100C

4、之間為x 10-6K-1超導(dǎo)轉(zhuǎn)變臨界溫度為， 原子的熱中子吸收截面為靶恩。在低于150 C的條件下鉭是化學(xué)性質(zhì)最穩(wěn)定的金屬之一。與鉭能起反 應(yīng)的只有氟、氫氟酸、含氟離子的酸性溶液和三氧化硫。在室溫下與 濃堿溶液反應(yīng)，并且溶于熔融堿中。致密的鉭在200 C開始輕微氧化， 在280 C時(shí)明顯氧化。鉭有多種氧化物，最穩(wěn)定的是五氧化二鉭 (Ta2O5)b鉭和氫在250 C以上生成脆性固溶體和金屬氫化物 如:Ta2H,TaH,TaH2,TaH莊 8001200C的真空下，氫從鉭中析出鉭 又恢復(fù)塑性。鉭和氮在300 C左右開始反應(yīng)生成固溶體和氮化合物； 在高于2000C和高真空下，被吸收的氮又從鉭中析出。

5、鉭與碳在高 于2800C下以三種物相存在：碳鉭固溶體、低價(jià)碳化物和高價(jià)碳化物。鉭在室溫下能與氟反應(yīng)，在高于250 C時(shí)能與其他鹵素反應(yīng)，生成鹵化 物。元素用途鉭在酸性電解液中形成穩(wěn)定的陽極氧化膜， 用鉭制成的電解電容 器，具有容量大、體積小和可靠性好等優(yōu)點(diǎn)，制電容器是鉭的最重要 用途，70年代末的用量占鉭總用量2/3以上。鉭也是制作電子發(fā)射管、 高功率電子管零件的材料。鉭制的抗腐蝕設(shè)備用于生產(chǎn)強(qiáng)酸、溴、氨 等化學(xué)工業(yè)。金屬鉭可作飛機(jī)發(fā)動機(jī)的燃燒室的結(jié)構(gòu)材料。鉭鎢、鉭 鎢鉿、鉭鉿合金用作火箭、導(dǎo)彈和噴氣發(fā)動機(jī)的耐熱高強(qiáng)材料以及控 制和調(diào)節(jié)裝備的零件等。鉭易加工成形，在高溫真空爐中作支撐附件、 熱

6、屏蔽、加熱器和散熱片等。鉭可作骨科和外科手術(shù)材料。碳化鉭用 于制造硬質(zhì)合金。鉭的硼化物、硅化物和氮化物及其合金用作原子能 工業(yè)中的釋熱元件和液態(tài)金屬包套材料。氧化鉭用于制造高級光學(xué)玻 璃和催化劑。1981年鉭在美國各部門的消費(fèi)比例約為：電子元件73%, 機(jī)械工業(yè)19%,交通運(yùn)輸6%,其他2%。鉭的氧化物五氧化二鉭（TaO5）是白色細(xì)晶粉末，為兩性氧化物，難溶于水， 易溶于氫氟酸，可溶于熔融的 NaOH KOH K?96、KHSO，但難溶 于氫氟酸以外的無機(jī)鹽。TqO5和氯化劑作用一般生成TaC5。 五氧化二鉭在10001200C時(shí)仍保持白色，繼續(xù)提高溫度，則變成灰 色。已知非晶態(tài)的五氧化二鉭在500C開始結(jié)晶生成低溫晶體（T型）， 在830C時(shí)轉(zhuǎn)化為溫晶型（M型），超過830C時(shí)生成高溫晶型（H型）。鉭的水合氧化物鉭的水合氧化物（氫氧化物）組成為 T&05 nH2O,由于水分子 n時(shí)可變的，因而沒有固定的組成。鉭水和氧化物是兩性化合物，不 溶于水和稀酸中，但可溶于氫氟酸、草酸、酒石酸、氟硅酸、氨、氫 氧化鉀等溶液，部分溶于濃硫酸、濃鹽酸、濃硝酸、鉻酸、正磷酸。鉭基合金為了改善金屬的性能，在金屬鉭中添加一些難溶金屬，以形成鉭 基合金。用于改善其耐腐蝕性和在高溫下保持其高強(qiáng)度和優(yōu)良的加工性能。包括 Ta-W