I kirish reja: Vanadiy-fizik xususiyatlar, kimyoviy xossalari

Suvda, suvli eritmalarda va metall bo'lmagan muhitda korroziyaga chidamlilik

Suv	Issiq suv< 150 °C	doimiy
noorganik kislotalar	Xlorid kislotasi< 30 % до 190 °C Серная кислота < 98 % до 190 °C Азотная кислота < 65 % до 190 °C Фтористо-водородная кислота < 60 % Фосфорная кислота < 85 % до 150 °C	doimiy turg'un doimiy beqaror doimiy
organik kislotalar	Sirka kislotasi< 100 % до 150 °C Щавелевая кислота < 10 % до 100 °C Молочная кислота < 85 % до 150 °C Винная кислота < 20 % до 150 °C
Ishqoriy eritmalar	Natriy gidroksidi< 5 % до 100 °C Гидроксид калия < 5 % до 100 °C Аммиачные растворы < 17 % до 50 °C Карбонат натрия < 20 % до 100 °C	chidamli chidamli chidamli
Tuzli eritmalar	ammoniy xlorid< 150 °C Хлорид кальция < 150 °C Хлорид железа < 150 °C Хлорат калия < 150 °C Биологические жидкости < 150 °C Сульфат магния < 150 °C Нитрат натрия < 150 °C Хлорид олова < 150 °C	chidamli chidamli chidamlichidamli chidamli chidamli
metall bo'lmaganlar	Ftorli xlor< 150 °C Бром < 150 °C Йод < 150 °C Сера < 150 °C Фосфор < 150 °C Бор < 1 000 °C	turg'unlikka chidamlichidamli chidamli chidamli

Tantal Ag, Bi, Cd, Cs, Cu, Ga, Hg, K, Li, Mg, Na va Pb kabi ba'zi metall eritmalarida barqaror bo'ladi, agar bu eritmalarda ozgina kislorod bo'lsa. Biroq, bu material Al, Fe, Be, Ni va Co tomonidan hujumga uchraydi.

Metall eritmalarida korroziyaga chidamlilik
alyuminiy	beqaror	Litiy	haroratga chidamli< 1 000 °C
Beriliy	beqaror	Magniy	haroratga chidamli< 1 150 °C
Qo'rg'oshin	haroratga chidamli< 1 000 °C	natriy	haroratga chidamli< 1 000 °C
kadmiy	haroratga chidamli< 500 °C	Nikel	beqaror
Seziy	haroratga chidamli< 980 °C	Merkuriy	haroratga chidamli< 600 °C
Temir	beqaror	Kumush	haroratga chidamli< 1 200 °C
Galiy	haroratga chidamli< 450 °C	vismut	haroratga chidamli< 900 °C
Kaliy	haroratga chidamli< 1 000 °C	Sink	haroratga chidamli< 500 °C
mis	haroratga chidamli< 1 300 °C	Qalay	haroratga chidamli< 260 °C
Kobalt	beqaror

Asosiy metall, masalan, tantal, platina kabi qimmatbaho metallar bilan aloqa qilganda, kimyoviy reaktsiya juda tez sodir bo'ladi. Shu munosabat bilan, tantalning tizimda mavjud bo'lgan boshqa materiallar bilan, ayniqsa yuqori haroratda reaktsiyasini hisobga olish kerak.

Tantal inert gazlar bilan reaksiyaga kirishmaydi. Shu sababli, yuqori tozalikdagi inert gazlar himoya gazlar sifatida ishlatilishi mumkin. Biroq, harorat ko'tarilgach, tantal kislorod yoki havo bilan faol reaksiyaga kirishadi va ko'p miqdorda vodorod va azotni o'zlashtirishi mumkin. Bu materialni mo'rt qiladi. Ushbu aralashmalar tantalni yuqori vakuumda tozalash orqali yo'q qilinishi mumkin. Vodorod 800 ° S da, azot 1700 ° S da yo'qoladi.
Yuqori haroratli pechlarda tantal o'tga chidamli oksidlar yoki grafitdan tayyorlangan strukturaviy komponentlar bilan reaksiyaga kirishishi mumkin. Alumina, magniy oksidi yoki tsirkonyum oksidi kabi juda barqaror oksidlar ham tantal bilan aloqa qilsa, yuqori haroratda kamayishi mumkin. Grafit bilan aloqa qilganda tantal karbid hosil bo'lishi mumkin, bu esa tantalning mo'rtligining oshishiga olib keladi. Tantal odatda molibden yoki volfram kabi boshqa o'tga chidamli metallar bilan osongina birlashtirilishi mumkin bo'lsa-da, u olti burchakli bor nitridi va kremniy nitridi bilan reaksiyaga kirishishi mumkin.
Quyidagi jadvalda sanoat pechlarini qurishda ishlatiladigan issiqlikka chidamli materiallarga nisbatan materialning korroziyaga chidamliligi ko'rsatilgan. Belgilangan chegara haroratlar vakuum uchun amal qiladi. Himoya gazidan foydalanilganda bu haroratlar taxminan 100-200 °C dan past bo'ladi. ¹⁸

Sanoat pechlarini qurishda ishlatiladigan issiqlikka chidamli materiallarga nisbatan korroziyaga chidamlilik
Alyuminiy oksidi	haroratga chidamli< 1 900 °C	Molibden	doimiy
berilliy oksidi	haroratga chidamli< 1 600 °C	kremniy nitridi	haroratga chidamli< 700 °C
Olti burchakli. bor nitridi	haroratga chidamli< 700 °C	Toriy oksidi	haroratga chidamli< 1 900 °C
Grafit	haroratga chidamli< 1 000 °C	volfram	doimiy
magniy oksidi	haroratga chidamli< 1 800 °C	zirkonyum oksidi	haroratga chidamli< 1 600 °C

Bu metall tabiatda juda kam uchraydi. Tanat rudasining ma'lum konlari Hindiston, Frantsiya, Tailand va Xitoyda joylashgan. Deyarli barcha xususiyatlarda u niobiy bilan mos keladi. Shuning uchun tantal niobiy bilan bir xil.

Qozog'istonda MDH hududida tantalning to'liq ishlab chiqarish tsiklini (qayta ishlashdan tayyor mahsulotgacha) amalga oshiradigan dunyodagi eng yirik korxonalardan biri - bu "Ulba metallurgiya zavodi" OAJdir.
Tanatal qimmatbaho va strategik metalldir, chunki u Rossiyada kosmik sanoati, energetika va mudofaa sanoatida qo'llaniladi. Lekin asosan u anodlarda joylashgan kondansatör ishlab chiqarishda qo'llaniladi.
Metallning asosiy qo'llanilishi quyidagilardan iborat:

• 
  elektrovakuum qurilmalari;
  
• 
  elektronika;
  
• 
  dori;
  
• 
  kimyo va yadro sanoati;
  
• 
  metallurgiya.
  

Elektrovakuum qurilmalari uchun qismlarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladigan asosiy xususiyatlar yuqori erish nuqtasi va gazlarni yutish qobiliyatidir. Tantaldan tayyorlangan o'ziga xos komponentlar orasida buloqlarni, kuchli generator lampalarining panjaralarini, to'g'ridan-to'g'ri va bilvosita isitish katodlarini, anodlarni ajratib ko'rsatish mumkin.
Elektrolitik anodik oksidlanish jarayonida Ta ning barqaror oksidli plyonka hosil qilish qobiliyati elektron komponentlarni yaratish uchun ishlatiladi. Tantalning bu xususiyati ushbu materialni elektrolitik kondansatkichlarda ishlatishga imkon beradi.
Ta ning biologik to'qimalarga mos kelishi tufayli ko'rib chiqilayotgan metall tibbiyotda keng tarqalgan. Tantalning korroziyaga chidamliligi, mustahkamligi va refrakterligi uning kimyoviy va yadroviy muhandislikda strukturaviy material sifatida ishlatilishini aniqladi. Ta ning juda yuqori qattiqligi bu metalldan qattiq qotishmalar ishlab chiqarish uchun foydalanish imkonini beradi. Shunday qilib, TiC ning TaC bilan almashtirilishi qattiq qotishmaning mexanik xususiyatlarini sezilarli darajada yaxshilaydi. Sanoat ko'rib chiqilgan o'tga chidamli materialdan turli xil blankalarni ishlab chiqaradi. Eng keng tarqalgan yassi mahsulotlar tantal folga va lenta, choyshab va chiziqlar; dumaloq haddelenmiş po'lat tantal quvurlari, sim va iplar, rodlar va doiralar bilan ifodalanadi. Bundan tashqari, muhim sanoat mahsuloti tantal kukunidir
Tantaldan tayyorlangan mahsulotlar

Koinotning kengligida tantal oltin va boshqa qimmatbaho metallarga qaraganda ancha kam uchraydi. Yerning ichaklarida u atigi 0, 0002% ni tashkil qiladi. Ba'zi hisob-kitoblarga ko'ra, bu zaxiralar atigi 50 yil davom etadi, shuning uchun tantalni qayta ishlash ulushi uni ishlab chiqarish tarkibida 30% ga yetdi. Bunday tanqislik nuqtai nazaridan tantal narxning yanada o'sishi uchun potentsialga ega bo'lgan investitsiya metalliga aylanishi mumkin. ¹⁹
Tabiatda tantal deyarli sof shaklda topilmaydi, lekin u har xil minerallarning bir qismi bo'lib, u doimo o'z akasi (mifologiyaga ko'ra, qizi) - Niobium elementi bilan birga keladi. Bu ajralmas juftlik tantal ishlab chiqarish uchun ishlatiladigan kolumbit, tantalit, loparit va boshqa minerallarda mavjud.
So'nggi o'n yil ichida tantal qazib olishning jahon markazlari Avstraliyadan Markaziy Afrika, Efiopiya va Braziliyaga qayta taqsimlandi.
Rossiyada tantal konlari Kola yarim oroli, Irkutsk viloyati, Yakutiya va Krasnoyarsk o'lkasining tundralarida to'plangan.
U dastlab akkor lampalar uchun sim ishlab chiqarish uchun ishlatilgan. Bugungi kunda tantal va uning qotishmalari quyidagilar uchun ishlatiladi:

• 
  issiqlikka chidamli va korroziyaga chidamli qotishmalar;
  
• 
  kimyo sanoati uchun korroziyaga chidamli uskunalar, spinnerlar, laboratoriya idishlari va noyob tuproq elementlarini, shuningdek itriy va skandiyni olish, eritish va quyish uchun tigellar;
  
• 
  atom energetika tizimlari uchun issiqlik almashtirgichlar (tantal o'ta qizib ketgan eritmalar va seziy bug'laridagi barcha metallarning eng barqaroridir);
  
• 
  jarrohlikda tantal choyshablar, folga va simlar to'qimalarni, nervlarni mahkamlash, tikuv tikish, suyaklarning shikastlangan qismlarini o'rnini bosuvchi protezlar tayyorlash (biologik moslik tufayli), ortopedik elektretlarni tayyorlash uchun ishlatiladi;
  
• 
  kriotronlarda tantal sim ishlatiladi - kompyuter texnologiyasida o'rnatilgan supero'tkazuvchi elementlar;
  
• 
  o'q-dorilarni ishlab chiqarishda tantal zirhning kirib borishini yaxshilaydigan ilg'or shaklli zaryadlarning metall qoplamasini tayyorlash uchun ishlatiladi;
  
• 
  tantal va niobiy elektrolitik kondansatkichlarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi (alyuminiy elektrolitik kondansatkichlarga qaraganda yuqori sifat, lekin past kuchlanish uchun mo'ljallangan);
  
• 
  tantal so'nggi yillarda zargarlik metalli sifatida ishlatilgan, chunki uning yuzasida chiroyli kamalak ranglarining bardoshli oksidli plyonkalarini hosil qilish qobiliyati;
  
• 
  AQSh Standartlar Byurosi va Frantsiyaning Xalqaro Og'irliklar va O'lchovlar Byurosi yuqori aniqlikdagi standart analitik og'irliklarni tayyorlash uchun platina o'rniga tantaldan foydalanadi;
  
• 
  Tantal berillidi juda qattiq va havoda oksidlanishga chidamli 1650 ° C gacha, aerokosmik texnologiyada qo'llaniladi;
  
• 
  Tantal karbid (erish nuqtasi 3880 °C, qattiqligi olmosnikiga yaqin) qattiq qotishmalar - volfram va tantal karbidlari aralashmasi (TT indekslari) ishlab chiqarishda, metallga ishlov berishning eng og'ir sharoitlarida va aylanma burg'ulash uchun ishlatiladi. eng kuchli materiallar (tosh, kompozitlar), shuningdek, raketalarning nozullari, nozullari uchun qo'llaniladi;
  
• 
  Tantal (V) oksidi yadro texnologiyasida gamma-nurlanishni yutuvchi oynani eritish uchun ishlatiladi. Bunday shishaning eng ko'p ishlatiladigan kompozitsiyalaridan biri: kremniy dioksidi - 2%, qo'rg'oshin monoksidi (litarj) - 82%, bor oksidi - 14%, tantal pentoksidi - 2%;
  
• 
  numizmatikada. 2006 yildan beri Qozog‘iston Milliy banki kumush va tantaldan 100 va 500 tengelik bimetalik esdalik tangalarni muomalaga chiqarmoqda.
  

Tibbiyotda tantal

Ushbu hipoalerjenik tibbiy metall o'zining mukammal bio-uyg'unligi (tirnash xususiyati va rad etishni keltirib chiqarmasdan tirik to'qimalar bilan til topishish qobiliyati) tufayli tibbiyotda keng qo'llaniladi
. Jarrohlikda tantal nervlarni va tikuvlarni tuzatish uchun sim va shtapellar, shuningdek suyaklarning shikastlangan joylarini almashtiradigan endoprotezlarni tayyorlash uchun ishlatiladi.
2020 yilgi so'nggi tadqiqotlar g'ovakli tantal dental implantlarining shunga o'xshash titanium mahsulotlariga nisbatan ustunligini ko'rsatdi.
Elektronika tantalning asosiy qo'llanilishidir. Metallning o'zi tokni mukammal o'tkazadi, lekin uning yuzasida eng nozik oksidli plyonka bunday qilmaydi.
Bu xususiyat tantalni zamonaviy elektromobillar, noutbuklar va mobil telefonlarda qo'llaniladigan yuqori sig'im va barqarorlikka ega ajoyib miniatyura kondansatkichlariga aylantirish imkonini beradi.

XULOSA
Men bugungi kurs ishimda vanadiy, niobiy, tantal ishlatilish sohalari va qo’llanilishi haqida imkon haqida ko’proq yoritishga harakat qildim. Bu mavzularni yoritishda imkon qadar eski va yangi adabiyotlar, zamaonaviy internet malumotlaridan foydalandim. Quyidagi ma’lumotlarga ega bo’ldim.
Vanadiy suvga, kislotalarga, ishqorlarga chidamli va yuqori qattiqlikka ega. Tabiatda u tarqoq shaklda, ko'pincha magmatik va cho'kindi (bazalt) jinslarda uchraydi. Vanadiy juda ko'p fizik va kimyoviy xususiyatlarga ega bo'lgan eng oddiy moddalardan (metall) biri hisoblanadi.
Vanadiyning po'lat xususiyatlariga ta'siri volfram bilan bir xil:

• 
  qattiqlik va elastiklikni oshiradi;
  
• 
  yuqori zarba kuchi va qattiqligi bor;
  
• 
  boshqa birikmalar bilan birgalikda emirilishni oshiradi.
  

Ushbu metall aviatsiya va kosmik ishlab chiqarish, kemasozlik, shuningdek, to'qimachilik, shisha va bo'yoq sanoati uchun ajralmas hisoblanadi.
Yuqori quvvat va korroziyaga yaxshi qarshilik, shu jumladan yuqori haroratlarda, niobiyni strukturaviy material sifatida ishlatishga imkon beradi. Bunday foydalanish samolyot qismlari, quvurlar va suyuq metallarni o'tkazish va saqlash uchun konteynerlar, radioaktiv yoqilg'i elementlari uchun qobiqlarni ishlab chiqarish uchun xosdir.
Nb keng tarqalgan qotishma element bo'lib, uni o'z ichiga olgan po'lat va qotishmalarning xususiyatlarini sezilarli darajada yaxshilaydi. Nb qotishma materiallarga kuch, korroziyaga chidamlilik, refrakterlikni o'tkazadi.
Ko'rib chiqilayotgan metall elektron sanoatining muhim elementlari - kondansatörlarni ishlab chiqarishda ham qo'llaniladi. Xususiyatlariga ko'ra, niobiy kondansatkichlari tantaldan pastroq, ammo ular ancha past narxga ega.
Niobiy birikmalari Nb₃Sn, Nb₃Ge, NbN va NbTi o'ta o'tkazgichlarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Bunday xususiyatlar, masalan, fizik tajribalarda ishlatiladigan ilmiy asbob-uskunalarda talabga ega.
Tantal- biroz mavimsi tusli ochiq kulrang metall. O'tga chidamliligi (erish nuqtasi taxminan 3000 ° C) bo'yicha u volfram va reniydan keyin ikkinchi o'rinda turadi. Unda yuqori quvvat va qattiqlik mukammal plastik xususiyatlar bilan birlashtirilgan. Sof tantal turli xil mexanik ishlov berishga yaxshi mos keladi, osongina muhrlanadi, eng nozik choyshablarga (taxminan 0, 04 mm qalinlikda) va simga qayta ishlanadi.
Moviy tusli kulrang metall. Birinchi marta 1802 yilda shved kimyogari A. K. Ekeberg. Kimyogar uni Shvetsiya va Finlyandiyada topilgan ikkita mineralda topdi. D. I. ning davriy nashr tizimida. Mendeleevning atom raqami 73. U o'tga chidamli xususiyatga ega va 3017ºS haroratda eriy boshlaydi. Paramagnetlarga ishora qiladi. Shuningdek, u gazni yaxshi singdiradi, 800 ° C da u 740 hajm gazni o'zlashtira oladi.
Tantal nitrat va gidroflorik kislotalar aralashmasidan boshqa kislotalarda erimaydi. Havoda faqat 280 ° C dan yuqori haroratda oksidlanadi. Oddiy haroratda tantal faol emas.