Андрей Смирнов
Время чтения: ~15 мин.
Просмотров: 0

Особенности мрт при наличии металлических конструкций в ротовой полости

Нахождение в природе

Тантал — редкий металл, в земной коре на его долю приходится 0,0002 %. В природе встречается в виде двух изотопов: стабильного 181Та (99,9877 %) и радиоактивного (вероятно) с периодом полураспада более 1015 лет 180mТа (0,0123 %). Последний является чрезвычайно стабильным изомером (возбуждённым состоянием) изотопа 180Та, период полураспада которого всего чуть более 8 часов.

Известно около 20 собственных минералов тантала — серия колумбит-танталит, воджинит, лопарит, манганотанталит и другие, а также более 60 минералов, содержащих тантал. Все они связаны с эндогенным минералообразованием. В минералах тантал всегда находится совместно с ниобием вследствие сходства их физических и химических свойств. Тантал — типично рассеянный элемент, так как изоморфен со многими химическими элементами. Месторождения тантала приурочены к гранитным пегматитам, карбонатитам и щелочным расслоенным интрузиям.

Месторождения

Самые крупные месторождения танталовых руд находятся во Франции, Египте, Таиланде, Китае. Месторождения танталовых руд имеются также в Мозамбике, Австралии, Нигерии, Канаде, Бразилии, СНГ, ДРК, Малайзии.

Крупнейшее мировое месторождение танталовых руд, Гринбушес, расположено в Австралии в штате Западная Австралия в 250 км к югу от Перта.

Сферы применения тантала

Указанные свойства дают возможность весьма широко применять его в разных сферах промышленности. Отметим подробно основные направления использования такого уникального материала, как тантал.

Металлургическая промышленность

Металлургия является основным потребителем этого металла. На металлургическую отрасль приходится потребление 45% производимого тантала.

Основное применение тантала заключается в ряде следующих немаловажных аспектов:

  • металл является основным легирующим элементом при изготовлении жаропрочных и антикоррозийных марок стали;
  • карбид тантала является надежной защитой для стальных форм в литейном производстве.

Электротехническая промышленность

Прежде всего, стоит отметить тот факт, что четвертая часть производимого в мире тантала используется в электротехнической отрасли промышленности. И это неудивительно, ведь с применением этого металла производятся следующие виды электротехнической продукции:

  • танталовые конденсаторы электролитического вида характеризируются стабильностью своего функционирования;
  • широко применяется при изготовлении таких конструктивных элементов ламп, как аноды, катоды косвенного накала и сетки;
  • проволоку из тантала используют при производстве криотронных деталей, являющихся неотъемлемыми элементами вычислительной техники;
  • из этого металла весьма успешно изготавливают нагреватели для печей с высокотемпературным режимом работы.

Химическая отрасль

Нужно, в первую очередь, отметить тот факт, что 20% используемого тантала уходит на потребности химической промышленности. В частности, этот металл применяется в следующих случаях:

производство следующих видов кислот:

  1. азотная;
  2. оляная;
  3. серная;
  4. фосфорная;
  5. уксусная.
  • изготовление перекиси водорода, брома и хлора;
  • изготовление химоборудования следующих видов:
  1. аэраторы;
  2. дистилляционные установки;
  3. змеевики разных видов;
  4. мешалки;
  5. клапана.

В медицинской отрасли используется не более 5% добываемого в мире тантала. В медицине этот металл весьма успешно применяется в пластической и костной хирургии, так из него изготавливают танталовые элементы для скрепления костей, наложение швов и прочее. Достигается это благодаря тому, что тантал не вредит жизнедеятельности организма, при этом не оказывает раздражения на живую ткань.

В военно-оборонном комплексе применяют при изготовлении боеприпасов в качестве металлической облицовки кумулятивных снарядов, что в значительной степени улучшает из бронестойкость.

В ювелирной отрасли металл в некоторых случаях может весьма успешно заменить платину. Из платины, как правило, изготовляются многие виды ювелирных украшений и корпуса для часов.

В приборостроении применяется при изготовлении точного контрольного оборудования, диафрагм различных типов и рентгеновского оборудования различных типов.

В ядерной энергетике тантал применяется при изготовлении теплообменников для ядерно-энергетических установок.

При изготовлении электровакуумных приборов также применяется благодаря свойству поглощать газы.

Таким образом, мы осветили все важные аспекты применения тантала в разных сферах промышленности.

Искренне надеемся, что изложенная информация, в значительной степени расширит ваш кругозор в вопросе применения тантала.

Рейтинг: /5 —
голосов

Список химических элементов Таблицы Менделеева

Список химических элементов упорядочен в порядке возрастания атомных номеров, приводятся обозначения элемента в Таблице Менделеева, латинское и русское названия.

ZСимволNameНазвание
1HHydrogenВодород
2HeHeliumГелий
3LiLithiumЛитий
4BeBerylliumБериллий
5BBoronБор
6CCarbonУглерод
7NNitrogenАзот
8OOxygenКислород
9FFluorineФтор
10NeNeonНеон
11NaSodiumНатрий
12MgMagnesiumМагний
13AlAluminiumАлюминий
14SiSiliconКремний
15PPhosphorusФосфор
16SSulfurСера
17ClChlorineХлор
18ArArgonАргон
19KPotassiumКалий
20CaCalciumКальций
21ScScandiumСкандий
22TiTitaniumТитан
23VVanadiumВанадий
24CrChromiumХром
25MnManganeseМарганец
26FeIronЖелезо
27CoCobaltКобальт
28NiNickelНикель
29CuCopperМедь
30ZnZincЦинк
31GaGalliumГаллий
32GeGermaniumГерманий
33AsArsenicМышьяк
34SeSeleniumСелен
35BrBromineБром
36KrKryptonКриптон
37RbRubidiumРубидий
38SrStrontiumСтронций
39YYttriumИттрий
40ZrZirconiumЦирконий
41NbNiobiumНиобий
42MoMolybdenumМолибден
43TcTechnetiumТехнеций
44RuRutheniumРутений
45RhRhodiumРодий
46PdPalladiumПалладий
47AgSilverСеребро
48CdCadmiumКадмий
49InIndiumИндий
50SnTinОлово
51SbAntimonyСурьма
52TeTelluriumТеллур
53IIodineИод
54XeXenonКсенон
55CsCaesiumЦезий
56BaBariumБарий
57LaLanthanumЛантан
58CeCeriumЦерий
59PrPraseodymiumПразеодим
60NdNeodymiumНеодим
61PmPromethiumПрометий
62SmSamariumСамарий
63EuEuropiumЕвропий
64GdGadoliniumГадолиний
65TbTerbiumТербий
66DyDysprosiumДиспрозий
67HoHolmiumГольмий
68ErErbiumЭрбий
69TmThuliumТулий
70YbYtterbiumИттербий
71LuLutetiumЛютеций
72HfHafniumГафний
73TaTantalumТантал
74WTungstenВольфрам
75ReRheniumРений
76OsOsmiumОсмий
77IrIridiumИридий
78PtPlatinumПлатина
79AuGoldЗолото
80HgMercuryРтуть
81TlThalliumТаллий
82PbLeadСвинец
83BiBismuthВисмут
84PoPoloniumПолоний
85AtAstatineАстат
86RnRadonРадон
87FrFranciumФранций
88RaRadiumРадий
89AcActiniumАктиний
90ThThoriumТорий
91PaProtactiniumПротактиний
92UUraniumУран
93NpNeptuniumНептуний
94PuPlutoniumПлутоний
95AmAmericiumАмериций
96CmCuriumКюрий
97BkBerkeliumБерклий
98CfCaliforniumКалифорний
99EsEinsteiniumЭйнштейний
100FmFermiumФермий
101MdMendeleviumМенделевий
102NoNobeliumНобелий
103LrLawrenciumЛоуренсий
104RfRutherfordiumРезерфордий
105DbDubniumДубний
106SgSeaborgiumСиборгий
107BhBohriumБорий
108HsHassiumХассий
109MtMeitneriumМейтнерий
110DsDarmstadtiumДармштадтий
111RgRoentgeniumРентгений
112CnCoperniciumКоперниций
113NhNihoniumНихоний
114FlFleroviumФлеровий
115McMoscovium Московий
116LvLivermoriumЛиверморий
117TsTennessineТеннесин
118OgOganessonОганессон

Сплавы на основе тантала

Модифицированные легирующими компонентами сплавы преимущественно обретают более высокие качества физической прочности и жаростойкости. Достаточно сказать, что среднее по характеристикам изделие сможет выдерживать температурные воздействия в режиме 1650 °С, не утрачивая своих эксплуатационных качеств. Собственно, это и позволяет применять сплавы тантала в химической промышленности, энергетике, металлургии и приборостроении. Более того, некоторые предприятия используют данный материал в изготовлении элементов для ракетно-космической сферы. В зависимости от направления использования, технологи разрабатывают разные составы для легирования тантала. В одних случаях модификация позволяет добиться более высокой пластичности, а в других, к примеру, сделать материал пригодным для выполнения сварочных операций электронно-лучевым методом. Также и сам тантал может выступать в качестве легирующего компонента. Обычно такой способ улучшения эксплуатационных свойств используют для придания основным металлам антикоррозийности и жаропрочности.

Описание и свойства тантала

В периодической таблице этот металл занимает 73-ю позицию, обозначается Ta.

При нормальных условиях имеет серебристый цвет, внешне похож на серебро и некоторые другие благородные металлы. За счет окисления в воздухе покрывается оксидной пленкой, темнеет, становится более похожим на свинец. При комнатной температуре окисление протекает очень медленно, поэтому металл долго сохраняет свой характерный цвет. Активное окисление в воздухе начинается при температуре выше 280°С.

С галогенами металл вступает в реакции при низких температурах, но сразу покрывается поверхностной пленкой, которая защищает его от дальнейших реакций по всему объему.

Температура плавления относительно высокая, составляет  3017°С. Она намного выше, чем у многих металлов. Для сравнения:

  • свинец – 327°С;
  • алюминий – 660°С;
  • латунь — до 1000°С;
  • золото – 1064°С;
  • медь – 1083°С;
  • железо – 1540°С.

Благодаря высочайшей прочности металла тантала, его используют во многих отраслях производства

Среди материалов, широко используемых в промышленности, по температуре плавления тантал уступает вольфраму, у которого эта величина равна 3420°С.

Плотность тантала равна 16700 кг/м3, этот металл намного плотнее, чем распространенные железо и медь, у которых она равна соответственно 7870 и 8940 кг/м3. По плотности его можно сравнить с золотом, плотностью которого 19320 кг/м3. Тантал обладает высокой твердостью. Несмотря на свойства, это очень пластичный металл. Материал можно раскатать до толщины 1 мкм. Такой пластичностью обладает только золото.

Прокат материала проводится без нагревания, что значительно упрощает его обработку. Механическую прочность можно повысить наклепом. При температуре ниже – 196°С свойство пластичности исчезает, металл становится хрупким.

По магнитным свойствам тантал относят к парамагнетикам. Свойства парамагнетика хорошо проявляются при температурах ниже 3420°С, затем металл становится ферромагнетиком.

Такая антикоррозийная стойкость металла, превышающая стойкость нержавеющей стали, сделала его незаменимым в целом ряде производственных процессов.

Для выделения драгоценных металлов из растворов и расплавов их солей применяется электролиз. Но катоды, на которые осаждаются благородные металлы, при этом быстро разрушаются. Замена катодов, изготовленных из обычных металлов, на танталовые сделала процесс электролиза намного эффективнее и дешевле. Этот способ применяется и для выделения из руд редкоземельных элементов.

Тантал обладает высокой биологической совместимостью, поэтому получил широкое применение в медицине. Протезы и имплантаты из него не оказывают химического воздействия на организмы, не окисляются, поэтому организмом не отторгаются.

В военной промышленности сплавы тантала используются для увеличения пробивной способности снарядов.

В научных и военных целях радиоактивные изотопы используются для создания источников гамма-излучения. Радиоактивные изотопы входят в состав ископаемых, но в гораздо большей концентрации они содержатся в отходах, остающихся после работы ядерных реакторов.

Тантал применяется при строительстве защиты ядерных реакторов, так как это один из немногих элементов, не разрушающихся от действия паров цезия.

На поверхности режущего инструмента для придания ему особой прочности наносится карбид тантала. Такой инструмент используется для резки и сверления особо прочных материалов, при бурении глубинных скважин в твердых породах.

Тантал благодаря высочайшей прочности, устойчивости к окислению и высокой температуре плавления используется в производстве авиационных и ракетных двигателей.

Все физические характеристики материала можно изменять, внося в него легирующие добавки.

Применение тантала.

В начале 20 века, когда зарождалось производство ламп накаливания, основным материалом являлся тантал. Однако через несколько лет его вытеснил более конкурентоспособный вольфрам. Свой потенциал тантал смог раскрыть в производстве электровакуумной техники, а именно: рентгеновской, радиотехнической и локационной аппаратуре. Тантал обладает уникальными свойствами, что позволяет применять его в радиотехнике и других значимых отраслях. В химической и металлургической промышленности благодаря уникальной способности металла оставаться устойчивым в кислотах и не разрушаться во время воздействия высоких температур стало прорывом. Для получения тантала специалисты компании Урал-Металл используют лопаритовые концентраты. В процессе хлорирования танталитовые концентраты разлагаются под воздействием кислот и щелочей. Отделение тантала и ниобия осуществляется методом экстракции. Металл получают методом порошковой металлургии или вакуумно дуговой плавкой.Подробнее прочитать про применение тантала. 

Танталовы муки. Примеры употребления

В сущности, Вася больше всего на свете любит милую безделку, и ему стоит танталовых мучений то воздержание, на которое он временно себя осудил.М.Е. Салтыков-Щедрин. «Наша общественная жизнь» (1863-1864)

К тому же мне выдали наконец сухой паек, кончились мои танталовы муки.Юлия Друнина. «С тех вершин» (1979)

И вот тут-то возникает пресловутая проблема первого абзаца. Танталовы муки! Уж очень редки случаи, когда первый абзац дается без боя, без трепки нервов, без сомнений и поисков, легко и естественно.Валерий Аграновский. «Вторая древнейшая. Беседы о журналистике» (1976-1999)

Миф о танталовых муках: за что и как был наказан Тантал

Согласно мифу, фригийский царь Тантал (Τάνταλος) был сыном громовержца Зевса, главного из богов, и нимфы Плуто. Будучи любимцем богов, Тантал получал их советы и бывал на их пирах. Но царь возгордился этим и нанес олимпийцам ужасное оскорбление, за что и был низвергнут в преисподнюю.

Чем именно Тантал заслужил наказание, рассказывают по-разному. По одной из версий, он раскрыл людям секреты Зевса и божественных пиров. По другой — обманом завладел золотой собакой Зевса. Повествуют также, что однажды он похитил напиток и пищу богов: нектар и амброзию.

А самая драматичная легенда гласит, что Тантал пытался накормить олимпийцев мясом собственного сына Пелопа. Так он пытался показать, что боги не всеведущи, и опозорить их.

Однако те раскрыли замысел царя, человечину есть не стали и воскресили ребенка. Лишь богиня плодородия Деметра так печалилась по своей похищенной дочери Персефоне, что не заметила подвоха и съела поднесенное мясо: в результате возвращенный к жизни Пелоп остался без лопатки, и Зевс сделал ему новую, из слоновой кости.

Юг Тараваль. Тантал на пиршестве богов. Младенец на руках у Зевса — спасенный сын Тантала Пелоп

Тантал же был низвергнут в подземное царство Аида и в наказание обречен на вечные муки.

Он страдает от жажды и голода, хотя стоит по шею в воде, а над ним склонились ветви с фруктами, сообщает Гомер в поэме «Одиссея». Едва Тантал пытается попить, как вода уходит. А как только он тянется к плодам — ветви поднимаются, и несчастный остается голодным.

Джоаккино Ассерето. Тантал

Сизифов труд — значение и происхождение фразеологизма. Миф о Сизифе

Август Теодор Каселовский. Тантал и Сизиф в Аиде

Проклят был и весь род Тантала. Его потомком был, в частности, микенский царь Агамемнон. У его брата Менелая троянец Парис похитил Прекрасную Елену, из-за чего разгорелась Троянская война.

Отправляясь в поход, чтобы отомстить обидчикам брата, Агамемнон принес в жертву богам собственную дочь. И, как принято в греческих преданиях, поплатился за злодейство. Вернувшись с войны, он был убит женой Клитемнестрой и ее новым возлюбленным Эгисфом.

Дети Агамемнона — Орест и Электра — спустя годы отомстили за отца, убив мать и ее любовника. По имени микенской царевны психолог Карл Юнг назвал комплекс Электры — неосознанное влечение девочек к отцу, ревность и враждебность к матери.

Атом и молекула тантала. Формула тантала. Строение атома тантала:

Тантал (лат. Tantalum, назван по имени героя древнегреческой мифологии Тантала) – химический элемент периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева с обозначением Ta и атомным номером 73. Расположен в 5-й группе (по старой классификации – побочной подгруппе пятой группы), шестом периоде периодической системы.

Тантал – металл. Относится к переходным металлам.

Как простое вещество тантал при нормальных условиях представляет собой блестящий серебристо-белый металл (со слабым свинцовым (синеватым) оттенком вследствие образования плотной оксидной плёнки).

Молекула тантала одноатомна.

Химическая формула тантала Ta.

Электронная конфигурация атома тантала 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 4f14 5s2 5p6 5d3 6s2. Потенциал ионизации атома тантала равен 7,88 эВ (760,1 кДж/моль).

Строение атома тантала. Атом тантала состоит из положительно заряженного ядра (+73), вокруг которого по шести оболочкам движутся 73 электрона. При этом 71 электрон находится на внутреннем уровне, а 2 электрона – на внешнем. Поскольку тантал расположен в шестом периоде, оболочек всего шесть. Первая – внутренняя оболочка представлена s-орбиталью. Вторая – внутренняя оболочка представлены s- и р-орбиталями. Третья и пятая – внутренние оболочки представлены s-, р- и d-орбиталями. Четвертая – внутренняя оболочка представлены s-, р-, d- и f-орбиталями. Шестая – внешняя оболочка представлена s-орбиталью. На внутреннем энергетическом уровне атома тантала на 5d-орбитали находится три неспаренных электрона. На внешнем энергетическом уровне атома тантала на 6s-орбитали находятся два спаренных электрона. В свою очередь ядро атома тантала состоит из 73 протонов и 108 нейтронов. Тантал относится к элементам d-семейства.

Радиус атома тантала составляет 149 пм.

Атомная масса атома тантала составляет 180,94788(2) а. е. м.

Примечания

  1. ↑ Николай Дамасский. История, фр.10 Якоби
  2. Стефан Византийский. Этника // Комментарий Д. О. Торшилова в кн. Гигин. Мифы. СПб, 2000. С.102, 286; Николай Дамасский. История, фр.18 Якоби
  3. ↑ Гигин. Мифы 82
  4. Первый Ватиканский мифограф III 1, 24
  5. Гомер. Одиссея XI 582—592
  6. Псевдо-Аполлодор. Мифологическая библиотека Э II 1
  7. Антонин Либерал. Метаморфозы 36, 3
  8. Сенека. Фиест 144—152
  9. Диодор Сицилийский. Историческая библиотека IV 74, 1
  10. Диодор Сицилийский. Историческая библиотека IV 74, 4
  11. Страбон. География XIV 5, 28 (стр.680)
  12. Страбон. География I 3, 17 (стр.58)
  13. Блеген К. Троя и троянцы. М., 2004. С.176
  14. Павсаний. Описание Эллады II 22, 3; V 13, 7
  15. Павсаний. Описание Эллады VIII 17, 3
  16. Э. Лапорт, К. Эстен. Античная мифология. М. 2005 — с. 122—123. — ISBN 5-18-000886-7
  17. Павсаний. Описание Эллады X 31, 12; Гигин. Мифы 82; Архилох, фр.91 Уэст
  18. Филострат. Жизнь Аполлония Тианского III 25

Добыча тантала

Благодаря изыскательским работам были найдены новые месторождения металла тантал

В земной коре тантала содержится около 0,0002%, поэтому он относится к редким элементам. Но практически во всех странах имеются месторождения его соединений. В Европе самые большие и богатые месторождения находятся во Франции, небольшие месторождения есть в большинстве стран бывшего СССР. Среди африканских стран самыми большими запасами сырья обладает Египет. Но самые крупные и богатые месторождения, известные и разработанные на сегодняшний день располагаются в Австралии.

Встречается элемент в виде собственных солей, или он входит в состав других минералов. Во втором случае ему обязательно сопутствует ниобий. Минералы могут быть стабильными и радиоактивными.

Добыча этого металла составляет 420 тонн в год. Лидирующие государства по добыче и переработке — США и ФРГ.

Из-за мирового кризиса спрос на тантал несколько снизился, но с 2010 г. опять возрос. В последнее время проводятся активные изыскательские работы. Благодаря им были открыты новые месторождения в США, Бразилии, ЮАР.

Получение

Основным сырьём для производства тантала и его сплавов служат танталитовые и лопаритовые концентраты, содержащие около 8 % Та2О5, а также 60 % и более Nb2O5. Концентраты разлагают кислотами или щелочами, лопаритовые — хлорируют. Разделение Та и Nb производят с помощью экстракции. Металлический тантал обычно получают восстановлением Ta2O5углеродом, либо электрохимически из расплавов. Компактный металл производят вакуумно-дуговой, плазменной плавкой или методом порошковой металлургии.

Для получения 1 тонны танталового концентрата необходимо переработать до 3000 тонн руды.

Химические свойства

При нормальных условиях тантал малоактивен, на воздухе окисляется лишь при температуре свыше 280 °C, покрываясь оксидной плёнкой Ta2O5; с галогенами реагирует при температуре свыше 250 °C. При нагревании реагирует с С, В, Si, P, Se, Те, Н2О, СО, СО2, NO, HCl, H2S.

Химически чистый тантал исключительно устойчив к действию жидких щелочных металлов, большинства неорганических и органических кислот, а также многих других агрессивных сред (за исключением расплавленных щелочей).

В отношении химической устойчивости к реагентам, тантал подобен стеклу. Тантал нерастворим в кислотах и их смесях, кроме смеси плавиковой и азотной кислот; его не растворяет даже царская водка. Реакция с плавиковой кислотой идёт только с пылью металла и сопровождается взрывом. Очень устойчив к воздействию серной кислоты любой концентрации и температуры (при 200 °C металл корродирует в кислоте лишь на 0,006 миллиметра в год), устойчив в обескислороженных расплавленных щелочных металлах и их перегретых пара́х (литий, натрий, калий, рубидий, цезий).

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Степан Волков
Наш эксперт
Написано статей
141
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации