3-钽铌及其合金

钽铌合金的广泛应用领域钽铌合金，通常由钽和铌两种金属元素组成的合金，具有优异的性能和广泛的应用领域。

本文将深入探讨钽铌合金的特点、制备工艺以及在不同领域的应用，并分享个人对其的观点和理解。

一、钽铌合金的特点和制备工艺1. 特点：钽铌合金具有以下显著特点：1）高融点和高熔点：钽的熔点约为2996°C，而铌的熔点约为2468°C，因此钽铌合金具有较高的熔点，使其在高温环境下表现优异。

2）优异的耐腐蚀性：钽铌合金具有良好的耐腐蚀性，能够抵御酸、碱等腐蚀介质的侵蚀，因此在化学工业等腐蚀性环境中得到广泛应用。

3）优异的机械性能：钽铌合金具有出色的机械性能，包括高强度、高硬度和良好的延展性，适用于多种工程应用。

2. 制备工艺：钽铌合金可以通过多种制备工艺得到，常见的有：1）冶金法制备：通过熔炼、铸造、热处理等工艺将钽和铌按比例混合，并在特定温度下进行化学反应，最终得到钽铌合金。

2）粉末冶金法制备：将钽和铌的粉末按一定比例混合，并通过压制、烧结等工艺得到钽铌合金。

二、钽铌合金的应用领域钽铌合金由于其优异的性能，在多个领域得到广泛应用，以下是几个典型的应用领域：1. 航空航天领域：钽铌合金可以在高温、高压等极端环境下保持良好的稳定性和机械性能，因此被广泛应用于航空航天领域。

在航空发动机中使用钽铌合金制造的叶片和涡轮盘，可以承受高温、高速的工作条件，提高发动机性能和寿命。

2. 化工领域：由于钽铌合金的优异耐腐蚀性，它被广泛用于化工领域。

在化学反应器、腐蚀介质储存罐、管道等设备中，使用钽铌合金可以有效防止介质对设备的侵蚀，提高设备的使用寿命和安全性。

3. 医疗领域：钽铌合金在医疗领域也有重要应用。

由于其生物相容性良好且不容易引起过敏反应，钽铌合金被广泛用于制造人工关节、牙科种植体等医疗器械，为患者提供持久稳定的医疗效果。

4. 电子领域：钽铌合金还在电子领域有广泛的应用。

它可以作为高温超导材料，用于制造超导电缆、磁体等设备。

钽及钽合金牌号和化学成分钽是一种耐腐蚀的金属，具有高熔点、高密度、良好的热稳定性和化学稳定性。

它广泛应用于航空航天、化工、电子、医疗、冶金等领域。

本文将介绍几种常见的钽及钽合金的牌号和化学成分。

1.钽钽的化学符号为Ta，原子序数为73，属于过渡金属。

钽是一种银白色金属，具有良好的导电性、导热性和耐腐蚀性。

它的熔点达到3017摄氏度，是常用金属中熔点最高的。

钽的纯度要求通常在99.95%以上，其中氧含量不超过0.015%，碳含量不超过0.010%，氮含量不超过0.010%，氢含量不超过0.0015%，钉(Fe)含量不超过0.005%，W（钨）含量不超过0.005%，O（氧化物）含量不超过0.02%，H（氢）含量不超过0.002%。

在航空航天领域，钽常用于制造发动机喷口、制动器、喷嘴、内置孔道结构等耐高温、耐腐蚀的部件。

在化工行业，钽常应用于制造反应器、换热器、阀门、管道等具有耐腐蚀性能的设备。

在电子行业，钽可用于制造集成电路、电容器等。

在医疗领域，钽可用于制造人工关节、牙科实验室工具等。

2.镍钽合金镍钽合金是一种具有良好耐腐蚀性和高强度的合金材料。

它的化学符号为Ni-Ta，常用的合金牌号有Niobium 370、Niobium C-103等。

Niobium 370合金的化学成分主要包括镍(Ni)约为63%，钽(Ta)约为33%，钛(Ti)约为1.2%，铁(Fe)约为0.3%，硅(Si)约为0.1%，铬(Cr)约为0.08%，锰(Mn)约为0.05%。

Niobium C-103合金的化学成分主要包括镍(Ni)约为59%，钽(Ta)约为39%，硅(Si)约为0.15%，铬(Cr)约为0.1%，铁(Fe)约为0.06%，锰(Mn)约为0.03%。

镍钽合金具有较高的熔点和良好的耐腐蚀性，特别适用于耐高温、耐腐蚀的环境。

它被广泛应用于航空航天、化工、医疗等领域。

在航空航天领域，镍钽合金常用于制造喷嘴、涡轮叶片等高温部件。

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。

钽及钽合金板材、带材和箔材Tantalum and tantalum alloy sheet, strip and foil标准：GB/T 3629-2017 ASTM B 708牌号、状态和规格：Mechanics properties力学性能；机械性能:Elongation延伸率Yield strength屈服强度Tensile strength抗拉强度Annealed退火态Grade(UNS)退火态Tensilestrength min,psi (MPa)Yield strengthmin,psi(MPa)(2%)Elongation min, %(1 inch gagelength)中厚板、薄板和箔材PureTa (RO5200，RO5400)厚度<0.060"(1.524mm)厚度≥0.060"(1.524mm)30000 (207) 20000 (138) 2025000 (172) 15000 (103) 30钽10钨Ta-10W(RO5255)中厚板、薄板和箔材70000 (482) 60000 (414) 1570000 (482) 55000 (379) 20钽2.5钨Ta-2.5W (RO5252)厚度<0.125" (3.175mm)40000 (276) 30000 (207) 2040000 (276) 22000(152) 25厚度≥0.125" (3.175mm)钽铌40(RO5240)厚度<0.060"(1.524mm)厚度≥0.060"(1.524mm)35000 (241) 20000 (138) 2535000 (241) 15000 (103) 25钽的合金主要有钽钨合金和钽铌合金。

其中钽钨合金产品牌号为：RO5252Ta-2.5W、Ta-7.5W 、RO5255Ta-10W产品主要有：钽钨合金靶材、钽钨合金片、钽钨合金棒、钽钨合金丝、钽钨合金管、钽钨合金坩埚、钽钨合金异形件钽铌合金产品的牌号主要有Ta-3Nb、Ta-20Nb 、Ta-30Nb、RO5240Ta-40Nb 执行标准：ASTM B708 98主要产品和钽钨合金产品基本一致。

钽铌合金的用途
钽铌合金是一种高强度、高温、耐腐蚀的金属材料，由钽和铌两种金属元素组成。

它具有优异的物理和化学性质，因此在许多领域都有广泛的应用。

钽铌合金在航空航天领域中被广泛使用。

由于其高强度和高温性能，它可以用于制造航空发动机、火箭发动机和导弹部件等。

此外，钽铌合金还可以用于制造航空航天器的外壳和结构件，以提高其耐腐蚀性和耐高温性能。

钽铌合金在医疗领域中也有广泛的应用。

由于其生物相容性好、耐腐蚀性强和机械性能优异，它可以用于制造人工关节、牙科种植体和心脏起搏器等医疗器械。

此外，钽铌合金还可以用于制造医疗器械的外壳和结构件，以提高其耐腐蚀性和机械性能。

钽铌合金还可以用于制造化工设备、核工业设备和海洋工程设备等。

由于其耐腐蚀性强，可以在恶劣的环境下使用，因此在这些领域中有着广泛的应用。

钽铌合金是一种优异的金属材料，具有高强度、高温、耐腐蚀等优异的物理和化学性质，因此在航空航天、医疗、化工、核工业和海洋工程等领域中有着广泛的应用。

随着科技的不断发展，钽铌合金的应用领域还将不断扩大。

最抗腐蚀的金属材料---铌钽合金无机酸中只在氢氟酸中缓慢氧化钽还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。

但钽在热的浓硫酸中能能被腐蚀，在150以下，钽不会被浓硫酸腐蚀，只有在高于此温度才会有反应，在175度的浓硫酸中1年，被腐蚀的厚度为0.0004毫米，将钽放入200℃的硫酸中浸泡一年，表层仅损伤0.006毫米。

在250度时，腐蚀速度有所增加，为每年被腐蚀的厚度为0.116毫米，在300度时，被腐蚀的速度则更加快，浸泡1年，表面被腐蚀1.368毫米。

在发烟硫酸（含15%的SO3）腐蚀速度比浓硫酸中更加严重，在130度的该溶液里浸泡1年，表面被腐蚀的厚度为15.6毫米。

钽在高温下也会被磷酸腐蚀，但该反应一般在150度以上才发生，在250度的85%的磷酸中，浸泡1年，表面被腐蚀20毫米，另外，钽在氢氟酸和硝酸的混酸中能迅速溶解，在氢氟酸中也能被溶解。

但是钽更害怕强碱，在110度40%浓度的烧碱溶液里，钽会被迅速溶解，在同样浓度的氢氧化钾溶液中，只要100度就会被迅速溶解。

除上面所述情况外，一般的无机盐在150度以下一般不能腐蚀钽。

实验证明，钽在常温下，对碱溶液、氯气、溴水、稀硫酸以及其他许多药剂均不起作用，仅在氢氟和热浓硫酸作用下有所反应。

这样的情况在金属中是比较罕见的。

铌是灰白色金属，熔点2468℃，沸点4742℃，密度8.57克／立方厘米。

室温下铌在空气中稳定，在氧气中红热时也不被完全氧化，高温下与硫、氮、碳直接化合，能与钛、锆、铪、钨形成合金。

不与无机酸或碱作用，也不溶于王水，但可溶于氢氟酸。

铌的氧化态为－1、＋2、＋3、＋4和＋5，其中以＋5价化合物最稳定。

钽铌及其合金基本介绍资料钽铌是一种常见的金属元素和合金，具有广泛的应用。

它具有优异的耐腐蚀性、耐热性和机械性能，在航空航天、化工、电子、医疗和冶金等领域都有重要的应用。

以下是钽铌及其合金的基本介绍资料，详述其特性、制备和应用。

一、钽铌的特性1.耐腐蚀性：钽铌具有优异的耐腐蚀性能，可以抵御酸、碱、盐等腐蚀介质的侵蚀，尤其对硫酸、盐酸和氢氟酸具有良好的耐蚀性能。

2.耐热性：钽铌具有较高的熔点和较低的蒸发率，可以在高温下长时间稳定工作，适用于高温环境中的应用。

3.机械性能：钽铌具有优异的机械性能，具有较高的强度、硬度和韧性，能够承受较大的载荷和压力。

二、钽铌的制备1.粉末冶金法：通过将钽和铌的粉末按一定比例混合，并在高温下进行烧结和热处理，制备成钽铌合金。

2.合金熔融法：将钽和铌按一定比例放入炉中熔化，然后进行凝固和淬火处理，制备成钽铌合金。

3.化学还原法：通过还原钽和铌的化合物，如氧化物、氯化物等，得到纯钽和纯铌，然后进行高温合金化反应，制备成钽铌合金。

三、钽铌合金的应用1.航空航天领域：由于钽铌具有优异的耐腐蚀性和耐热性能，常用于制造航空航天器的发动机喷嘴、燃烧室、飞行控制系统等关键部件。

2.化工领域：由于钽铌具有优异的耐蚀性，常用于制造化工设备的反应器、换热器、储罐等部件。

3.电子领域：由于钽铌具有优异的导电性和耐腐蚀性，常用于制造半导体设备的阳极、电极和连接器。

4.医疗领域：由于钽铌生物相容性好且不引起过敏反应，常用于制造人工关节、牙科植入物和心脏起搏器等医疗器械。

5.冶金领域：由于钽铌具有良好的耐高温性能，常用于制造高温炉、真空炉和热处理设备等。

综上所述，钽铌及其合金具有优异的耐腐蚀性、耐热性和机械性能，广泛应用于航空航天、化工、电子、医疗和冶金等领域。

随着科技的不断进步，钽铌合金在更多领域的应用也将不断扩展。

钽铌及其合金基本介绍资料**第讲钽铌及其合金**钽的基本属性“金属王国”中的后起之秀钽于年由瑞典化学家爱开堡发现,年鲍尔登制得金属钽略带蓝色的浅灰色金属,密度为gcm,硬度~熔点℃,仅次于钨和铼居第三位。

富有延展性,韧性比铜更好冷加工可拉成细丝和制成薄箔膨胀系数很小,每升高℃,只膨胀百万分之六点六化学稳定性强,常温下不和水及空气发生反应,冷和热态下都有极强的抗腐蚀性,能抵抗除氢氟酸外的一切无机酸。

将钽金属放入℃的硫酸中浸泡一年,表层仅损伤毫米。

实验证明:常温下,碱溶液、氨、氯气、溴水、稀硫酸以及其他许多药剂对钽均不起作用钽在常温下能溶解氢,开始生成固体溶液,而后生成氢化物,可作为贮氢材料。

**钽金属的应用在制取无机酸的设备中,钽可用来代替不锈钢,寿命比不锈钢长十几倍在化工、电子、电气及原子能行业中,可以取代由贵金属铂大大降低成本作为炼制超强度钢、耐蚀钢和耐热合金钢的重要元素,可作为火箭、宇宙飞船、喷气飞机等空间技术所需的特殊材料钽和的钨制成的无磁性合金,在红热条件下可保持弹性,广泛用于电器工业、电子管工业钽条还专用于整流器中用于制造外科刀具、人造纤维的拉线模等,是铂的代用品碳化钽具有极强的硬度和极高的熔点,在高温条件下与金刚石不相上下,用其做成的切刀,可高速切削许多坚硬的合金用它制成的钻头,可代替最坚硬的合金或金刚石钻头生物相溶性好用来修补、封闭人体破碎的头盖骨和四肢骨折的裂缝及缺损钽的细丝作为手术缝合线可代替肌腱和神经纤维钽板可作人造钽耳。

**年钽材的产品形成和相应市场份额电子工业用钽~的钽用于钽电容器微处理器和数字信号处理器的连接材料高温合金用钽航空发动机叶片、密封件和喷嘴武器系统用钽破甲弹、爆炸成形弹药型罩包覆材料用钽高能加速器中钨固体靶的包覆材料**常温、不同应变率下钽的σε曲线准静态加载下钽的σε曲线动态加载下钽的σε曲线不同温度和变形速率下钽的变形行为钽的流动应力对应变率和温度的变化相当敏感:屈服应力和流动应力随应变率的增加而增加,随温度的升高而减小,表现出显著的应变率强化与温度软化效应常温下,应变率由s增加到s时,屈服强度由MPa提高到约MPa,提高了一倍多在应变率为s时,℃的屈服应力比℃的屈服应力也提高近一倍。

钽（Ta）铌(Nb)都属于高熔点（钽 2996℃、铌2468℃）、高沸点（钽5427℃、铌5127℃）稀有金属，外观似钢，灰白色光泽，粉末呈深灰色，具有吸气、耐腐蚀、超导性、单极导电性和在高温下强度高等特性。

因此，当前钽铌新材料应用的相关高技术产业领域包括电子、精密陶瓷和精密玻璃工业；电声光器件；硬质合金，宇航及电子能工业；生物医学工程；超导工业；特种钢等产业。

钽和铌在电子工业、化学工业、特种合金以及真空技术、尖端技术方面都具有非常重要的地位。

在电子工业中利用钽金属制造的电解电容器具有电容量大、漏电流小、稳定性好、可靠性高、耐压性能好、寿命长、体积小等突出特点。

大量用于国防、航空、航天、电子计算机、高档次的民用电器及各类电子仪表的电子线路中。

在冶金工业中，钽铌主要用作生产高强度合金钢、改善各种合金性能和制作超硬工具的添加剂。

近期，全世界范围内工业化的进程与美元的贬值加速了金属、非金属等资源价格的大幅上涨，稀有金属市场需求进一步加大。

钽、铌、等高新技术产品的研发和生产进入了一个新的增长时期。

在国内同行业中第一个被“国际钽铌研究中心（TIC）”接纳为成员，国家科技部认定的国家级重点高新技术企业的宁夏东方有色金属集团，在其34个系列产品中，占有23个品种属新材料领域的高新技术产品，钽粉、钽丝分别占世界20％和45％的市场份额，同时也是我国国防、核能、宇航、电子、冶金和化工等高新技术领域极为重要的新材料供应基地，代表着我国稀有金属工业正在走向一个新的转折点。

钽铌市场回暖应用增长近年来，随着计算机、数码相机、手机、车载电子系统需求转旺的拉动，钽的需求在逐步走出低谷。

钽精矿价格也回到正常水平。

世界近年对钽的总需求在2000吨左右，而对铌的需求是20000余吨；钽的主要用途是电容器用钽粉及其钽丝，其用量占总消费量的一半以上；铌的主要用途是作钢铁的添加剂，其用量占总消费量的近九成；2000年是钽消费的高峰之年，钽的总用量达到创记录的2235吨，2001年则迅速下掉到1562吨，至2004年其产量稳步提高接近2000吨；铌的需求则一直较为平稳。

钽及钽合金牌号和化学成分第一步：钽的概述及用途介绍（150-200字）钽是一种稀有金属，原子编号为73，化学符号为Ta。

它的密度较高、硬度适中、耐腐蚀性强，是非常重要的工程材料之一。

钽具有优异的热物理性质和化学性质，使其在许多领域有广泛的应用。

钽被广泛用于电子、航空航天、化工、医疗器械以及其他具有高要求的工业领域。

第二步：钽合金的优势及应用（300-400字）钽合金是由钽与其他元素如铌、钼、钛、锆、铁、铜等合金化而成的。

与纯钽相比，钽合金具有更多的优势和应用领域。

首先，钽合金具有较低的热膨胀系数，使其易于与其他材料结合。

其次，钽合金具有良好的耐蚀性，能够在一些极端的环境中长时间使用。

此外，钽合金还具有较高的熔点和良好的机械性能，能够承受高温和高压的环境。

因此，钽合金广泛应用于航天航空、化工、半导体、核能等领域。

第三步：常见的钽及钽合金牌号及其化学成分（500-600字）以下是一些常见的钽及钽合金牌号和其化学成分：1. 钽铌合金（TaNb）：主要由钽和铌组成。

其中，铌的含量通常在5-20之间。

钽铌合金具有较高的熔点和抗腐蚀性能，常用于高温环境下的应用。

2. 钽钼合金（TaMo）：主要由钽和钼组成。

钼的含量通常在2-10之间。

钽钼合金具有优异的机械性能和耐腐蚀性，常用于制造高温合金和电子元器件。

3. 钽钛合金（TaTi）：主要由钽和钛组成。

钛的含量通常在2-10之间。

钽钛合金具有较高的熔点和优异的耐腐蚀性，常用于制造化工设备和航空航天领域。

4. 钽铪合金（TaHf）：主要由钽和铪组成。

铪的含量通常在1-10之间。

钽铪合金具有较高的熔点和良好的机械性能，常用于高温合金和核能领域。

5. 钽铁合金（FeTa）：主要由钽和铁组成。

铁的含量通常在5-20之间。

钽铁合金具有较高的熔点和良好的磁性，常用于制造电子元器件和磁性材料。

第四步：结论及展望（150-200字）钽及钽合金是一类重要的工程材料，具有广泛的应用领域。