Wprowadzenie do tantalu

Tantal ma doskonałą odporność na korozję w większości kwasów nieorganicznych, bardzo podobną do szkła i ma ważne zastosowanie w przemyśle chemicznym, oprócz kwasu fluorowodorowego, fluoru, dymiącego kwasu siarkowego i zasad, prawie odporny na korozję wszystkich mediów chemicznych (w tym temperatura wrzenia kwasu solnego, kwasu azotowego i kwasu siarkowego poniżej 175 stopni).

Tantalum has excellent corrosion resistance to dilute sulfuric acid below 75% and can be used at any temperature; it can be used for concentrated sulfuric acid without gas at 160~170℃; it can be used for concentrated sulfuric acid with gas at 250~260℃, and corrosion increases beyond this temperature. Generally in the high temperature above 170 ℃ to be used before the first test study. Tantalum corrosion resistance to phosphoric acid is also good, but acid such as containing traces of fluorine (>4 ppm), szybkość korozji wzrasta.

Tantal zwykle nie jest odporny na korozję w alkaliach, staje się kruchy i koroduje szybciej w wysokich temperaturach i stężeniach.

Tantal może reagować z gazami o wysokiej temperaturze (z wyjątkiem gazów obojętnych), O2, N2, H2 itp. może przedostać się do wnętrza powodując jego kruchość, np. w kontakcie ze stanem początkowym H, będzie również absorbował wodór i stanie się kruchy. Dlatego sprzęt tantalowy nie powinien mieć kontaktu z bardziej aktywnymi metalami (takimi jak Fe, Al, Zn), ponieważ łatwo jest utworzyć ogniwo pierwotne tantalowo-żelazowe (Al, Zn), wodór wytwarzany w reakcji ogniwa pierwotnego zniszczy katodę tantalową i spowodować awarię sprzętu. Jeśli do tantalu zostanie podłączony mały kawałek platyny (powierzchnia około jednej dziesięciotysięcznej tantalu) z bardzo małym przepięciem wodoru, wówczas cały wodór zostanie uwolniony na platynie, co pozwoli uniknąć zniszczenia tantalu przez wodór.

Tantal ma doskonałą odporność na korozję, ale jest drogi, dlatego jego formą zastosowania są głównie panele i okładziny kompozytowe, a aby obniżyć koszty, grubość warstwy tantalu powinna być możliwie jak najcieńsza, więc spawanie paneli kompozytowych lub okładzin jest bardzo trudne, ponieważ tantal i stal się topią różnicy punktów (temperatura topnienia tantalu 2996 stopni C, temperatura topnienia stali 1400 stopni C) oraz Fe i Ta w wysokich temperaturach utworzą kruche Fe2Ta Związki międzymetaliczne, jeśli środki nie zostaną zastosowane, łatwo jest prowadzić do pękania spoin.

In the welding of thin-layer tantalum steel composite plate or lining, the thickness of the compound layer has an important effect on its weldability, Figure 1 is a schematic diagram of Ta1/16MnR composite plate welding, the smaller the thickness of the compound layer h, the higher the temperature T on the composite interface. When T>1500 stopni, na granicy faz pojawi się strefa topnienia 16MnR. Fe i Ta w temperaturze 1460 stopni zajdą w reakcji eutektycznej, w wyniku której powstaną kruche związki międzymetaliczne Fe2Ta, pod wpływem naprężeń spawalniczych łatwo pękają, a tantal na styku od strony jeziorka spawalniczego tantalu ulegnie wydłużeniu, gdy poważne, spowoduje to pęknięcia penetrujące, warstwa podstawowa stopionego żelaza przejdzie przez pęknięcia penetrujące do dyfuzji jeziorka spawalniczego tantalu, a tantal przereaguje z wytworzeniem kruchych związków Fe2Ta, powodując pękanie spoiny.
Aby zapobiec temu zjawisku, podstawowym czynnikiem jest zwiększenie grubości odpowiedniej warstwy związku lub zastosowanie innych środków obniżających temperaturę międzyfazową, np. na granicy faz prekompozytu z anomaliami na zewnątrz warstwy o innym szybkim przewodnictwie cieplnym metalu, aby zespawać wytworzone ciepło z otaczającą migracją. Na temat grubości warstwy kompozytu i zależności pomiędzy spawalnością płyty kompozytowej, po dużej liczbie badań, można ustalić model zależności pomiędzy temperaturą międzyfazową Ts a grubością warstwy kompozytowej h.
When h≤2.0mm, the interface steel melts, iron diffuses into the weld, and cracks appear in the weld. When h>2,0 mm, można wykonać spawanie płyty kompozytowej ze stali tantalowej, a im większa grubość warstwy związku, tym lepsza spawalność. Ogólnie grubość warstwy złożonej wynosi 2,5 ~ 4,0 mm. W przypadku stosowania jako podszewka można zastosować 0.3~0.5mm.