Einführung in Tantal

Tantal weist in den meisten anorganischen Säuren eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit auf, die Glas sehr ähnlich ist, und hat neben Flusssäure, Fluor, rauchender Schwefelsäure und Alkali eine wichtige Verwendung in der chemischen Industrie. Es ist nahezu beständig gegen die Korrosion aller chemischen Medien (einschließlich). Siedepunkt von Salzsäure, Salpetersäure und Schwefelsäure unter 175 Grad.

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 (>4ppm) erhöht sich die Korrosionsrate.

Tantal ist in Alkali meist nicht korrosionsbeständig, es wird bei hohen Temperaturen und Konzentrationen spröde und korrodiert schneller.

Tantal kann mit Hochtemperaturgasen (außer Inertgasen) reagieren, O2, N2, H2 usw. können in das Innere eindringen und es spröde machen, z. B. bei Kontakt mit dem Ausgangszustand H, absorbiert auch Wasserstoff und wird spröde. Daher sollten Tantalgeräte nicht mit aktiveren Metallen (wie Fe, Al, Zn) in Kontakt kommen, da es leicht zur Bildung einer Tantal-Eisen-Primärzelle (Al, Zn) kommt, deren Wasserstoff durch die Reaktion der Primärzelle zerstört wird Tantalkathode und führen zum Ausfall der Anlage. Wenn ein kleines Stück Platin (Fläche etwa ein Zehntausendstel Tantal) mit einer sehr geringen Wasserstoffüberspannung an das Tantal angeschlossen wird, dann wird der gesamte Wasserstoff an das Platin abgegeben, wodurch die Zerstörung des Tantals durch Wasserstoff vermieden werden kann.

Tantal hat eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit, ist aber teuer, daher wird es hauptsächlich in Verbundplatten und -auskleidungen eingesetzt. Um die Kosten zu senken, wird die Dicke der Tantalschicht so gering wie möglich gehalten. Daher ist das Schweißen von Verbundplatten oder -auskleidungen sehr schwierig, da Tantal und Stahl schmelzen Punktunterschied (Tantal-Schmelzpunkt von 2996 Grad C, der Schmelzpunkt des Stahls für 1400 Grad C) und Fe und Ta bilden bei hohen Temperaturen eine spröde intermetallische Fe2Ta-Verbindung. Wenn die Maßnahmen nicht geeignet sind, ist dies leicht der Fall kann zu Schweißrissen führen.

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>Bei einer Temperatur von ca. 1500 Grad erscheint eine Schmelzzone von 16MnR an der Grenzfläche. Und bei 1460 Grad kommt es zu einer eutektischen Reaktion zwischen Fe und Ta, die zu spröden intermetallischen Fe2Ta-Verbindungen führt. Unter der Einwirkung von Schweißspannung kann es leicht zu Rissen kommen und Tantal an der Grenzfläche auf der Seite der Tantal-Schweißbadrichtung wird ausgedehnt, wenn Ernsthaft, es entstehen durchdringende Risse, die Grundschicht des geschmolzenen Eisens wird durch die durchdringenden Risse zur Diffusion des Tantal-Schweißbades gelangen und Tantal reagiert unter Bildung von spröden Fe2Ta-Verbindungen, so dass die Schweißnaht reißt.
Um dieses Phänomen zu verhindern, besteht der Hauptfaktor darin, die Dicke der entsprechenden Verbindungsschicht zu erhöhen oder andere Maßnahmen zur Reduzierung der Grenzflächentemperatur zu ergreifen, z. B. in der Grenzfläche des Vorverbunds außerhalb einer Schicht mit anderer schneller Wärmeleitfähigkeit Metall, um die erzeugte Wärme mit der umgebenden Migration zu verschweißen. Über die Dicke der Verbundschicht und den Zusammenhang zwischen der Schweißbarkeit der Verbundplatte kann nach einer Vielzahl von Tests ein Modell für den Zusammenhang zwischen der Grenzflächentemperatur Ts und der Dicke der Verbundschicht h erstellt werden.
When h≤2.0mm, the interface steel melts, iron diffuses into the weld, and cracks appear in the weld. When h>2,0mm, das Schweißen von Tantalstahl-Verbundplatten kann realisiert werden, und je größer die Dicke der Verbundschicht, desto besser die Schweißbarkeit. Im Allgemeinen beträgt die Dicke der Verbundschicht 2,5–4,0mm. Bei Verwendung als Auskleidung können 0,3~0,5 mm verwendet werden.