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鉭的性質與用途

發布時間:2023-02-07人氣:37

鉭的質地十分堅硬,硬度可以達到6-6.5。它的熔點高達2996° ,僅次于鎢和,位居第三。富有延展性,可以拉成細絲式制薄箔。其熱膨脹系數很小,每升高一攝氏度只膨脹百分之六點六。除此之外,它的韌性很強,比銅還要優異。

化學性質

鉭還有非常出色的化學性質,具有極高的抗腐蝕性。無論是在冷和熱的條件下,對鹽酸、濃硝酸及“王水”都不反應。但坦在熱的濃硫酸中能被腐蝕,在150C以下,鉭不會被濃酸腐蝕,只有在高于此溫度才會有反應,在175度的濃硫酸中1年,被腐蝕的厚度為0.0004毫米,將鉭放入200℃的硫酸中浸泡一年,表層僅損傷0.006毫米。在250度時,腐蝕速度有所增加,為每年被腐蝕的厚度為0.116毫米,在300度時,被腐蝕的速度則更加快,浸泡1年,表面被腐蝕1.368毫米。在發煙硫酸(含15%的SO3) 腐蝕速度比濃硫酸中更加嚴重,在130度的該溶液里浸泡1年,表面被腐蝕的厚度為15.6毫米。鉭在高溫下也會被磷酸腐蝕,但該反應一般在150度以上才發生,在250度的85%的磷酸中,浸泡1年,表面被腐蝕20毫米,另外,鉭在氫氟酸和硝酸的混酸中能迅速溶解,在氫氟酸中也能被溶解。但是鉭更害怕強堿,在110度40%濃度的燒堿溶液里,鉅會被迅速溶解,在同樣濃度的氧氧化鉀溶液中,只要100度就會被迅速溶解。除上面所述情況外,一般的無機鹽在150度以下一般不能腐蝕鉭。實驗證明,鉭在常溫下,對堿溶液、氯氣、溴水、稀硫酸以及其他許多藥劑均不起作用,僅在氫氟酸和熱濃硫酸作用下有所反應。這樣的情況在金屬中是比較罕見的。

但高溫下,鉭表面的氧化膜被破壞,因此能與多種物質反應,常溫下鉭能與氟反應。在150度時,鉭對氯溴碘均呈惰性,在250度時,鉭對干燥的氯氣仍然有抗腐蝕能力,在含有水蒸氣的氯氣中加熱到400度,仍然能保持光亮,在500度則開始被腐蝕,在300度以上鉭與溴反應,對碘蒸汽則當溫度達到赤熱之前均呈惰性。氯化氫在410度時和鉭反應,生產五氯化物,澳化氫則在375度與鉭反應。當加熱到200度或者更低的溫度下,S能與Ta作用,碳及烴類在800-1100度與鉅作用。

元素應用

鉭所具有的特性,使它的應用領域十分廣闊。在制取各種無機酸的設備中,鉭可用來替代不銹鋼,壽命可比不銹鋼提高幾十倍。此外,在化工、電子、電氣等工業中,鉭可以取代過去需要由貴重金屬鉑承擔的任務,使所需費用大大降低。鉭被制造成了電容裝備到軍用設備中。美國的軍事工業異常發達,是世界最大軍火出口商。世界上鉭金屬的產量一半被用在鉭電容的生產上,美國國防部后勤署則是鉭金屬最大的擁有者,曾一度買斷了世界上三分之一的鉭粉。

鉭在酸性電解液中形成穩定的陽極氧化膜,用鉭制成的電解電容器,具有容量大、體積小和可靠性好等優點,制電容器是鉭的最重要用途,70年代末的用量占鉭總用量2/3以上。鉭也是制作電子發射管、高功率電子管零件的材料。鉭制的抗腐蝕設備用于生產強酸、溴、氨等化學工業。金屬鉭可作飛機發動機的燃燒室的結構材料。鉭鎢、鉭鎢鉿、鉭鉿合金用作火箭、導彈和噴氣發動機的耐熱高強材料以及控制和調節裝備的零件等。鉭易加工成形,在高溫真空爐中作支撐附件、熱屏蔽、加熱器和散熱片等。鉭可作骨科和外科手術材料。碳化鉭用于制造硬質合金。鉭的硼化物、硅化物和氮化物及其合金用作原子能工業中的釋熱元件和液態金屬包套材料。氧化鉭用于制造高級光學玻璃和催化劑。1981年鉭在美國各部門的消費比例約為:電子元件73%,機械工業19%,交通運輸6%,其他2%。



 


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