タンタル | 株式会社アローズ

タンタル

　タンタルの特徴はその耐食性にあり、化学的特性は貴金属に匹敵します。そして融点2996℃、低い熱膨張係数、比重が高いと言った特性から高融点金属に属します。結晶構造は体心立体格子になります。柔軟性と延性がある為、深絞り、プレス、曲げと言った加工作業性は比較的高く、溶接性にも優れた金属と言えます。しかし切削加工においては粘り気があり、切りくずが剥がれにくい性質を持っており、削るという観点では比較的難加工と言える素材です。製造方法については、タングステンやモリブデンと違って溶解になりますので、素材欠陥が少ない高機能材料となります。高い静電容量という特徴があり、タンタルの年間消費量の約半分はエレクトロニクス産業におけるコンデンサー用途として幅広い製品に使用されています。

タンタルの材料製品加工工程

　タングステンやモリブデンとは異なり、アローズのタンタルの製造方法は焼結ではなく、溶解で製造します。水素雰囲気では脆化してしまうので、超高真空中の溶解炉で製造しています。タンタルは高融点金属の中で最も耐食性が高い金属になります。モリブデンと同レベルの耐熱性を有しますが、更に耐熱性を向上する為、タングステンとの合金にすることもできます。

タンタルの用途

　タンタルおよびタンタル合金（Ta-2.5W、Ta-10W）のパイプは、融点が高く、耐食性に優れており冷間圧延にも適した材料と言えます。パイプは、化学産業、原子力産業、また熱電対の保護管や昇華法SiCの結晶育成の工程などに使用されております。ロッドは、航空宇宙産業や化学産業、高温工業炉内のスペアパーツ、X線発生装置のスペアパーツなどに使用されております。

タンタルの物理的特性

　タンタルは青みがかった灰色の金属で、柔軟性と延性といったタングステンやモリブデンにはない特徴を持っております。加えて熱や電気の伝導度が高い、また高い静電容量を持っているため、特にエレクトロニクス産業、航空宇宙産業の様々な用途に最適な物理的性質を備えています。

タンタルの物理的特性

融点	K	3269
沸点	K	5731
密度（20℃）	g/cm³	16.65
線膨張係数 20℃	10^-6/K	6.4
比熱（20℃）	J/g･K	0.14
比電気抵抗（20℃）	Ω･mm²/m	0.125
熱伝導率	W/m･k	57.5

タンタルの化学的特性

　タンタルはほとんどの酸に対して強い耐食性を持っており、酸以外のさまざまな腐食の原因に対しても非常に高い安定性を有しています。金属を侵す能力の高い王水でさえも、150℃以下ならタンタルはまったく侵されません。
また希ガスと反応しないので希ガスを保護雰囲気として使用する事も可能です。高温でグラファイトと接触すると炭化タンタルを形成し、タンタルが脆化します。

タンタルの気体との反応

空気及び酸素	約300℃まで	安定
水蒸気	200℃以上	安定
水素(H₂)	約340℃まで	安定
窒素(N₂)	約700℃まで	安定
炭化水素(CnH₂n)	約800℃まで	安定
一酸化炭素(CO)	約1100℃まで	安定
二酸化炭素(CO₂)	約500℃まで	安定

タンタルの炉材との反応

カーボン(C)	1000℃まで	安定
アルミナ(Al₂O₃)	1900℃まで	安定
ジルコニア(ZrO₂)	1600℃まで	安定
トリア(ThO2)		安定
モリブデン(Mo)		安定

タンタルの名前の由来

　タンタルの由来は諸説ありますが、いずれもギリシャ神話のニオベーの父とされるタンタロスに関係しています。
神話の中で罪を犯したタンタロスに、神は、食べ物や飲み物が近くにあるのに手を伸ばしても届かない「もどかしい」罪を与えました。タンタライトというタンタルを多く含む鉱物を、酸の中で溶かそうと試みたところなかなか溶けず、「もどかしい」鉱物と言われたことがタンタロスの神話に繋がったという説があります。その他には、ギリシャ語でtantalizeはイライラするという意味があります。タンタルの元素を分離するのにイライラさせられた事がタンタルの由来とも言われています。

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