Tantal folija: svojstva, obrada i primjena

Šta je tantal folija

Tantal folija je tanak, ravno{0}}valjani proizvod od metala tantala, koji se obično isporučuje u debljinama od oko 0,01 mm do 0,5 mm i širine do nekoliko stotina milimetara. Tantal je vatrostalni metal sa atomskim brojem 73, gustinom od 16,6 g/cm3 i tačkom topljenja od 2996 C. Njegova najkorisnija karakteristika je prirodno formirajući, samoiscjeljujući film tantal pentoksida (Ta2O5) koji čini metal inertnim prema većini mineralnih kiselina, nikloridne kiseline, uključujući i kloridnu kiselinu. Napad je ograničen uglavnom na fluorovodoničnu kiselinu, vruću koncentriranu sumpornu kiselinu i jake vruće alkalije.

Ključna fizička i mehanička svojstva

Zbog stabilnog oksidnog filma, tantal se koristi u elektrolitičkim kondenzatorima gdje sloj Ta2O5 djeluje kao dielektrik. Metal je takođe biokompatibilan, što podržava njegovu upotrebu u hirurškim implantatima i instrumentaciji, a nije feromagnetičan, pa je kompatibilan sa magnetnom rezonancom.

Ocene i standardi upravljanja

Tantal folija i lim se isporučuju sa ASTM B708, koji pokriva valjane limove, trake i ploče. Glavne nelegirane vrste su R05200, proizveden topljenjem elektronskim{3}}snopom, i R05400, proizveden topljenjem u vakuumu{5}}; oba daju istu otpornost na koroziju i razlikuju se uglavnom u nivoima zaostalih nečistoća koje ostavlja put topljenja. Legirani razredi kao što su Ta-2,5W i Ta-10W pružaju veću čvrstoću za strukturalne uslove u hemijskoj opremi. Šipka, šipka i žica su pokriveni ASTM B365, a bešavne i zavarene cijevi ASTM B521, tako da se kompletan paket opreme može kupiti uz konzistentan skup testova prihvatljivosti.

Metode obrade

Folija se oblikuje u komponente na nekoliko načina, a izbor zavisi od debljine, tolerancije i količine:

Hemijsko jetkanje koristi kiselinske ili alkalne jetkače za proizvodnju preciznih oblika s dobrim kvalitetom površine i odgovara malim dijelovima visoke{0}}točnosti, iako se ostaci moraju temeljito isprati prije servisiranja. Elektrohemijska obrada uklanja metal anodnim otapanjem u elektrolitu, dajući velike-površine,-bez ostataka, visoko{4}}precizne dijelove. Lasersko sečenje proizvodi visoko{6}}precizne ivice sa minimalnom zonom{7}}zahvaćenom toplotom i odgovara malim serijama i finim geometrijama. Rezanje elektronskim-snopom je brzo i precizno, ali zahtijeva specijalizovanu -opremu visoke energije. Valjanje ili kalandriranje dodatno smanjuju foliju između valjaka, a i temperatura i pritisak moraju se kontrolisati jer je tantal duktilan, ali osjetljiv na površinsku kontaminaciju.

Nakon oblikovanja, komponente se obično žare kako bi se povratila duktilnost, čiste se kako bi se uklonili ostaci procesa i provjeravaju integritet površine. Žarenje se vrši u visokom vakuumu ili u inertnoj atmosferi, jer tantal apsorbuje kiseonik, azot i vodonik na povišenoj temperaturi i postaje krt.

Bilješke o spajanju i izradi

Tantal se može zavariti metodama inertnog plina od volframa i elektronskih- snopa pod strogom zaštitom inertnog plina. Rastopljeni tantal brzo apsorbira kiseonik i azot, tako da se zavarivanje obično izvodi u pretincu za rukavice punjenom argonom- ili sa efikasnom pratećom zaštitom, a bazen za zavarivanje nikada ne bi trebalo da bude izložen vazduhu. Tanka folija ispod oko 0,05 mm se uglavnom spaja otpornim zavarivanjem, zakivanjem ili mehaničkim stezanjem, a ne zavarivanjem fuzijom. Moguće je mehaničko smicanje tanke folije, ali rezana ivica će možda trebati uklanjanje ivica i čvrsta alatka može pokrenuti pucanje ivica, tako da je lasersko rezanje ili jetkanje poželjnije za kritične dijelove.

Prijave

Tantal folija se koristi u opremi za hemijsku obradu kao što su obloge reaktora, bajonetni grijači i izmjenjivači topline, gdje je tanka folija često vezana za čeličnu podlogu kako bi se kombinirala otpornost na koroziju sa strukturnom čvrstoćom. Proizvodnja kondenzatora troši velike količine tanjih mjerača, pri čemu se oksidni film formira anodno na površini folije. U proizvodnji poluprovodnika, tantal folija i lim služe kao mete za raspršivanje i slojevi difuzijske barijere. Ostale namjene uključuju komponente vakuumskih cijevi, zaštitu peći od visokih{3}} temperatura, omote termoparova i medicinske implantate gdje su potrebne kompatibilnost magnetne rezonance i otpornost na koroziju.

Često postavljana pitanja

Q:Koji raspon debljina je dostupan za tantal foliju?
O: Komercijalna folija od tantala se obično namota na 0,01-0,5 mm, a tanji slojevi do nekoliko mikrometara mogu se proizvesti za kondenzatorsku anodnu foliju posebnim procesima valjanja i jetkanja.

Q:Koji standard reguliše tantal foliju?
O: ASTM B708 ​​pokriva limove, trake i ploče od tantala i legura tantala, uključujući nelegirane razrede R05200 i R05400 i legirane razrede kao što su Ta-2,5W i Ta-10W.

Q:Da li se tantal folija može zavariti?
O: Da, TIG-om ili elektronskim snopom pod strogom zaštitom od inertnog plina, obično u pretincu za rukavice punjenom argonom-, jer rastopljeni tantal vrlo brzo apsorbira kisik i dušik.

Q:Je li tantal folija otporna na koroziju u morskoj vodi i kiselinama?
O: Oksidni film čini tantal otpornim na morsku vodu, hlorovodoničnu kiselinu, dušičnu kiselinu i većinu hloridnih okruženja na umjerenim temperaturama. Nije prikladan za fluorovodoničnu kiselinu, vruću dimeću sumpornu kiselinu ili jake vruće kaustične otopine.

Q:Zašto se tantal folija koristi u kondenzatorima?
O: Anodni oksidni sloj formiran na površini folije je stabilan i ima visoku dielektričnu konstantu, što dozvoljava vrlo male kondenzatore sa visokim kapacitetom po jedinici zapremine.

Q:Kako treba rezati tanku foliju bez oštećenja ruba?
O: Poželjno je lasersko rezanje ili hemijsko jetkanje. Moguće je mehaničko smicanje, ali ivica će možda trebati skidanje ivica i tvrdi alat može uzrokovati pucanje na vrlo tankim mjerama.