鉭 ( tǎn ) (英語 えいご :Tantalum ;舊譯 きゅうやく 鐽 [註 1] ),是 ぜ 一 いち 種 しゅ 化學 かがく 元素 げんそ ,其化學 かがく 符號 ふごう 为Ta ,原子 げんし 序 じょ 數 すう 为73,原子 げんし 量 りょう 為 ため 7002180947880000000♠ 180.94788 u 。其名稱 しょう 「Tantalum」取 と 自 じ 希 まれ 臘神話 ばなし 中 なか 的 てき 坦 ひろし 塔 とう 洛 らく 斯 。[4] 鉭是堅 けん 硬 かた 藍 あい 灰色 はいいろ 的 てき 稀有 けう 過渡 かと 金屬 きんぞく ,抗 こう 腐蝕 ふしょく 能力 のうりょく 極 きょく 強 きょう 。鉭屬於難 なん 熔金屬 きんぞく ,常 つね 作為 さくい 合金 ごうきん 的 まと 次 じ 要 よう 成 なり 份。鉭的化學 かがく 活性 かっせい 低 てい ,適宜 てきぎ 代替 だいたい 鉑 作 さく 實驗 じっけん 器材 きざい 的 てき 材料 ざいりょう 。目前 もくぜん 鉭的最 さい 主要 しゅよう 應用 おうよう 為 ため 鉭質電 でん 容 よう ,在 ざい 手提 てさげ 電話 でんわ 、DVD播放機 き 、電子 でんし 遊戲 ゆうぎ 機 き 和 わ 電腦 でんのう 等 とう 電子 でんし 器材 きざい 中 なか 都 と 有用 ゆうよう 到 いた 。鉭在自然 しぜん 中 ちゅう 一定與化學性質相近的鈮 一齊 いっせい 出現 しゅつげん ,一般 いっぱん 在 ざい 鉭鐵礦 、鈮鐵礦 和 わ 鈳鉭鐵 てつ 礦 中 ちゅう 可 か 以找到。
鉭 73 Ta
外觀 がいかん 灰 はい 藍色 あいいろ 概況 がいきょう 名稱 めいしょう ·符號 ふごう ·序 じょ 數 すう 鉭(Tantalum)·Ta·73 元素 げんそ 類別 るいべつ 過渡 かと 金屬 きんぞく 族 ぞく ·週 しゅう 期 き ·區 く 5 ·6 ·d 標準 ひょうじゅん 原子 げんし 質量 しつりょう 180.94788(2)[1] 电子排 はい 布 ぬの [Xe ] 4f14 5d3 6s2 2, 8, 18, 32, 11, 2
鉭的电子層 そう (2, 8, 18, 32, 11, 2) 歷史 れきし 發現 はつげん 安德 あんとく 斯·古 こ 斯塔夫 おっと ·埃 ほこり 克 かつ 貝 かい 格 かく (1802年 ねん )證明 しょうめい 為 ため 化學 かがく 元素 げんそ 海 うみ 因 いん 里 ざと 希 まれ ·羅 ら 澤 さわ (1844年 ねん )物理 ぶつり 性質 せいしつ 物 もの 態 たい 固體 こたい 密度 みつど (接近 せっきん 室温 しつおん ) 16.69 g ·cm −3 熔点 時 どき 液體 えきたい 密度 みつど 15 g·cm−3 熔点 3290 K ,3017 °C ,5463 °F 沸點 ふってん 5731 K ,5458 °C ,9856 °F 熔化热 36.57 kJ·mol−1 汽化热 732.8 kJ·mol−1 比熱 ひねつ 容 よう 25.36 J·mol−1 ·K−1 蒸氣 じょうき 壓 あつ
壓 あつ /Pa
1
10
100
1 k
10 k
100 k
溫 あつし /K
3297
3597
3957
4395
4939
5634
原子 げんし 性質 せいしつ 氧化态 5 , 4, 3, 2, -1(微 ほろ 酸性 さんせい 氧化物 ぶつ )电负性 せい 1.5(鲍林标度) 电离能 のう 第 だい 一 いち :761 kJ·mol−1
第 だい 二 に :1500 kJ·mol−1 原子 げんし 半径 はんけい 146 pm 共 きょう 价半径 はんけい 170±8 pm 鉭的原子 げんし 谱线 雜 ざつ 項 こう 晶 あきら 体 からだ 结构體 からだ 心 こころ 立方 りっぽう [2]
α あるふぁ -Ta
四方 しほう [2]
β べーた -Ta磁序 順 じゅん 磁性 じせい [3] 電 でん 阻率(20 °C)131 n Ω おめが ·m 熱 ねつ 導 しるべ 率 りつ 57.5 W·m−1 ·K−1 膨脹 ぼうちょう 係數 けいすう (25 °C)6.3 µm·m−1 ·K−1 聲 こえ 速 そく (細 ほそ 棒 ぼう )(20 °C)3400 m·s−1 杨氏模 も 量 りょう 186 GPa 剪切模 も 量 りょう 69 GPa 体 からだ 积模量 りょう 200 GPa 泊 とまり 松 まつ 比 ひ 0.34 莫氏硬度 こうど 6.5 維氏硬度 こうど 873 MPa 布 ぬの 氏 し 硬度 こうど 800 MPa CAS号 ごう 7440-25-7 同位 どうい 素 もと 主 しゅ 条目 じょうもく :鉭的同位 どうい 素 もと
1802年 ねん ,安德 あんとく 斯·古 こ 斯塔夫 おっと ·埃 ほこり 克 かつ 貝 かい 格 かく (Anders Gustaf Ekeberg)在 ざい 瑞 みず 典 てん 發現 はつげん 了 りょう 鉭元素 げんそ 。一 いち 年 ねん 之 の 前 まえ ,查理斯·哈契特 とく 發現 はつげん 鈳元素 げんそ (Columbium,後 こう 改名 かいめい 為 ため 鈮 )。[5] 1809年 ねん ,英國 えいこく 化學 かがく 家 か 威 い 廉 かど ·海 うみ 德 とく ·沃拉斯頓對 たい 鉭和鈳的氧化物 ぶつ 進行 しんこう 了 りょう 對比 たいひ ,雖然得 とく 出 で 不同 ふどう 的 てき 密度 みつど 值,但 ただし 他 た 認 みとめ 為 ため 兩者 りょうしゃ 是 ぜ 完全 かんぜん 相 しょう 同 どう 的 てき 物質 ぶっしつ 。[6] 德 とく 國 こく 化學 かがく 家 か 弗 どる 里 さと 德 とく 里 さと 希 まれ ·維勒 其後證 しょう 實 じつ 了 りょう 這一結果 けっか ,因 いん 此人們以為 ため 鉭和鈳是同 どう 一種 いっしゅ 元素 げんそ 。另一德國化學家海因里希·羅 ら 澤 さわ (Heinrich Rose)在 ざい 1846年 ねん 駁斥這一結論 けつろん ,並稱 へいしょう 原 ばら 先 さき 的 てき 鉭鐵礦樣本 ほん 中 ちゅう 還 かえ 存在 そんざい 著 ちょ 另外兩 りょう 種 たね 元素 げんそ 。他 た 以希 まれ 臘神話 ばなし 中 なか 坦 ひろし 塔 とう 洛 らく 斯的 てき 女兒 じょじ 尼 あま 俄 にわか 伯 はく (Niobe,淚 なみだ 水 すい 女神 めがみ )和 わ 兒 じ 子 こ 珀羅普 ひろし 斯(Pelops)把 わ 這兩種 しゅ 元素 げんそ 分別 ふんべつ 命名 めいめい 為 ため 「Niobium」和 かず 「Pelopium」。[7] [8] 後者 こうしゃ 其實是 ぜ 鉭和鈮的混合 こんごう 物 ぶつ ,而前者 しゃ 則 そく 與 あずか 先 せん 前 ぜん 哈契特 とく 所 しょ 發現 はつげん 的 てき 鈳相同 どう 。
1864年 ねん ,克利 かつとし 斯蒂安 やす ·威 い 廉 かど ·布 ぬの 隆 たかし 斯特蘭 らん (Christian Wilhelm Blomstrand)、[9] 亨 とおる 利 り ·愛 あい 丁 ひのと ·聖 ひじり 克 かつ 萊爾·德 とく 維爾和 わ 路 ろ 易 えき ·約 やく 瑟夫·特 とく 羅 ら 斯特(Louis Joseph Troost)明確 めいかく 證明 しょうめい 了 りょう 鉭和鈮是兩 りょう 種 たね 不同 ふどう 的 てき 化學 かがく 元素 げんそ ,並 なみ 確定 かくてい 了 りょう 一些相關化合物的化學式。[9] [10] 瑞 みず 士 し 化學 かがく 家 か 讓 ゆずる -夏 なつ 爾 なんじ ·加 か 利 り 薩·德馬 とくま 里 さと 尼 あま 亞 あ (Jean Charles Galissard de Marignac)[11] 在 ざい 1866年 ねん 進 しん 一步證實除鉭和鈮以外別無其他元素。然 しか 而直到 いた 1871年 ねん 還 かえ 有 ゆう 科學 かがく 家 か 發表 はっぴょう 有 ゆう 關 せき 第 だい 三種 さんしゅ 元素 げんそ 「Ilmenium 」的 てき 文章 ぶんしょう 。[12] 1864年 ねん ,德馬 とくま 里 さと 尼 あま 亞 あ 在 ざい 氫氣 環境 かんきょう 中 ちゅう 加熱 かねつ 氯化鉭,從 したがえ 而經還 かえ 原 げん 反應 はんのう 首 くび 次 じ 製 せい 成 なり 鉭金屬 ぞく 。[13] 早期 そうき 煉 ねり 成 なり 的 てき 鉭金屬 きんぞく 都 と 含有 がんゆう 較多的 てき 雜 ざつ 質 しつ 。維爾納 おさめ ·馮·博 はく 爾 しか 頓 ひたぶる (Werner von Bolton)在 ざい 1903年 ねん 首 くび 次 じ 製 せい 成 なり 純 じゅん 鉭金屬 ぞく 。鉭曾被 ひ 用作 ようさく 電燈 でんとう 泡 あわ 燈 ひ 絲 いと ,直 ちょく 到 いた 被 ひ 鎢 淘汰 とうた 為 ため 止 どめ 。[14]
科學 かがく 家 か 最早 もはや 使用 しよう 分 ぶん 層 そう 結晶 けっしょう 法 ほう 把 わ 鉭(七氟鉭酸鉀 )從 したがえ 鈮(一水合五氟氧鈮酸鉀)中 ちゅう 提 ひっさげ 取 ど 出來 でき 。這一方法由德馬里尼亞於1866年 ねん 發現 はつげん 。今 こん 天 てん 科學 かがく 家 か 所用 しょよう 的 てき 則 のり 是 ぜ 對 たい 含氟化物 ばけもの 的 てき 鉭溶液 えき 進行 しんこう 溶劑 ようざい 萃取法 ほう 。[10]
鉭是一 いち 種 しゅ 灰 はい 藍色 あいいろ [15] 高密度 こうみつど 堅 かた 硬 かた 金屬 きんぞく ,具 ぐ 高 だか 延 のべ 展性 てんせい 、導 しるべ 熱性 ねっせい 和 わ 導電性 どうでんせい 。鉭能抵抗 ていこう 酸 さん 的 てき 腐蝕 ふしょく ,它在150 °C以下 いか 甚至能 のう 夠抵抗 ていこう 王水 おうすい 的 てき 侵蝕 しんしょく 。能 のう 夠溶解 ようかい 鉭的物質 ぶっしつ 包括 ほうかつ :氫氟酸 さん 、含氟 離 はなれ 子 こ 和 わ 三 さん 氧化硫的 てき 酸性 さんせい 溶液 ようえき 以及氫氧化 か 鉀 溶液 ようえき 。鉭的熔點 高 こう 達 たち 3017 °C(沸點 ふってん 5458 °C),只 ただ 有 ゆう 鎢 、錸 、鋨 和 わ 碳 的 てき 熔點比 ひ 它更高 だか 。
鉭有兩 りょう 種 たね 晶 あきら 體 からだ 相 しょう ,分 ふん 別稱 べっしょう 為 ため α あるふぁ 和 わ β べーた 。其中α あるふぁ 態 たい 柔軟 じゅうなん ,具 ぐ 延 のべ 展性 てんせい ,晶 あきら 體 たい 結構 けっこう 為 ため 體 からだ 心 こころ 立方 りっぽう (空間 くうかん 群 ぐん 為 ため Im3m ,晶 あきら 格 かく 常數 じょうすう a = 0.33058 nm),努 つとむ 普 ひろし 硬度 こうど 為 ため 200至 いたり 400 HN,電 でん 阻率為 ため 15至 いたり 60 µΩ おめが ⋅cm。β べーた 態 たい 則 そく 堅 けん 硬 かた 易 えき 碎,晶 あきら 體 たい 結構 けっこう 屬 ぞく 於四方 よも 晶 あきら 系 けい (空間 くうかん 群 ぐん 為 ため P42/mnm ,a = 1.0194 nm,c = 0.5313 nm),努 つとむ 普 ひろし 硬度 こうど 為 ため 1000至 いたり 1300 HN,電 でん 阻率為 ため 170至 いたり 210 µΩ おめが ⋅cm。β べーた 態 たい 是 ぜ 一 いち 種 しゅ 亞 あ 穩態,在 ざい 加 か 溫 ゆたか 至 いたり 750至 いたり 775 °C後會 こうかい 轉變 てんぺん 為 ため α あるふぁ 態 たい 。鉭金屬 きんぞく 塊 かたまり 幾 いく 乎完全 ちょん 由 ゆかり α あるふぁ 態 たい 晶 あきら 體 からだ 組成 そせい ,β べーた 態 たい 通常 つうじょう 以薄片 へん 形式 けいしき 存在 そんざい ,可 か 經 けい 磁控濺射 、化學 かがく 氣 き 相 しょう 沉積或 ある 從 したがえ 共 きょう 晶 あきら 液 えき 態 たい 鹽 しお 電化 でんか 學 がく 沉積 而得。[16]
鉭可以形成 けいせい 氧化態 たい 為 ため +5和 わ +4的 てき 氧化物 ぶつ ,分別 ふんべつ 為 ため 五 ご 氧化二 に 鉭 (Ta2 O5 )和 わ 二 に 氧化鉭(TaO2 ),[17] 其中五氧化二鉭較為穩定。[17] 五氧化二鉭可以用來合成多種鉭化合物,過程 かてい 包括 ほうかつ 將 はた 其溶解 ようかい 在 ざい 鹼性 氫氧化物 ばけもの 溶液 ようえき 中 ちゅう ,或 ある 與 あずか 另一種金屬氧化物一同熔化。如此形成 けいせい 的 てき 物質 ぶっしつ 有 ゆう 鉭酸鋰 (LiTaO3 )和 かず 鉭酸鑭 (LaTaO4 )等 とう 。在 ざい 鉭酸鋰中,鉭酸離 はなれ 子 こ TaO− 3 並 なみ 不 ふ 出現 しゅつげん ,這其實 じつ 代表 だいひょう TaO7− 6 所 ところ 形成 けいせい 的 てき 八 はち 面體 めんてい 鈣鈦礦 骨 ほね 架 か 結構 けっこう 。鉭酸鑭 則 のり 含有 がんゆう 單 たん 個 こ TaO3− 4 四 よん 面體 めんてい 基 もと 。[17]
氟化鉭可以用來 らい 從 したがえ 鈮當中 ちゅう 分離 ぶんり 出 で 鉭元素 げんそ 。[18] 鉭的鹵化物 ぶつ 可 か 以有+5、+4和 わ +3氧化態 たい ,分別 ふんべつ 對應 たいおう TaX 5 、TaX 4 和 わ TaX 3 型 かた 的 てき 化合 かごう 物 ぶつ ,另外還 かえ 存在 そんざい 多核 たかく 配合 はいごう 物 ぶつ 以及亞 あ 化學 かがく 計量 けいりょう 化合 かごう 物 ぶつ 。[17] [19] 五 ご 氟化鉭(TaF5 )是 ぜ 一 いち 種 しゅ 白色 はくしょく 固體 こたい ,熔點為 ため 97.0 °C;五 ご 氯化鉭(TaCl5 )也是白色 はくしょく 固體 こたい ,熔點為 ため 247.4 °C。五氯化鉭可以被水 みず 解 かい ,且在高溫 こうおん 下 か 可 か 與 あずか 更 さら 多 た 的 てき 鉭反應 おう ,形成 けいせい 吸濕 きゅうしつ 性 せい 很強、呈 てい 黑色 こくしょく 的 てき 四 よん 氯化鉭(TaCl4 )。鉭的五鹵化物可以用氫 還 かえ 原 げん 成 なり 三 さん 鹵化物 ぶつ ,但 ただし 無法 むほう 進 しん 一步還原成二鹵化物。[17] 鉭﹣碲 合金 ごうきん 會 かい 形成 けいせい 準 じゅん 晶 あきら 體 からだ 。[17] 2008年 ねん 一份文章表示存在氧化態為−1的 てき 鉭化合 かごう 物 ぶつ 。[20]
與 あずか 其他難 なん 熔金屬 きんぞく 一樣 いちよう ,最 さい 堅 けん 硬 かた 的 てき 鉭化合 かごう 物 ぶつ 是 ぜ 其氮化物 ばけもの 和 わ 碳化物 ぶつ 。碳化钽 (TaC)與 あずか 碳化鎢 相似 そうじ ,都 と 是 ぜ 十分堅硬的陶瓷材料,常 つね 被 ひ 用 よう 於製造 せいぞう 切 きり 割 わり 工具 こうぐ 。氮化鉭(III)在 ざい 某 ぼう 些微電子 でんし 生產 せいさん 過程 かてい 中 ちゅう 被 ひ 用作 ようさく 薄膜 うすまく 絕緣 ぜつえん 體 たい 。[21] 美國 びくに 洛 らく 斯阿拉 ひしげ 莫斯國家 こっか 實驗 じっけん 室 しつ 的 てき 化學 かがく 家 か 研 けん 發出 はっしゅつ 了 りょう 一種碳化鉭﹣石墨 せきぼく 複 ふく 合 あい 材料 ざいりょう ,這是人 じん 們已知 ち 最 さい 堅 けん 硬 かた 的 てき 物質 ぶっしつ 之 の 一 いち 。韓國 かんこく 科學 かがく 家 か 研 けん 發 はつ 了 りょう 一種比常見鋼合金強2至 いたり 3倍 ばい 的 てき 無定形 むていけい 鉭﹣鎢﹣碳合金 きん ,其柔韌度也比鋼 こう 更 さら 高 だか 。[22] 鋁化鉭有兩 りょう 種 たね :TaAl3 和 わ Ta3 Al。兩者 りょうしゃ 均 ひとし 穩定、耐火 たいか 、反射 はんしゃ 率 りつ 高 こう ,因 いん 此有可能 かのう 可用 かよう 作 さく 紅 べに 外線 がいせん 反射 はんしゃ 鏡 きょう 塗 ぬり 層 そう 。[23]
自然 しぜん 產 さん 生 せい 的 てき 鉭由兩 りょう 種 たね 稳定同位 どうい 素 もと 組成 そせい :180m Ta(0.012%)和 わ 181 Ta(99.988%)。180m Ta(「m」表示 ひょうじ 亞 あ 穩態)有 ゆう 三種理論預測的衰變方式:內轉換 てんかん 至 いたり 基 もと 態 たい 180 Ta,β べーた 衰 おとろえ 變 へん 成 なり 180 W ,或 ある 經 けい 電子 でんし 捕獲 ほかく 形成 けいせい 180 Hf 。不 ふ 過 か ,尚 なお 未 み 有 ゆう 實驗 じっけん 證明 しょうめい 該同 どう 核 かく 異 い 構體具有 ぐゆう 放射 ほうしゃ 性 せい 。其半 はん 衰 おとろえ 期 き 至 いたり 少 しょう 有 ゆう 2.9×1017 年 とし 。[24] 180 Ta基 もと 態 たい 的 てき 半 はん 衰 おとろえ 期 き 只 ただ 有 ゆう 8小 しょう 時 じ 。180m Ta是 ぜ 唯一 ゆいいつ 一種自然產生的同核異構體,也是全 ぜん 宇宙 うちゅう 最 さい 稀有 けう 的 てき 同位 どうい 素 もと (經 けい 其他元素 げんそ 衰 おとろえ 變 へん 產 さん 生 せい 及宇宙 うちゅう 射 しゃ 線 せん 產 さん 生 せい 的 てき 短 たん 壽命 じゅみょう 同 どう 核 かく 異 い 構體除外 じょがい )。[25]
鉭可以作為 さくい 鹽 しお 彈 だん 的 てき 「鹽 しお 」(鉻 是 ぜ 另一 いち 種 しゅ 「鹽 しお 」)。鹽 しお 彈 だん 是 ぜ 一 いち 種 しゅ 假想 かそう 的 てき 大 だい 殺傷 さっしょう 力 りょく 核 かく 武器 ぶき 。其外層 そう (所謂 いわゆる 的 てき 鹽 しお )由 ゆかり 181 Ta組成 そせい ,會 かい 因 いん 內部核 かく 彈 だん 爆 ばく 炸所產 しょさん 生 せい 的 てき 高 だか 能 のう 中子 なかご 流 りゅう 而嬗變 成 なり 182 Ta。這一同位素的半衰期為114.4天 てん ,衰 おとろえ 變 へん 時 じ 產 さん 生 せい 112萬 まん 電子 でんし 伏 ふく 特 とく (即 そく 1.12 MeV)的 てき 伽 とぎ 馬 ば 射 しゃ 線 せん 。這可大 だい 大 だい 加 か 強 きょう 爆 ばく 炸後數 すう 月 がつ 之 の 內輻射 ふくしゃ 落塵的 てき 危害 きがい 性 せい 。這種鹽 しお 彈 だん 從 したがえ 未 み 投入 とうにゅう 生產 せいさん 或 ある 測 はか 試 こころみ ,也因而未曾在戰爭 せんそう 中 ちゅう 使用 しよう 過 か 。[26]
澳洲皮 かわ 爾 なんじ 布 ぬの 拉 ひしげ 地區 ちく 開 ひらけ 採 と 的 てき 鉭鐵礦
鉭在地球 ちきゅう 地殼 ちかく 中 なか 的 てき 含量依 よ 重量 じゅうりょう 計 けい 約 やく 為 ため 百 ひゃく 萬 まん 分 ふん 之 の 1[27] 至 いたり 2[19] 。鉭礦物 ぶつ 有 ゆう 許多 きょた 種 しゅ ,其中鉭鐵礦 、細 ほそ 晶 あきら 石 せき 、錫 すず 錳鉭礦、黑 くろ 稀 まれ 金 きん 礦 、複 ふく 稀 まれ 金 きん 礦等 ひとし 可 か 作為 さくい 工業 こうぎょう 鉭開採 と 的 てき 原石 げんせき 。鉭鐵礦(Fe , Mn )Ta2 O 6 是 ぜ 最 さい 重要 じゅうよう 的 てき 鉭原石 せき 。鉭鐵礦的結構 けっこう 和 わ 鈳鐵礦 (Fe, Mn) (Ta, Nb )2 O6 相 あい 同 どう 。如果礦物中 ちゅう 的 てき 鉭比鈮更多 た ,則 のり 稱 しょう 鉭鐵礦,相 あい 反則 はんそく 稱 しょう 鈳鐵礦(或 ある 鈮鐵礦)。鉭及其礦物的 ぶってき 密度 みつど 都 と 很高,所以 ゆえん 最 さい 適宜 てきぎ 用 よう 重力 じゅうりょく 分離 ぶんり 方法 ほうほう 進行 しんこう 萃取。其他含鉭礦物還 かえ 有 ゆう 鈮釔礦 和 わ 褐釔鈮礦 等 ひとし 等 ひとし 。
鉭的開 ひらけ 採 と 主要 しゅよう 集中 しゅうちゅう 在 ざい 澳洲 ,環 たまき 球 だま 卓越 たくえつ 金屬 きんぞく (Global Advanced Metals)在 ざい 西 にし 澳大利 おおとし 亞 あ 擁 よう 有 ゆう 兩 りょう 座 ざ 礦場,一座 いちざ 位 い 於西南部 なんぶ 格 かく 林 りん 布 ぬの 什 ,另一座 いちざ 位 い 於皮 かわ 爾 なんじ 布 ぬの 拉 ひしげ 地區 ちく 的 てき 沃吉納 おさめ 。[28] 巴 ともえ 西 にし 和 わ 加 か 拿大是 ぜ 鈮的主要 しゅよう 產 さん 國 こく ,當地 とうち 的 てき 礦石開 ひらけ 採 と 也會產出 さんしゅつ 少量 しょうりょう 的 てき 鉭元素 げんそ 。另外,中國 ちゅうごく 、埃 ほこり 塞 ふさが 俄 にわか 比 ひ 亞 あ 和 わ 莫桑比 ひ 克 かつ 也是重要 じゅうよう 的 てき 鉭產國 こく 。鉭在泰 たい 國 こく 和 わ 馬 うま 來 らい 西 にし 亞 あ 是 これ 鋅 開 ひらけ 採 と 過程 かてい 的 てき 副 ふく 產品 さんぴん 。[10] [29] 未來 みらい 估計最大 さいだい 的 てき 鉭來源 げん 依 よ 次 じ 為 ため :沙 すな 特 とく 阿 おもね 拉 ひしげ 伯 はく 、埃及 えじぷと 、格 かく 林 はやし 蘭 らん 、中國 ちゅうごく 、莫桑比 ひ 克 かつ 、加 か 拿大、澳洲、美國 びくに 、芬蘭 及巴西 にし 。[30] [31]
鈳鐵礦和鉭鐵礦合稱 しょう 鈳鉭鐵 てつ 礦 ,[32] 在 ざい 中 ちゅう 非 ひ 有 ゆう 一定 いってい 的 てき 存 そん 量 りょう 。第 だい 二 に 次 じ 剛 つよし 果 はて 戰爭 せんそう 就與此有關 せき 。根據 こんきょ 2003年 ねん 10月 がつ 23日 にち 的 てき 一 いち 份聯合 れんごう 國 こく 報告 ほうこく ,[33] 鈳鉭鐵 てつ 礦的走 はし 私 わたし 和 わ 運輸 うんゆ 使 し 得 とく 當地 とうち 戰爭 せんそう 得 とく 以持續 じぞく 。該戰爭 そう 自 じ 1998年 ねん 以來 いらい 已 やめ 導 しるべ 致約540萬 まん 人 にん 死亡 しぼう ,[34] 是 これ 第 だい 二 に 次 じ 世界 せかい 大戰 たいせん 以來 いらい 死傷 ししょう 最 さい 為 ため 嚴重 げんじゅう 的 てき 軍事 ぐんじ 衝突 しょうとつ 。剛 つよし 果 はて 盆地 ぼんち 戰地 せんち 的 てき 鈳鉭鐵 てつ 礦開採 と 所 ところ 引發的 てき 企業 きぎょう 道德 どうとく 、人權 じんけん 及環境 かんきょう 生態 せいたい 問題 もんだい 成 なり 為 ため 廣 こう 受關注 ちゅう 的 てき 議題 ぎだい 。[35] [36] [37] [38] 雖然鈳鉭鐵 てつ 礦開採 と 對 たい 剛 つよし 果 はて 經濟 けいざい 十 じゅう 分 ふん 重要 じゅうよう ,但 ただし 是 ぜ 剛 つよし 果 はて 的 てき 鉭產量 りょう 卻只是 ぜ 世界 せかい 總 そう 產 さん 量的 りょうてき 很少一部 いちぶ 份。根據 こんきょ 美國 びくに 地質 ちしつ 調 ちょう 查局的 まと 年 ねん 報告 ほうこく ,該地區 ちく 的 てき 鉭產量 りょう 在 ざい 2002至 いたり 2006年 ねん 期間 きかん 佔了不 ふ 到 いた 世界 せかい 總量 そうりょう 的 てき 1%,在 ざい 2000及2008年 ねん 也只達 たち 到 いた 10%。[29]
根據 こんきょ 目前 もくぜん 的 てき 趨勢 すうせい 預 あずか 測 はか ,所有 しょゆう 鉭資源 げん 在 ざい 50年 ねん 以內會 かい 消耗 しょうもう 殆盡,因 いん 此急需加大 だい 回收 かいしゅう 再 さい 用 よう 。[39]
截止2012年 ねん 的 てき 鉭生產 せいさん 趨勢 すうせい [40]
鉭從鉭鐵礦 中 なか 的 てき 萃取過程 かてい 有 ゆう 多 た 個 こ 步 ふ 驟。首 くび 先 さき 原石 げんせき 在 ざい 壓碎 あっさい 後 ご 經 けい 重力 じゅうりょく 分離 ぶんり 提 ひさげ 高 だか 鉭礦物的 ぶってき 含量。這一步一般在礦場附近進行。
鉭礦石 せき 一般含有大量鈮元素,因 いん 此兩者 しゃ 都會 とかい 經 けい 提 ひさげ 煉 ねり 後 ご 出 で 售。整 せい 個 こ 濕 しめ 法 ほう 冶金 やきん 過程 かてい 由 よし 淋洗開始 かいし ,礦石浸 ひた 溶在氫氟酸 さん 和 わ 硫酸 りゅうさん 中 ちゅう ,產 さん 生 せい 水溶 すいよう 氫氟化物 ばけもの 。這樣就可以把鉭從各種 かくしゅ 非金屬 ひきんぞく 雜 ざつ 質 しつ 中 ちゅう 分離 ぶんり 出來 でき 。
Ta2 O5 + 14 HF → 2 H2 [TaF7 ] + 5 H2 O
Nb2 O5 + 10 HF → 2 H2 [NbOF5 ] + 3 H2 O
氫氟化 か 鉭和氫氟化 か 鈮可經 けい 溶劑 ようざい 提 ひっさげ 取 ど 法 ほう 從 したがえ 水溶液 すいようえき 中 ちゅう 提 ひっさげ 取 ど 出來 でき ,適用 てきよう 的 てき 有機 ゆうき 溶劑 ようざい 包括 ほうかつ 環 たまき 己 おのれ 酮和 わ 甲 きのえ 基 はじめ 異 い 丁 ちょう 基 はじめ 酮 。這一步會移除各種金屬雜質(如鐵、錳、鈦 、鋯 )的 てき 水溶 すいよう 氟化物 ぶつ 。通過 つうか 調節 ちょうせつ pH值 可 か 將 しょう 鉭從鈮中分離 ぶんり 出來 でき 。鈮在有機 ゆうき 溶劑 ようざい 中 ちゅう 需較高 だか 的 てき 酸度 さんど 才 ざい 可 か 溶解 ようかい ,因 いん 此在酸度 さんど 較低的 てき 環境 かんきょう 下 か 可 か 以輕易 けいい 地 ち 移 うつり 除 じょ 。剩餘 じょうよ 的 てき 純 じゅん 氫氟化 か 鉭溶液 えき 在 ざい 經 けい 氨水 中和 ちゅうわ 之 これ 後 ご ,會 かい 形成 けいせい 氫氧化 か 鉭(Ta(OH)5 ),煅燒 後產 あとざん 生 せい 五 ご 氧化二 に 鉭 (Ta2 O5 )。[41]
H2 [TaF7 ] + 5 H2 O + 7 NH3 → Ta(OH)5 + 7 NH4 F
2 Ta(OH)5 → Ta2 O5 + 5 H2 O
氫氟化 か 鉭還可 か 以與氟化鉀 反應 はんのう 形成 けいせい 七氟鉭酸鉀 (K2 [TaF7 ])
H2 [TaF7 ] + 2 KF → K2 [TaF7 ] + 2 HF
它與鈉 在 ざい 800 °C左右 さゆう 的 てき 熔融 ようゆう 鹽中 しおなか 會 かい 發生 はっせい 還 かえ 原 げん 反應 はんのう ,從 したがえ 而製成 なり 鉭金屬 ぞく 。[42]
K2 [TaF7 ] + 5 Na → Ta + 5 NaF + 2 KF
更 さら 早期 そうき 的 てき 一種分離方法在氫氟化物混合溶液中加入氟化鉀,這種過程 かてい 叫 さけべ 做德馬 ば 里 さと 尼 あま 亞 あ 過程 かてい 。
H2 [TaF7 ] + 2 KF → K2 [TaF7 ] + 2 HF
H2 [NbOF5 ] + 2 KF → K2 [NbOF5 ] + 2 HF
這樣產 さん 生 せい 的 てき K2 [TaF7 ]和 わ K2 [NbOF5 ]具有 ぐゆう 不同 ふどう 的 てき 水溶 すいよう 性 せい ,所以 ゆえん 能 のう 利用 りよう 分離 ぶんり 結晶 けっしょう 法 ほう 分 ぶん 開 ひらき 。
鉭的電解 でんかい 提 ひさげ 煉 ねり 方法 ほうほう 與 あずか 霍爾-埃 ほこり 魯電解 でんかい 煉 ねり 鋁法 相似 そうじ 。與 あずか 其不同 ふどう 的 てき 是 ぜ ,鉭的電解 でんかい 提 ひさげ 煉 ねり 法的 ほうてき 起 おこり 始 はじめ 氧化物 ぶつ 和 わ 金屬 きんぞく 產物 さんぶつ 都 と 不 ふ 是 ぜ 液 えき 態 たい ,而是固 かた 態 たい 粉末 ふんまつ 。這一方法 ほうほう 由 ゆかり 劍 けん 橋 きょう 大學 だいがく 科學 かがく 家 か 於1997年 ねん 發現 はつげん 。他 た 們將少量 しょうりょう 金屬 きんぞく 氧化物置 ものおき 於熔融 ようゆう 鹽 しお 中 ちゅう ,並 なみ 用 よう 電流 でんりゅう 對 たい 其進行 しんこう 還 かえ 原 はら 。陰極 いんきょく 是 ぜ 金屬 きんぞく 氧化物的 ぶってき 粉末 ふんまつ ,而陽極 ようきょく 則 そく 由 よし 碳組成 そせい 。電解 でんかい 質 しつ 是 ぜ 處 しょ 於1000 °C的 てき 熔融 ようゆう 鹽 しお 。首 くび 個利 こり 用 よう 這種方法 ほうほう 的 てき 精煉 せいれん 廠 しょう 可 か 產出 さんしゅつ 全 ぜん 球 たま 鉭需求 もとめ 量的 りょうてき 3至 いたり 4%。[43]
鉭的焊接 必須 ひっす 在 ざい 氬 氣 き 或 ある 氦 氣 き 等 とう 惰性 だせい 環境 かんきょう 下 か 進行 しんこう ,以避免 めん 空氣 くうき 中 ちゅう 其他氣體 きたい 對 たい 其造成 ぞうせい 污染。鉭不可 ふか 軟焊,也很難 なん 磨 すり 碎,特別 とくべつ 是 ぜ 已 やめ 退 すさ 火 ひ 的 てき 鉭金屬 ぞく 。已 やめ 退 ずさ 火 ひ 的 てき 鉭可延 のべ 展性 てんせい 極 きょく 高 だか ,能 のう 輕易 けいい 製 せい 成 なり 薄片 はくへん 。[44]
鉭電解 でんかい 電 でん 容 よう
鉭的最大 さいだい 應用 おうよう 是 ぜ 用 よう 鉭粉末 まつ 製 せい 成 なり 的 てき 電子 でんし 元 もと 件 けん ,以電 でん 容器 ようき 和 かず 大功 たいこう 率 りつ 電 でん 阻器為 ため 主 ぬし 。鉭電解 でんかい 電 でん 容 よう 利用 りよう 鉭能夠形成 けいせい 氧化物 ぶつ 保護 ほご 層 そう 的 てき 原理 げんり ,以壓製 せい 成 なり 圓 えん 球狀 きゅうじょう 的 てき 鉭粉末 まつ 作為 さくい 其中一塊 ひとかたまり 「偏 へん 板 ばん 」,以其氧化物 ぶつ 作為 さくい 介 かい 電 でん 質 しつ ,並 なみ 以電解 でんかい 質 しつ 溶液 ようえき 或 ある 固體 こたい 導 しるべ 電 でん 體 からだ 作為 さくい 另一塊 ひとかたまり 「偏 へん 板 ばん 」。由 よし 於介 かい 電 でん 質 しつ 層 そう 非常 ひじょう 薄 うす ,所以 ゆえん 每 ごと 單位 たんい 體積 たいせき 內能夠達到 いた 很高的 てき 電 でん 容 よう 。這樣的 てき 電 でん 容器 ようき 體積 たいせき 小 しょう 、重量 じゅうりょう 輕 けい ,很適用 てきよう 於作為 さくい 手提 てさげ 電話 でんわ 、電腦 でんのう 以及汽車 きしゃ 內的電子 でんし 元 もと 件 けん 。[45]
鉭可用 よう 來 らい 製造 せいぞう 各種 かくしゅ 熔點高 だか 的 てき 可 か 延 のべ 展 てん 合金 ごうきん 。這些合金 ごうきん 可 か 作為 さくい 超 ちょう 硬 かた 金屬 きんぞく 加工 かこう 工具 こうぐ 的 てき 材料 ざいりょう ,以及製造 せいぞう 高溫 こうおん 合金 ごうきん ,用 よう 於噴射 ふんしゃ 引擎 、化學 かがく 實驗 じっけん 器材 きざい 、核 かく 反應 はんのう 爐 ろ 以及導 しるべ 彈 だん 當 とう 中 なか 。[45] [46] 鉭具有 ぐゆう 高 だか 可 か 延 のべ 展性 てんせい ,能 のう 夠拉伸 しん 成 なり 絲 いと 。這些鉭絲被 ひ 用 よう 於氣化 か 各種 かくしゅ 金屬 きんぞく ,如鋁 。鉭可以抵禦生物 せいぶつ 體液 たいえき 的 てき 侵蝕 しんしょく ,又 また 不 ふ 會 かい 刺激 しげき 組織 そしき ,所以 ゆえん 被 ひ 廣 こう 泛用來 らい 製造 せいぞう 手術 しゅじゅつ 工具 こうぐ 和 かず 植 しょく 入 にゅう 體 からだ 。例 れい 如,鉭可以直接 ちょくせつ 與 あずか 硬 かた 組織 そしき 成 なり 鍵 かぎ ,因 いん 此不少 しょう 骨骼 こっかく 植 うえ 入物 いれもの 都 と 有 ゆう 多孔 たこう 鉭塗層 そう 。[47]
除 じょ 了 りょう 氫氟酸 さん 和 わ 熱 ねつ 硫酸 りゅうさん 之 これ 外 がい ,鉭能抵抗 ていこう 幾 いく 乎所有 しょゆう 酸 さん 的 てき 腐蝕 ふしょく 。因 よし 此鉭可 か 以作化學 かがく 反應 はんのう 容器 ようき 以及腐蝕 ふしょく 性 せい 液體 えきたい 導管 どうかん 的 てき 材料 ざいりょう 。氫氯酸 さん 加熱 かねつ 過程 かてい 所用 しょよう 的 てき 熱 ねつ 交換 こうかん 線 せん 圈 けん 就是鉭製的 てき 。[48] 特高 とっこう 頻 しき 無線 むせん 電 でん 發射 はっしゃ 器 き 電子 でんし 管 かん 的 てき 生產 せいさん 用 よう 到 いた 大量 たいりょう 的 てき 鉭,鉭可以捕獲 ほかく 電子 でんし 管 かん 中 ちゅう 的 てき 氧和氮,分別 ふんべつ 形成 けいせい 氧化物 ぶつ 和 わ 氮化物 ぶつ ,從 したがえ 而保持 ほじ 所 しょ 需的高 だか 真空 しんくう 狀態 じょうたい 。[18] [48]
鉭的熔點高 だか ,且能抵禦氧化,所以 ゆえん 可 か 作 さく 真空 しんくう 爐 ろ 部 ぶ 件 けん 的 てき 材料 ざいりょう 。許多 きょた 抗 こう 腐蝕 ふしょく 部 ぶ 件 けん 都 と 需要 じゅよう 用 よう 到 いた 鉭,包括 ほうかつ 熱 ねつ 電 でん 偶套管 かん 、閥 ばつ 體 たい 和 わ 扣件等 とう 等 とう 。由 よし 於鉭的 てき 密度 みつど 很高,所以 ゆえん 錐 きり 形 がた 裝 そう 藥 やく 和 わ 爆 ばく 炸成形 せいけい 彈頭 だんとう 內層都 と 可用 かよう 鉭製成 なり 。[49] 鉭可以大大 だい 提 ひさげ 升 ます 錐 きり 形 がた 裝 そう 藥 やく 的 てき 裝甲 そうこう 穿 ほじ 透 とおる 能力 のうりょく 。[50] [51] 氧化鉭可用 よう 來 らい 製造 せいぞう 高 だか 折 おり 射 しゃ 率 りつ 相 そう 機 き 鏡 かがみ 片 へん 玻璃 はり 。
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