Танталовый прокат

Танталовый прокат: марки, формы поставки, характеристики и применение

Танталовый прокат — группа полуфабрикатов из тантала и его сплавов, применяемых в электронике, химическом машиностроении, медицине и атомной энергетике. Тантал (Ta, атомный номер 73) относится к тугоплавким металлам с температурой плавления 3017°C и плотностью 16,65 г/см³. Несмотря на высокую твёрдость, металл отличается пластичностью, сравнимой с золотом, что позволяет получать фольгу толщиной в сотые доли миллиметра и проволоку минимальных диаметров.

Основные марки тантала и танталовых сплавов

Промышленность выпускает несколько марок тантала, различающихся чистотой и легирующими добавками. Выбор марки определяется условиями эксплуатации конечного изделия.

Марка ТВЧ — тантал высокой чистоты

Тантал марки ТВЧ (тантал высокой чистоты) — наиболее востребованный материал с содержанием основного металла не менее 99,9%. Химический состав регламентируется ТУ 95.353-75. Допустимые примеси: ниобий — до 0,5%, молибден — до 0,15%, вольфрам — до 0,1%, кремний — до 0,006%, железо, углерод, азот — не более 0,01% каждого элемента, кислород — до 0,025%, водород — до 0,001%.

Марка ТВЧ-1 — модификация с аналогичной чистотой, но с дополнительными требованиями к механическим свойствам. Материал применяется в электровакуумной технике, производстве конденсаторов и химической аппаратуры.

Марка Т — технический тантал

Тантал марки Т содержит не менее 99,37% основного металла. Основная примесь — ниобий (около 0,5%). Материал используется там, где допускается меньшая чистота: в химическом машиностроении, для изготовления нагревателей и экранов вакуумных печей.

Сплав ТаВ-10 — тантал-вольфрамовый сплав

Сплав ТаВ-10 (также обозначается ТВ-10, Ta90W10) содержит 9–11% вольфрама, остальное — тантал и незначительное количество примесей. Производство регламентируется ТУ 48-4-311-74. Добавка вольфрама повышает температуру плавления сплава и механическую прочность при сохранении пластичности и коррозионной стойкости.

Рабочая температура изделий из ТаВ-10 достигает 2500–2700°C. Сплав применяется для изготовления нагревателей, тиглей для плавки редкоземельных металлов (скандия, иттрия), теплообменников ядерно-энергетических установок.

Марки ЭЛП — тантал электроннолучевой плавки

Марки ЭЛП-1, ЭЛП-3 — тантал, полученный методом электроннолучевой плавки в вакууме. Технология обеспечивает высокую чистоту за счёт удаления газовых примесей (кислород, азот, водород), негативно влияющих на пластичность металла.

Физические и механические свойства тантала

Тантал обладает уникальным сочетанием свойств, определяющих его промышленную ценность:

Тантал — эффективный геттер (газопоглотитель): при 800°C способен поглотить до 740 объёмов газа. Это свойство используется в вакуумной технике. Металл устойчив к действию большинства кислот, включая соляную, серную, азотную и фосфорную любой концентрации. Не растворяется в царской водке. Растворим только в смеси плавиковой и азотной кислот.

Формы поставки танталового проката

Танталовый прокат выпускается в различных формах, каждая из которых предназначена для определённых областей применения. Продукция часто изготавливается методами порошковой металлургии с последующей деформационной обработкой (ковка, прокатка, волочение).

Танталовые листы и пластины

Танталовые листы производятся методом горячей или холодной прокатки из штабиков, полученных порошковой металлургией. Характеристики по ОСТ 88.0.021.228 и ТУ 95.311-82:

• Толщина: от 0,1 до 5 мм
• Ширина: 50–800 мм
• Длина: 500–2000 мм (мерная и немерная)

Листовой прокат применяется в химическом машиностроении для футеровки реакторов, в металлургии — как тигельный материал, в медицине — для изготовления имплантатов. Подробнее о характеристиках — на странице танталовый лист.

Танталовая фольга и лента

Фольга — тонколистовой прокат толщиной менее 0,1 мм. Лента — прокат толщиной 0,1–2 мм в рулонах. Производство регламентируется ТУ 95.311-82, ТУ 48-19-258-77 и ГОСТ 15515-70.

• Толщина фольги: 0,01–0,1 мм
• Толщина ленты: 0,1–2 мм
• Ширина: 20–400 мм
• Поставка: отрезками или в рулонах

Фольга применяется в производстве электролитических конденсаторов, электровакуумных приборов, как заменитель платины в лабораторном оборудовании. Информация о размерах и ценах — танталовая фольга.

Танталовые прутки и штабики

Прутки — полуфабрикаты круглого, квадратного или шестигранного сечения, полученные ковкой или прокаткой. Штабики — заготовки, спрессованные из порошка и спечённые в вакууме. Нормативные документы: ТУ 11-78 СУ0.021.041, ТУ 1875-435-00196109-02, ТУ 95-2817-2002.

• Диаметр прутков: 6–60 мм
• Длина: 100–4000 мм

Прутки используются для изготовления деталей методом механической обработки, как анодные мишени рентгеновских трубок, для производства крепежа. Ассортимент представлен на странице танталовый пруток.

Танталовая проволока

Проволока получается методом волочения из прутков. Производство регламентируется ТУ 95.353-75 и ТУ 11-77 СУ0.021.032.

• Диаметр: 0,05–4 мм
• Марки: ТВЧ, ТВЧ-1, Т
• Поставка: отожжённая или неотожжённая

Танталовая проволока применяется в криотронах (сверхпроводящих переключателях), для изготовления нагревательных элементов вакуумных печей, в качестве хирургического шовного материала.

Танталовые трубы и капилляры

Трубы бесшовные холоднодеформированные производятся по ТУ 14-224-118-87. Различают два типа: капилляры (трубки малого диаметра) и толстостенные трубы.

• Наружный диаметр: от 2 мм (капилляры) до 21 мм и более
• Толщина стенки: от 0,05 мм
• Марки: ТВЧ, ЭЛП-1, ЭЛП-3

Трубный прокат применяется в химической промышленности для транспортировки агрессивных сред, в теплообменном оборудовании, электровакуумных приборах. Подробнее — танталовые трубы.

Танталовый порошок

Порошок — исходный материал для производства проката методом порошковой металлургии и для изготовления танталовых конденсаторов. Гранулометрический состав определяется требованиями заказчика.

Применение: производство электролитических конденсаторов высокой удельной ёмкости, изготовление штабиков и слитков методом спекания, добавка в твёрдые сплавы. Информация о порошке — танталовый порошок.

Танталовые слитки

Слитки получают вакуумно-дуговой, плазменной или электроннолучевой плавкой из спечённых штабиков. Являются исходным материалом для производства деформированного проката.

Типичные размеры слитков: диаметр 60–235 мм, длина 250–1500 мм. Продукция представлена на странице слиток танталовый.

Специальные изделия из тантала

Помимо стандартного проката выпускаются:

• Тигли танталовые — для плавки редкоземельных металлов (скандия, иттрия) и других материалов. Подробнее — танталовые тигли.
• Диски (мишени) — для нанесения тонкоплёночных покрытий методом магнетронного распыления.
• Лодочки — для испарения материалов в вакуумных установках.

Применение танталового проката в промышленности

Электроника и радиотехника

Основное применение тантала — производство электролитических конденсаторов. Оксид тантала (Ta₂O₅) обладает высокой диэлектрической проницаемостью, что позволяет создавать конденсаторы большой ёмкости в миниатюрном корпусе. Танталовые конденсаторы используются в мобильных телефонах, компьютерах, автомобильной электронике.

Танталовая проволока применяется в нитях накаливания, прямонакальных катодах электровакуумных приборов, криотронах — сверхпроводящих переключателях вычислительной техники.

Химическая промышленность

Благодаря исключительной коррозионной стойкости танталовый прокат используется для футеровки реакторов, изготовления теплообменников, трубопроводов, фильтрующих элементов. Тантал устойчив к соляной, серной, азотной и фосфорной кислотам любой концентрации.

Танталовые листы применяются для облицовки аппаратов в производстве особо чистых химических реактивов, где недопустимо загрязнение продукта.

Медицина и хирургия

Тантал обладает полной биологической совместимостью — не вызывает отторжения тканями организма, не провоцирует воспалительных реакций. Из танталовой проволоки изготавливают хирургические нити для скрепления костей, соединения сухожилий, мышц и нервов.

Танталовые имплантаты применяются в травматологии и ортопедии: пластины для остеосинтеза, сетки для пластики грыж, элементы протезов суставов. Материал рентгеноконтрастен, что позволяет контролировать положение имплантата.

Танталовые скрепки (П-образные скобы из тантала) используются с полуавтоматическими хирургическими сшивателями для наложения механического шва.

Атомная энергетика

Тантал устойчив к воздействию жидких щелочных металлов (натрий, калий, цезий), что делает его незаменимым материалом для теплообменников ядерно-энергетических установок. Сплав ТаВ-10 применяется в оборудовании, работающем с перегретыми парами цезия.

Металлургия и машиностроение

Карбид тантала (TaC) с температурой плавления 3880°C входит в состав твёрдых сплавов марок ТТ (карбид вольфрама + карбид тантала). Такие сплавы применяются для изготовления режущего инструмента, работающего в тяжёлых условиях металлообработки.

Танталовые тигли используются для плавки редкоземельных металлов, где применение керамических тиглей невозможно из-за загрязнения расплава.

Нормативные документы на танталовый прокат

Производство танталового проката регламентируется техническими условиями и отраслевыми стандартами:

Условия хранения и транспортировки

Танталовый прокат хранится в крытых складских помещениях, защищённых от атмосферных осадков и прямых солнечных лучей. Продукция должна быть защищена от механических повреждений и загрязнений.

При нагреве выше 280°C тантал активно окисляется, поэтому термическая обработка (отжиг, сварка) выполняется в вакууме или защитной атмосфере инертного газа (аргон, гелий).

Как заказать танталовый прокат

Для оформления заказа на танталовый прокат укажите в заявке: марку материала, форму поставки (лист, фольга, пруток, проволока, труба), размеры (толщина, ширина, длина, диаметр), требуемое количество. Условия поставки, сроки и цены — по договорённости.

Ассортимент дополнительной продукции представлен в разделе танталовый сплав. Вся продукция сопровождается сертификатами качества с указанием химического состава и механических свойств.