tantalio

Tantalio

n°7

Introducción
El tantalio es un metal refractario con una densidad (16.654 g/cm3) por sobre el doble de la del acero.
Descubierto en 1802 por Ekeberg en Suecia, fue
durante mucho tiempo confundido con otro metal muy similar llamado Niobio hasta que en 1844 Rowe y en 1866
Marignac, demostraron su diferencia. Sólo en 1903, Bolton
logró obtenerlo puro y dúctil.
Es un metalgris, de gran dureza y alto punto de
fusión (2996ºC, superado sólo por el tungsteno y el rhenio),
por lo que fue utilizado durante un tiempo como filamento
de ampolleta, antes de ser desplazado por el tungsteno.
Se encuentra en el mineral Colombita-Tantalita, principalmente en Australia, Brasil, Portugal, Zaire y Canadá,
entre otros, acompañado siempre del niobio.
Su obtención y separación delniobio es difícil, pero
posible por extracción con solvente desde una disolución
fluorhídrica que contiene ambos metales disueltos. Luego
es convertido a óxido y el metal es obtenido por reducción
con sodio o carbono. La electrólisis de fuoruros fundidos
es también una alternativa.
Posee una altísima resistencia a la corrosión muy
similar a la del vidrio en la mayoría de los ácidos yálcalis
y hasta 150ºC. Es atacado sólo por ácido fluorhídrico,
disoluciones ácidas de fluoruros, trióxido de azufre y ácido sulfúrico fumante.
Es un metal fácil de mecanizar. Es blando, dúctil y
maleable pudiendo fabricarse formas intrincadas. Puede
ser soldado por una serie de técnicas pero siempre bajo
condiciones de atmósfera inerte. Es susceptible a la fragilidad por hidrógeno.
Su costoelevado (100 - 250 US$/libra, según el
producto) limita sus aplicaciones.
Se utiliza en la fabricación de una serie de aleaciones con alto punto de fusión, alta resistencia mecánica,

buena ductilidad etc.
Como carburo de tantalio se usa en
un compósito con grafito, dando un material de alta dureza y alto punto de fusión
(3738ºC).
El 60% de su uso es como óxido en
la fabricación de capacitorespor sus propiedades dieléctricas. También se usa el
óxido en la fabricación de vidrios para lentes ópticos.
Como metal se usa en equipos para
procesos químicos, reactores nucleares,
y partes de aviones y misiles.
Es totalmente biocompatible y resistente a los fluidos biológicos, por lo que
es usado en equipos quirúrgicos.

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Propiedades
Propiedades físicas

Resistencia a la corrosión

El uso de tantalio en equipos para la
industria de procesos químicos no es
por suspropiedades físicas que son
más bién promedio y comparables a
las de los aceros inoxidables y aleaciones de aluminio: tensión de ruptura
S= 35-45 ksi, límite elástico Y= 20-30
ksi, elongación 32%, módulo elástico
27 x 106 psi, dureza 25-65 HRB. Las
propiedades mecánicas pueden ser
mejoradas al ser aleado con algunos
elementos similares (el tantalio sólo se
alea con Ti, Zr, Hf, Mo, Nb y W). Unaaleación con 2.5% de W tiene los siguientes parámetros mecánicos: tensión de ruptura S= 45-55 ksi, límite
elástico Y= 35-45 ksi, elongación 30%,
módulo elástico 27 x 106 psi, dureza
50-80 HRB.
El alto punto de fusión es una ventaja (
2996ºC para tantalio puro, 3014ºC para
aleación con 2.5% W) , mientras que
su alta densidad (16.6 g/cm3) aparece
como una desventaja aunque es la responsable desu buena conductividad
térmica (60 W/mºC) y bajo coeficiente
de expansión 6.5 x 10 -6 /ºC.
Su estructura cristalina de cubo de
cuerpo centrado le da gran ductilidad
permitiendo un forjado en frío con reducciones de hasta 95% sin falla. También puede forjarse en caliente a 450ºC.
El tantalio y sus aleaciones, pueden
ser laminadas, estiradas y extruidas
para obtener todo tipo de formas,...