钽在电子应用 钽的应用领域和用途详细介绍

小编 2024-10-22 电子技术 23 0

钽的应用领域和用途详细介绍

作为稀有贵金属之一,钽相对来说知名度极低且基本上在日常生活中不会接触到,或者说接触到也并不知道这就是钽。今天就给大家介绍下钽的应用领域及用途。

钽具有熔点高、蒸汽压低、冷加工性能好、化学稳定性高、抗液态金属腐蚀能力强、表面氧化膜介电常数大等一系列优异性能。因此,钽在电子、冶金、钢铁、化工、硬质合金、原子能、超导技术、汽车电子、航空航天、医疗卫生和科学研究等高新技术领域有重要应用。

世界上50%-70%的钽以电容器级钽粉和钽丝的形式用于制作钽电容器。由于钽的表面能形成致密稳定、介电强度高的无定形氧化膜,易于准确方便地控制电容器的阳极氧化工艺,同时钽粉烧结块可以在很小的体积内获得很大的表面积,因此钽电容器具有电容量高、漏电流小、等效串联电阻低、高低温特性好、使用寿命长、综合性能优异、其他电容器难以与之媲美,它被广泛用于通讯(交换机、手机、传呼机、传真机等)、计算机、汽车、家用和办公用电器、仪器仪表、航空航天、国防军工等工业和科技部门。所以,钽是一种用途极其广泛的功能材料。

钽的详细用途讲解

1:碳化钽,用于切削工具

2:锂酸钽,用于表面声波、移动电话过滤器、高保真音响和电视

3:氧化钽:用于望远镜、照相机、和移动电话的镜头以及X射线薄膜,喷墨印刷机

4:钽粉,用于电子电路中的钽电容器。

5:钽板,用于化学反应设备如涂层、阀门等

6:钽丝、钽棒,用于修复骷髅板、缝合架等

7:钽锭:用于溅射靶材,高温合金,计算机硬件驱动光盘及TOW-2炸弹成型弹丸

从我们接触的比较多的日常产品来说,钽可用来替代不锈钢,寿命可比不锈钢提高几十倍。此外,在化工、电子、电气等工业中,钽可以取代过去需要由贵重金属铂承担的任务,使所需费用大大降低。

钽资源储量和矿产产量,钽的用途及应用领域

钽资源储量和矿产产量

【在自然界中的存在】

钽是稀有金属,在地壳中的含量为0.0002%,在自然界中常与铌共存。含钽矿物很多,但作为钽矿物(Ta/Nb≥ 1)的却不多,具有工业价值的钽的主要矿物有:钽铁矿[(Fe,Mn)(Ta,Nb)2O6]、重钽铁矿(FeTa2O6)、细晶石[(Na,Ca)Ta2O6(O,OH,F)]和黑稀金矿[(Y,Ca,Ce,U,Th)(Nb,Ta,Ti)2O6]等。 世界上第一,第二大钽矿分别是Wodgina和Greenbushes,均分布在澳大利亚。我国最著名的钽铌矿为江西宜春钽矿,氧化钽储量1.8万吨,氧化铌储量1.5万吨。我国的钽矿主要以低品位的硬岩矿为主,品位在万分之一左右,与澳大利亚万分之三左右的钽矿品位相比,开采成本较高。不过,2015年,江西有色地质勘查局矿勘院详查的横峰县葛源矿区铌钽矿床,经国土部专家认定,达特大型。其中主矿产钽经详查探明储量近3万吨,远景储量可翻一番。2014年1月16日,陕西省地质调查院称首次在陕西东南部发现特大型铌钽矿和铷矿,其中铌钽资源量超过30万吨,为我国钽矿资源储量开发提供了更多资源保障。 钽主要存在于钽铁矿、铌铁矿和钶钽铁矿中,但是除了这些来源外,锡石中以类质同象状态存在的钽,也是重要的钽资源。由于选矿方法很难将钽从锡石中分离出来,在炼锡时他们进入冶金渣。随着钽的矿产资源日益减少和贫化,这种锡渣钽资源逐渐成了钽原料的重要来源,20世纪70~80年代增占钽原料总供应量的70%~80%,90年代仍占50%左右。从中国西南部的广西、云南省经缅甸、印尼、泰国到马来西亚的锡矿带含钽最为丰富,泰国和马来西亚成为钽原料重要的供应国。锡矿中富含钽铌和产含钽锡渣的国家还有澳大利亚、巴西、尼日利亚、玻利维亚等国。随着钽矿产资源的日益减少,钽原料供应的日趋短缺,二次钽资源的利用越来越受到重视。目前二次钽资源的利用数量约占钽原材料总供应量的10%~20%。

【世界钽资源储量分布情况】

钽作为稀有金属,在地球上的资源量较其他金属相比,相对较少,全球已探明钽资源主要分布在澳大利亚和巴西,两国的资源储量足够满足预期需求。仅澳大利亚一国就占全球钽储量近62%之多,其次是巴西,占总量36%。 全球重要钽矿介绍 根据美国地质调查局(USGS)2015年公布的数据,全球钽资源储量逾10万吨,其中澳大利亚6.7万吨,巴西约3.6万吨。美国,布隆迪,加拿大,刚果(金),埃塞俄比亚,莫桑比克,尼日利亚,卢旺达均有钽资源分布,但是具体数量并不确定。另外,根据我国媒体报道,2014、2015年我国分别在陕西(钽铌资源30万吨)和江西(3万吨)发现特大型钽铌矿资源,但该数据可能并未被USGS统计或指标不一致,需注意区分。

【我国钽资源储量及分布情况】

中国钽矿资源分布在13个省区,依次为:江西占25.8%,内蒙古占24.2%,广东占22.6%,三省合计占72.6%,其次湖南占8.6%,广西占5.9%,四川占5.3%,福建占5.1%,湖北占1.2%,五省合计占26.1%,以及新疆、河南、辽宁、黑龙江、山东等5省区合计占1.3%。砂矿储量:钽铁矿矿物主要分布在广东,细晶石矿物分布在湖南和广东,前者占55.5%,后者占44.4%。注:以上数据统计不包括2015年,江西有色地质勘查局矿勘院详查的横峰县葛源矿区铌钽矿床和2014年1月,陕西省地质调查院发现的陕西东南部发现特大型铌钽矿和铷矿。请注意区分。中国钽矿区 江西宜春钽铌矿(我国最大的钽铌选矿厂)、新疆可可托海、阿勒泰等是我国钽矿物原料的主要供应地。宁夏东方钽业是中国最大的生产钽产品的公司。

【全球钽矿产量】

根据USGS2015年公布的数据,2014年全球钽矿产量共计1200吨,比2013年增加了30吨。主产国:卢旺达,巴西,刚果(金),莫桑比克。其中,卢旺达的产量占全球产量的一半。

钽的用途及应用领域

【钽工业流程】

【钽的应用领域】

钽具有熔点高、蒸汽压低、冷加工性能好、化学稳定性高、抗液态金属腐蚀能力强、表面氧化膜介电常数大等一系列优异性能。因此,钽在电子、冶金、钢铁、化工、硬质合金、原子能、超导技术、汽车电子、航空航天、医疗卫生和科学研究等高新技术领域有重要应用。世界上50%-70%的钽以电容器级钽粉和钽丝的形式用于制作钽电容器。由于钽的表面能形成致密稳定、介电强度高的无定形氧化膜,易于准确方便地控制电容器的阳极氧化工艺,同时钽粉烧结块可以在很小的体积内获得很大的表面积,因此钽电容器具有电容量高、漏电流小、等效串联电阻低、高低温特性好、使用寿命长、综合性能优异、其他电容器难以与之媲美,它被广泛用于通讯(交换机、手机、传呼机、传真机等)、计算机、汽车、家用和办公用电器、仪器仪表、航空航天、国防军工等工业和科技部门。所以,钽是一种用途极其广泛的功能材料。

【钽的主要产品】

钽的主要产品和应用介绍

【钽电容】

钽电容是由稀有金属钽加工而成,先把钽磨成微细粉,再与其它的介质一起经烧结而成。目前的工艺有干粉成型法和湿粉成型法两种。钽电容由于金属钽的固有本性,具有稳定好、不随环境的变化而改变、能做到容值很大等特点,在某些方面具有陶瓷电容不可比较的一些特性,因此在很多无法使用陶瓷电容的电路上钽电容被广泛采用。目前全球主要有以下几个品牌的钽电容:AVX、KEMET、VISHAY、NEC,其中AVX和VISHAY的产量最大,而且质量最好。钽电容的分类 钽电容的优缺点 固体钽电容器电性能优良,工作温度范围宽,而且形式多样,体积效率优异: 钽电容的结构 钽电容的工艺流程图 钽电容的应用领域

【钽在合金中的应用】

钽作为合金化元素在钢中的应用还很少。钽与钢中间隙原子如C、N等具有极高的亲和力,而且和它们形成的化合物甚至在高温下也非常稳定。中国科学院金属研究所的学者通过力学性能测试及OM、SEM、TEM的观察,初步研究了钽对Fe-C-Ta合金的强化作用及相关机制。研究结果表明,钽含量从0.027%增加到0.059%时,合金的强度大幅度提高,高钽含量合金的冲击功降低87J,但仍然具有较好的韧性。分析认为,钽在铁基合金中的强化作用表现为固溶强化和析出强化,高钽含量合金在600℃时效1h后,其强度和塑性同时达到最大值,获得了最佳的含钽碳化物的析出强化效果。

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