شريط رقائق التنتالوم ورقة التنتالوم

الخصائص الفيزيائية

1. نقطة انصهار عالية: يتمتع التنتالوم بدرجة انصهار عالية بشكل استثنائي تبلغ حوالي 3017 درجة مئوية (5463 درجة فهرنهايت)، مما يجعله مثاليًا للاستخدام في التطبيقات ذات درجات الحرارة العالية حيث يمكن أن تذوب أو تتحلل المعادن الأقل درجة. هذه الخاصية ضرورية لاستخدامه في صناعات الطيران وتوليد الطاقة.
2. الكثافة: يتميز بكثافة عالية تبلغ 16.65 جم/سم مكعب، وهي كثافة تضاهي كثافة اليورانيوم والذهب. وتجعل هذه الكثافة العالية صفائح وألواح التنتالوم قوية ومتينة بشكل خاص، وهي مثالية لإنتاج أجزاء شديدة التحمل ذات أبعاد مضغوطة نسبياً.
3. ليونة: يتميز التنتالوم بقابلية عالية للسحب، مما يسمح بسحبه إلى أسلاك دقيقة أو تمديده إلى رقائق رقيقة دون أن يتكسر. وتسهل هذه الليونة تصنيع رقائق التنتالوم المستخدمة في المكثفات والمكونات الإلكترونية الأخرى.

الخواص الميكانيكية

1. قوة الشد: تبلغ قوة الشد في التنتالوم النقي حوالي 180 ميجا باسكال، ولكن يمكن أن تزيد هذه القوة بشكل كبير عند خلطه مع معادن أخرى مثل التنغستن أو النيوبيوم. صُممت سبائك التنتالوم لامتلاك قوة شد تصل إلى 1000 ميجا باسكال، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات القصوى.
2. الصلادة: على مقياس موس لصلابة المعادن، يسجل التنتالوم ما بين 6 و6.5، مما يجعله مماثلاً للتيتانيوم وأكثر ليونة من المعادن الصلبة الشائعة مثل التنغستن. ومع ذلك، يمكن أن تصل صلابته على مقياس فيكرز إلى حوالي 200 HV، مما يشير إلى ملاءمته في التطبيقات المقاومة للتآكل.
3. معامل المرونة: يبلغ معامل مرونة التنتالوم حوالي 186 جيجا باسكال، وهو أقل من معامل مرونة العديد من أنواع الفولاذ، ولكنه يشير إلى صلابة جيدة ومقاومة للتشوه تحت الضغط.

الخواص الكيميائية

1. مقاومة التآكل: من أبرز ميزات التنتالوم هي مقاومته الممتازة للتآكل؛ فهو لا يتفاعل مع حمض الهيدروكلوريك أو حمض النيتريك المركز أو حتى مع حمض النيتريك المائي في الظروف العادية. هذه المقاومة تجعله مثاليًا لأوعية التفاعل الكيميائي والمبادلات الحرارية وغيرها من المعدات المعرضة للبيئات العدوانية.
2. التفاعلية: في درجة حرارة الغرفة، يكون التنتالوم خاملًا تمامًا تقريبًا للهجوم الكيميائي. وهذه الخاصية تجعله مفيداً جداً في التطبيقات التي تتطلب درجة نقاء عالية، مثل إنتاج أشباه الموصلات والمعدات المختبرية.

الخواص الحرارية

1. الموصلية الحرارية: يتمتع التنتالوم بموصلية حرارية تبلغ 54 واط/م كلفن وهي أقل من النحاس ولكنها أعلى من الفولاذ المقاوم للصدأ. ويعني هذا المستوى المعتدل من التوصيل الحراري أنه قادر على تبديد الحرارة بفعالية في تطبيقات مثل خافضات الحرارة الإلكترونية.

معامل التمدد الحراري: إن معامل التمدد الحراري منخفض نسبيًا (6.3 × 10^-6 لكل درجة مئوية)، مما يضمن ثباته في ظل ظروف التدوير الحراري. ويُعد هذا الثبات أمرًا حاسمًا للتطبيقات في مجال الفضاء والإلكترونيات، حيث يجب أن تحافظ المواد على شكلها وحجمها على الرغم من التغيرات الحادة في درجات الحرارة.