Tantal

Tantal hat eine breite Palette von Eigenschaften und Anwendungen in seinen verschiedenen Formen. Von weich bis spröde, von Folie bis Pulver ist dieses vielseitige und seltene Element verständlicherweise sehr gefragt.

Tantal ist ein hartes, dunkelblau-grau gefärbtes Übergangsmetall. Dies sind Elemente, die alle aufgrund der Anzahl der Elektronen auf der d-Schale ihrer Atome bestimmte charakteristische Eigenschaften aufweisen, was sie zu guten Wärme- und Stromleitern macht.

Tantal wird heute am häufigsten in elektronischen Bauteilen, insbesondere Kondensatoren, verwendet. Dies ist hauptsächlich auf seine Fähigkeit zurückzuführen, bei elektrochemischen Prozessen eine sehr dünne Oxidoberflächenschicht oder eine „dielektrische Schicht“ bereitzustellen. Diese Schicht ist dünner als andere Metalle wie Aluminium, wodurch sie viel leichter ist. Dadurch können erhebliche Gewichtseinsparungen erzielt werden, was Tantal zu einer sehr geeigneten Wahl für den Einsatz in mobilen Technologien und in der Elektronik macht.

Es ist auch eines der feuerfesten Metalle, die für ihren festen Zustand bei Raumtemperatur (mit Ausnahme von Quecksilber) und Schmelzpunkte über 2000 Grad Celsius bekannt sind. Tantal hat einen Schmelzpunkt von 3017 Grad Celsius und einen Siedepunkt von 5458 Grad Celsius, höher als Kupfer und Nickel, aber niedriger als Wolfram und Rhenium.

Tantal ist aufgrund eines Oxidfilms auf seiner Oberfläche nahezu unempfindlich gegen Verschleiß und Korrosion.

Das keramische Tantalcarbid ist eine extrem harte Verbindung, die häufig zum Schneiden von Werkzeugen verwendet wird. In vielen Fällen wird es gegenüber Wolframcarbid bevorzugt verwendet.

Eines der härtesten Keramikmaterialien, das bisher hergestellt wurde, ist Tantalcarbid-Graphit.

Die duktilen Eigenschaften von Tantal in seiner reinen Form machen es perfekt zum Herausziehen in sehr feine Drahtfilamente, die zum Verdampfen von Metallen wie Aluminium verwendet werden können.

Zusammen mit dem Element Niob wird Tantal als billigerer Ersatz für Platin verwendet, eines der teuersten Elemente der Welt. Trotz seiner Verwendung als Ersatz für Platin ist Tantal fünfzehnmal weniger häufig als Gold und macht lediglich 1,5 × 10−4% der Erdkruste aus. Ähnlich wie Platin - und vor allem, warum es als Ersatz verwendet wird - wird Tantal von den meisten Säuren, einschließlich Königswasser, nicht beeinflusst. Es löst sich jedoch mit Flusssäure. Aufgrund seiner hohen Säuretoleranz ist Tantal ein ideales Material für Laborgefäße und -rohre, die zum Transport ätzender Flüssigkeiten benötigt werden.

In seiner Rolle als Ersatzelement wird Tantal üblicherweise für medizinische Zwecke wie Laborgeräte und Zahnmedizin verwendet. Dies kann von Gefäßen und Tabletts bis hin zu Pinzetten und Utensilien variieren. Da das Element auch sehr säurebeständig und für den Menschen nicht reizend ist, wird es bei medizinischen Implantaten und bei der Knochenreparatur verwendet.

1802 vom schwedischen Chemiker Anders Ekeberg erstmals gefunden, folgten jahrelange Debatten zwischen Wissenschaftlern darüber, ob es sich um ein neues Element handelt oder tatsächlich um dasselbe wie Niob. 1866 wurde schließlich festgestellt, dass Tantal ein eigenständiges Element ist, obwohl es Niob sehr ähnlich ist. Tantal wurde erst 1907 von von Bolton, einem deutschen Chemiker und Materialwissenschaftler, in seiner ersten relativ reinen Form gewonnen.

Tantal wird heute in vielen modernen Produkten verwendet - insbesondere in Kondensatoren und Hochleistungswiderständen in Technologien wie Videospielstationen, DVD-Playern, Computern und Mobiltelefonen.