टैंटलम छड़ें: संक्षारण प्रतिरोध, गुण और औद्योगिक अनुप्रयोग

टैंटलम रॉड क्या है?

टैंटलम एक दुर्दम्य धातु है जिसका परमाणु क्रमांक 73, घनत्व लगभग 16.6 ग्राम/सेमी³ और गलनांक लगभग 3017 डिग्री है। टैंटलम रॉड एक ठोस गोल पट्टी है जो इलेक्ट्रॉन {{4}बीम या वैक्यूम {{5}आर्क के पिघलने के बाद फोर्जिंग, रोलिंग, एनीलिंग और सेंटरलेस ग्राइंडिंग द्वारा निर्मित होती है। धातु कमरे के तापमान पर लचीली रहती है और मशीनें हल्के स्टील की तरह होती हैं, इसलिए छड़ें आगे के गठन के लिए अर्ध-तैयार स्टॉक के रूप में और तैयार इलेक्ट्रोड, फास्टनरों और संक्षारण प्रतिरोधी घटकों के रूप में काम करती हैं। रॉड का व्यास आम तौर पर लगभग 3 मिमी से 100 मिमी तक होता है और लंबाई लगभग 3000 मिमी तक होती है, और दोनों को पूछताछ चरण में तय किया जाता है क्योंकि पिघलने का मार्ग, अंतरालीय सामग्री और सतह खत्म सभी आकार और कर्तव्य के साथ बदलते हैं।

विशिष्ट भौतिक और यांत्रिक गुण

नीचे दिए गए मान वे हैं जिनकी पुष्टि आम तौर पर बिना मिश्रित गढ़ा टैंटलम के निरीक्षण प्रमाणपत्र पर की जाती है।

संपत्ति	विशिष्ट मूल्य
घनत्व	16.6-16.9 ग्राम/सेमी³
गलनांक	लगभग 3017 डिग्री
क्वथनांक	लगभग 5458 डिग्री
ऊष्मीय चालकता	20 डिग्री पर 57.5 डब्लू/(एम·के)।
थर्मल विस्तार का गुणांक	6.3 µm/(m·K), 20-100 डिग्री
विद्युत प्रतिरोधकता	20 डिग्री पर 0.131 µΩ·m
यंग का मापांक	लगभग 186 GPa
तन्य शक्ति, एनील्ड	लगभग 240-350 एमपीए
बढ़ाव, एनील्ड	25–30 %
कठोरता, एनील्ड	लगभग 60-120 एचवी
पुनर्क्रिस्टलीकरण तापमान	लगभग 1000-1300 डिग्री

ग्रेड और विशिष्टताएँ

गढ़ा हुआ टैंटलम रॉड और तार एएसटीएम बी365 का ऑर्डर दिया जाता है, जबकि प्लेट, शीट और स्ट्रिप एएसटीएम बी708 का पालन करते हैं और इम्प्लांट -ग्रेड अनअलॉयड टैंटलम एएसटीएम एफ560 का पालन करते हैं। टंगस्टन मुख्य मिश्रधातु है, जिसे ताकत बढ़ाने और उच्च तापमान सेवा के लिए पुन: क्रिस्टलीकरण तापमान बढ़ाने के लिए जोड़ा जाता है।

सामग्री	संघटन	विशिष्ट उपयोग
यूएनएस R05200	शुद्ध टैंटलम, 99.9% और अधिक	रासायनिक प्रक्रिया उपकरण, इलेक्ट्रोड, लाइनर
यूएनएस R05400	शुद्ध टैंटलम, नियंत्रित अंतरालीय स्तर	संधारित्र तार, स्पटरिंग लक्ष्य
यूएनएस R05252	टा-2.5W	उच्च तापमान वाली सेवा के लिए संरचनात्मक हिस्से
यूएनएस R05255	टा-10W	उच्च तापमान स्प्रिंग्स, रॉकेट हार्डवेयर, लाइनिंग

अंतरालीय तत्व टैंटलम सामग्री के समान ही मायने रखते हैं। ऑक्सीजन, नाइट्रोजन, कार्बन और हाइड्रोजन प्रत्येक ऑर्डरिंग विनिर्देश द्वारा सीमित हैं क्योंकि वे लचीलापन, वेल्डेबिलिटी और तैयार भाग के नमनीयता से -भंगुर संक्रमण को नियंत्रित करते हैं। महत्वपूर्ण सेवा के लिए प्रमाण पत्र में विश्लेषण किए गए ऑक्सीजन और नाइट्रोजन मान, अनाज का आकार और अल्ट्रासोनिक या डाई {{4} प्रवेश परीक्षा के परिणाम, न कि केवल टैंटलम परख, का उल्लेख होना चाहिए।

संक्षारण व्यवहार

टैंटलम ने रासायनिक उद्योग में अपनी स्थिति एक पतली, सुसंगत और स्व-मरम्मत करने वाली ऑक्साइड फिल्म के कारण बनाई है। सामान्य परिस्थितियों में धातु पर हाइड्रोक्लोरिक एसिड, नाइट्रिक एसिड या एक्वा रेजिया द्वारा हमला नहीं किया जाता है, और यह क्लोरीन गैस, ब्रोमीन पानी, पतला सल्फ्यूरिक एसिड और अधिकांश क्षारीय समाधानों के प्रति असंवेदनशील है। हमला अनिवार्य रूप से हाइड्रोफ्लोरोइक एसिड, फ्लोराइड - वाले मीडिया और गर्म केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड तक ही सीमित है, जो एक संक्षारण पैटर्न है जो कुछ अन्य धातुओं द्वारा साझा किया जाता है। एक व्यापक रूप से उद्धृत विसर्जन परीक्षण में, पूरे वर्ष के लिए 200 डिग्री पर सल्फ्यूरिक एसिड में रखा गया एक टैंटलम नमूना अपनी सतह से केवल 0.006 मिमी खो गया, जो बताता है कि क्यों टैंटलम लाइनर और बेयॉनेट हीटर एक ही कर्तव्य में परिमाण के क्रम में स्टेनलेस स्टील से आगे निकल जाते हैं।

चारों ओर दो सीमाएँ डिज़ाइन की जानी चाहिए। पहला है हाइड्रोजन: टैंटलम लगभग 250 डिग्री से ऊपर हाइड्रोजन को अवशोषित करना शुरू कर देता है और भंगुर हो जाता है, इसलिए कैथोडिक सुरक्षा, पिकलिंग और किसी भी हाइड्रोजन उत्पन्न करने वाली प्रतिक्रिया की समीक्षा सेवा तापमान के साथ की जानी चाहिए। दूसरा, हवा में लगभग 400 डिग्री से ऊपर ऑक्सीकरण होता है, यही कारण है कि टैंटलम हिस्से जब भी गर्म होते हैं, एनील्ड होते हैं या जुड़े होते हैं तो वैक्यूम या निष्क्रिय वातावरण द्वारा संरक्षित होते हैं।

रासायनिक, इलेक्ट्रॉनिक और ऊर्जा संयंत्र में अनुप्रयोग

रासायनिक प्रक्रिया उपकरण:हीट एक्सचेंजर्स, कॉलम और रिएक्टर लाइनर, थर्मोवेल्स, बेयोनेट हीटर, ऑरिफिस प्लेट्स और वाल्व ट्रिम, स्टेनलेस स्टील की जगह जहां एसिड ड्यूटी आक्रामक है।

इलेक्ट्रॉनिक्स:कैपेसिटर एनोड तार और टैंटलम पाउडर से बने सिंटेड एनोड, साथ ही टैंटलम और टैंटलम -नाइट्राइड फिल्में अर्धचालक निर्माण में प्रसार बाधाओं के रूप में उपयोग की जाती हैं।

स्पटरिंग लक्ष्य:फ़्लैट{0}पैनल, ऑप्टिकल और हार्ड{{1}कोटिंग लाइनों के लिए समतलीय और रोटरी लक्ष्य।

सुपरअलॉय और स्टील्स:टैंटलम को जेट इंजन और रॉकेट घटकों के लिए निकल - और कोबाल्ट - बेस सुपरअलॉय और संक्षारण प्रतिरोधी और गर्मी प्रतिरोधी स्टील्स में मिलाया जाता है।

सीमेंटेड कार्बाइड:टैंटलम कार्बाइड का उपयोग टंगस्टन कार्बाइड के साथ गर्म कठोरता बढ़ाने और काटने वाले उपकरणों पर क्रेटर घिसाव को रोकने के लिए किया जाता है।

चिकित्सीय प्रत्यारोपण:ASTM F560 के लिए बिना मिश्रित टैंटलम रॉड को छिद्रपूर्ण और ठोस प्रत्यारोपण घटकों में मशीनीकृत किया जाता है, जहां इसकी जैव अनुकूलता और रेडियोपेसिटी को महत्व दिया जाता है।

गैर-चुंबकीय असेंबलियाँ:टैंटलम -टंगस्टन मिश्र धातुओं का उपयोग विद्युत उपकरणों में किया जाता है जहां चुंबकीय प्रतिक्रिया से बचा जाना चाहिए।

आदेश देना, निरीक्षण करना और संभालना बिंदु

खरीदारों को उत्पादन शुरू होने से पहले सामग्री ग्रेड, नियामक मानक, सहनशीलता के साथ व्यास और लंबाई, सीधापन, सतह की स्थिति और एनील्ड या -तैयार तापमान तय करना चाहिए। विशिष्ट स्वीकृति परीक्षण में रासायनिक विश्लेषण, तन्यता परीक्षण, कठोरता और, बड़े व्यास के लिए, आंतरिक दोषों के लिए अल्ट्रासोनिक निरीक्षण शामिल है। टैंटलम रॉड की आपूर्ति आम तौर पर सीलबंद, सूखी पैकिंग में की जाती है क्योंकि परिवहन के दौरान सतह का संदूषण बाद की वेल्डिंग को प्रभावित कर सकता है। ऑफकट्स पूरी तरह से पुनर्नवीनीकरण योग्य हैं, और एक दस्तावेजित स्क्रैप वापसी मार्ग उच्च मूल्य वाली परियोजनाओं पर सामग्री लागत को नियंत्रण में रखता है।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्नों

प्रश्न: एसिड प्लांट के लिए स्टेनलेस स्टील के बजाय टैंटलम को क्यों चुना जाता है?
क्योंकि यह हाइड्रोक्लोरिक, नाइट्रिक और तनु सल्फ्यूरिक एसिड और परिवेश और मध्यम तापमान पर एक्वा रेजिया के लिए निष्क्रिय है, जबकि स्टेनलेस स्टील में गड्ढा या तनावग्रस्त दरार पड़ जाएगी, इसलिए एक ही घटक कई गुना अधिक समय तक चल सकता है।

प्रश्न: टैंटलम का गलनांक और घनत्व क्या है?
गलनांक के लिए लगभग 3017 डिग्री और घनत्व के लिए 16.6 से 16.9 ग्राम/सेमी³, जो टैंटलम को टंगस्टन और मोलिब्डेनम के साथ भारी दुर्दम्य धातुओं में रखता है।

प्रश्न: कौन से रसायन वास्तव में टैंटलम पर हमला करते हैं?
हाइड्रोफ्लोरोइक एसिड और फ्लोराइड-युक्त घोल, गर्म सांद्र सल्फ्यूरिक एसिड और उच्च तापमान पर अत्यधिक क्षारीय मीडिया; ये ऐसे मामले हैं जहां वैकल्पिक सामग्री का चयन किया जाना चाहिए।

प्रश्न: टैंटलम रॉड कवर के लिए मानक क्या है?
एएसटीएम बी365 रॉड और तार को मिश्रधातु और टैंटलम {{1}टंगस्टन ग्रेड में कवर करता है, रसायन विज्ञान, यांत्रिक गुणों, सहनशीलता, सतह खत्म और परीक्षणों को निर्दिष्ट करता है जिन्हें प्रमाणपत्र पर रिपोर्ट किया जाना चाहिए।

प्रश्न: टैंटलम रॉड को कैसे मशीनीकृत और वेल्ड किया जाना चाहिए?
यह तेज़, सकारात्मक रेक टूलींग और उदार शीतलक के साथ हल्के स्टील की तरह मशीन करता है; ऑक्सीजन और नाइट्रोजन के उठाव को कम रखने के लिए निष्क्रिय या निर्वात वातावरण में टीआईजी या इलेक्ट्रॉन बीम द्वारा वेल्डिंग की जाती है।

प्रश्न: क्या टैंटलम मिश्र धातु ग्रेड में उपलब्ध है?
हाँ। Ta{3}}2.5W और Ta{4}}10W दो गढ़ा हुआ टैंटलम-टंगस्टन मिश्र धातु हैं, जो उच्च तापमान वाले संरचनात्मक भागों के लिए उच्च शक्ति और उच्च पुनर्संरचना तापमान प्रदान करते हैं।