แทนทาลัม

การค้นพบ

ในปี ค.ศ. 1802 Anders Ekeberg นักเคมีชาวสวีเดนเป็นคนหูหนวกจากการติดเชื้อในวัยเด็ก ได้ค้นพบองค์ประกอบของแร่ใหม่ที่ไม่มีใครเคยรู้จัก คือแทนทาลัม Ekeberg พบว่าออกไซด์แทนทาลัมไม่ละลายในกรดหลังจากการศึกษาตัวอย่างแร่ที่ได้จากสวีเดนและฟินแลนด์ เขาได้ตั้งชื่อธาตุนี้ว่า "tantalum" จาก Tantalus ซึ่งเป็นตัวละครในเทพนิยายกรีก คุณสมบัติ: แทนทาลัมเป็น โลหะหนักสีเทาหายาก คุณสมบัติเด่นของโลหะนี้ ได้แก่ จุดหลอมเหลวที่สูง แข็งแรงเหนียวและดึงเป็นเส้นได้ดีดีมาก ความดันไอต่ำ เฉื่อยต่อปฏิกิริยาเคมีที่อุณหภูมิต่ำกว่า 150 องศาเซลเซียส แทนทาลัมโจมตีด่างช้ามากที่อุณหภูมิสูง , จุดหลอมเหลวของแทนทาลัมสูงมากโดยเฉพาะของทังสเตนและรีเนียม จุดหลอมเหลวของแทนทาลัมเท่ากับ 2,996 ° C; จุดเดือด คือ 5425 +/- 100 ° C; ความถ่วงจำเพาะ เป็น 16.654; มักจะมีประจุเท่ากับ 5 แต่อาจจะเป็น 2, 3 หรือ 4 ได้ด้วย

คุณสมบัติทางฟิสิกส์

ระบบผลึกแร่ตระกูลนี้ไม่เป็นที่ทราบกันแน่ชัด โดยเหตุที่มีธาตุกัมมันตรังสีเข้าไปรบกวนโครงสร้างภายในของผลึก อย่างไรก็ตาม มีรูปผลึกระบบออร์โทรอมบิก มีรอยแตกกึ่งเว้าโค้งแบบก้อนหอยไปจนกระทั่งแตกแบบไม่เรียบ เปราะ โดยปกติมีสีดำ น้ำตาลดำ และมีส่วนของน้ำตาลแดงให้เห็นตามขอบเศษชิ้นแร่บางๆ สีผงแร่สีแดงเข้มไปจนกระทั่งดำ ความวาวกึ่งโลหะ แร่โคลัมไบต์แข็ง 6 ส่วนแร่แทนทาไลต์แข็ง 6-6.5 ถ.พ.ของโคลัมไบต์ 5.20?0.05 และของแทนทาไลต์ 7.95?0.05 น้ำหนักของแร่จะเพิ่มมากขึ้นเมื่อมีส่วนของแทนทาลัมปนมากขึ้น

คุณสมบัติทางเคมี

เป็นแร่ในตระกูลออกไซต์เชิงซ้อน (Multiple oxide) ที่มีเหล็ก แมงกานีส โคลัมเบียมและแทนทาลัม หรือจัดเป็นพวกโคลัมเบต – แทนทาเลต มีสูตรเคมี (Fe,Mn) (Cb,Ta)2 O6 อาจมีธาตุดีบุกเข้าแทนที่เหล็ก และแมงกานีสได้ และทังสเตนเข้าแทนที่ธาตุโคลัมเบียม – แทนทาลัม ส่วนธาตุอื่นๆ เช่น ไทเทเนียม อิตเทรียม ซีเรียมและยูเรเนียมมีปนอยู่บางเป็นมลทินส่วนประกอบของธาตุโคลัมเบียม – แทนทาลัมที่แปรเปลี่ยนมีผลในการเรียกชื่อแร่ ซึ่งจะเรียกโคลัมไบต์เมื่อแร่นั้นมีธาตุโคลัมเบียมมากกว่าแทนทาลัม และเรียกแทนทาไลต์เมื่อแร่นั้นมีธาตุแทนทาลัมมากกว่าโคลัมเบียม

การนำไปใช้

ลวดแทนทาลัมใช้เป็นเส้นใยสำหรับการระเหยโลหะอื่นๆแทนทาลัมรวมอยู่ในโลหะเหนียวผสมหรือโลหะที่มีจุดหลอมเหลวสูง, มีความแข็งแรงและทนต่อการกัดกร่อน. คาร์ไบด์แทนทาลัม เป็นหนึ่งในวัสดุที่หายากที่สุด , โลหะที่ใช้ในอุปกรณ์กระบวนการทางเคมี, เตาสูญญากาศ, เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ และชิ้นส่วนเครื่องบิน ออกไซด์แทนทาลัมอาจจะใช้ในการทำแก้วที่มีค่าดัชนีสูงของการหักเหของแสงกับการใช้งานรวมถึงการใช้เลนส์กล้อง แทนทาลัมเป็นภูมิคุ้มกันกับของเหลวในร่างกายและเป็นโลหะที่ไม่เกิดการระคายเคือง ดังนั้นจึงมีการใช้งานอย่างแพร่หลายในการผ่าตัด,ตัวเก็บประจุในแต่ละปีมีการผลิตแทนทาลัมสำหรับการใช้งานในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จำนวนมากและระบบการแพทย์และยานยนต์รวมไปถึงคอมพิวเตอร์แล็ปท็อป • อุปกรณ์โทรศัพท์ไร้สาย • อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบพกพา • ระบบจุดระเบิด • เครื่องยนต์ระบบการปล่อย • การใช้งานระบบถุงลมนิรภัย • เอบีเอสระบบทำลาย • เครื่องช่วยฟัง • เครื่องกระตุ้นหัวใจ • กล้องวิดีโอดิจิตอล • กล้องยังคง • อิเล็กทรอนิกส์ทหาร
ในปัจจุบัน แทนทาลัมถูกใช้ในอุตสาหกรรมอิเลกโตรนิกประมาณ 70 % อุปกรณ์เคมีประมาณ 20 % และใช้ในโครงการอวกาศ นิวเคลียร์และอื่น ๆ อีก 10 %

แหล่งที่พบ

แทนทาลัมพบส่วนใหญ่ในแร่ columbite-Tantalite (Fe, Mn) (NB, Ta) 2 O 6 แร่แทนทาลัมพบในประเทศออสเตรเลีย, สาธารณรัฐประชาธิปไตยคองโก, บราซิล, โมซัมบิก, ประเทศไทย, โปรตุเกส, ไนจีเรียและแคนาดา การนำแร่แทนทาลัมออกมามีกระบวนการที่ซับซ้อน

ความเป็นพิษ

แทนทาลัมไม่ปรากฏเป็นพิษ แต่ถ้าอยู่ในรูปผงละเอียด อาจติดไฟได้ ระดับความทนได้ในผงแทนทาลัมในอากาศคือ 5 mg/m3 ของอากาศ