Танталовый слиток ТАО-1 в Минске

Танталовый слиток ТАО-1: характеристики, маркировка и области применения

Танталовый слиток ТАО-1 — продукт вакуумно-дугового или электронно-лучевого переплава танталового порошка конденсаторного и металлургического назначения. Марка ТАО-1 расшифровывается как «тантал особой чистоты, первый сорт» и регламентируется ТУ 95.2445-92 (ранее — ГОСТ 16.071-70). Слиток получают методом вакуумно-дугового переплава (ВДП) расходуемого электрода либо электронно-лучевой плавкой (ЭЛП) в глубоком вакууме, что обеспечивает остаточное содержание газов на уровне единиц ppm.

Химический состав и чистота

Основной металл — тантал с массовой долей не менее 99,9 %. Кислород, азот и водород нормируются жёстко, поскольку именно газы определяют пластичность и склонность к хрупкому разрушению. Углерод и кремний лимитируются на уровне сотых долей процента. Тугоплавкие примеси (вольфрам, молибден, ниобий) присутствуют в следовых количествах.

Физико-механические свойства

Тантал ТАО-1 сохраняет объёмно-центрированную кубическую решётку и температуру плавления 2996 C. Плотность — 16,65 г/см. Предел прочности на растяжение в отожжённом состоянии составляет 280–350 МПа, относительное удлинение — не менее 25 %. Модуль упругости — около 186 ГПа. Коэффициент теплового расширения — 6,5 10 К в диапазоне 20–100 C.

Слиток ТАО-1 отличается низкой температурой перехода в хрупкое состояние (ниже –196 C), что позволяет эксплуатировать изделия из него в криогенной технике. Удельное электрическое сопротивление — 0,135 мкОмм. Теплопроводность — 57,5 Вт/(мК).

Технологические особенности

• Обработка давлением: ковка и прокатка при 800–1200 C в защитной атмосфере или вакууме.
• Сварка: аргоно-дуговая в камере с контролируемой средой, электронно-лучевая.
• Механическая обработка: точение и фрезерование твердосплавным инструментом с интенсивным охлаждением.
• Термообработка: вакуумный отжиг при 1000–1200 C для снятия наклёпа.
• Формообразование: электроэрозионная и лазерная резка без изменения структуры.

Области применения

Слиток ТАО-1 служит шихтовой заготовкой для производства прутков, листов, труб и проволоки, идущих в:

• конденсаторостроение — аноды танталовых электролитических конденсаторов;
• химическое аппаратостроение — футеровка реакторов, теплообменников, работающих с серной и соляной кислотой;
• авиакосмическую отрасль — детали сопел, камер сгорания, теплозащитные экраны;
• медицину — имплантаты, костные фиксаторы, элементы нейростимуляторов;
• электронную промышленность — геттеры, мишени для магнетронного напыления;
• ядерную энергетику — оболочки ТВЭЛов, конструкционные элементы реакторов на быстрых нейтронах.

Условия эксплуатации и совместимость

Тантал ТАО-1 устойчив к воздействию большинства минеральных кислот (кроме плавиковой и смесей с фторидами), сохраняет работоспособность в интервале от –250 до +2000 C в вакууме и инертных средах. При нагреве выше 300 C на воздухе наблюдается интенсивное окисление с образованием пентаоксида TaO. Совместим с титаном, ниобием, цирконием при диффузионной сварке.

Вопросы и ответы