Ta1与0Cr18Ni9薄板的储能焊试验

采用电容储能焊方法对Ta1与0Cr18Ni9薄板进行点焊连接,分析了直接点焊与添加高熵中间层的钽/钢接头组织与性能. 结果表明,溶质截流效应可有效抑制快速凝固熔核中脆性金属间化合物产生,实现钽/钢的储能焊接. Ta1/0Cr18Ni9的直接点焊接头中熔化区集中于钢板一侧,呈双曲回转形,熔核中心出现一直径约0.2 mm近圆形气孔,在钽与钢的结合界面处有少量Fe₅Ta₃与Cr₂Ta金属间化合物产生;添加高熵合金中间层的点焊接头,由比较规则的近半扁球状熔核及熔核向基体过渡的熔合区组成,熔核具有简单固溶体结构,组织均匀致密,主要由柱状晶组成. 在相同的参数条件下,钽/钢直接焊接头接头抗剪强度为239 MPa,添加高熵合金中间层的钽/钢接头抗剪强度可达374 MPa.     

还原温度对用MR-EMR法制备Ta粉的影响

电解电容器用钽粉的工业生产方法是用金属Na还原K2TaF7的金属热还原法（MR法）。该法属炉批式生产，耗时耗电，生产率低，且K2TaF，和Na在反应容器内直接接触，反应位置难以控制，Ta在容器壁上附着，使Ta的回收率低。因此，为了提高高纯Ta粉的产量，需进行析出物的形态、反应位置的控制以及连续生产方式等课题的研究。     

钽在碳酸乙烯酯-氯化铝溶剂化离子液体中的电化学行为（英文）

以钨丝为工作电极,通过循环伏安法研究碳酸乙烯酯-氯化铝(EC-AlCl_3)溶剂化离子液体中Ta(Ⅴ)的电化学还原机理。在EC-AlCl_3-TaCl_5离子液体的循环伏安曲线中出现4个还原峰,其中-0.55、-0.72和-1.12 V(vsAl)处还原峰对应的反应为Ta(Ⅴ)络合离子三步还原为金属钽,包括Ta(Ⅳ)和Ta(Ⅲ)络合离子的形成。络合离子Ta(Ⅲ)被还原为金属钽的过程受扩散控制且不可逆,其在323K下的扩散系数为3.7×10~(-7)cm~2/s,扩散活化能为77k J/mol。另外,对323K下的阴极产物进行扫描电子显微镜、能量分散光谱和X射线光电子能谱分析。结果表明,在-0.8 V下恒电位电沉积2 h的产物为金属钽和钽的氧化物。     

沉积温度对渗钽层组织与耐蚀性能的影响

<正> 钽是一个负电性强的金属,其平衡电位相当低(E_(Ta/Ta_2O_3)=-0.81V),无论是在氧化性的还是在还原性的含氯化物的酸中(即使氧含量很小)都能生成致密的氧化膜(Ta_2O_5),这种膜的粘着性能好,牢固且稳定,在低于260℃的温度下有很好的保护性。由于钽的提炼和加工困难,价格昂贵。因此,研究和开发渗钽技术有它重要的实际意义。     

球形Ta2O5/Nb2O5制备方法的研究

研究了用氨沉淀氟钽（或铌）酸溶液制备球形Ta2O5／Na2O5工艺。通过实验探讨了沉淀条件、溶液浓度、沉淀时间、焙烧温度等工艺参数的最佳组合。结果表明，用氨沉淀氟钽（或铌）酸溶液制备球形的Ta2O5／Nb2O5，必须首先得到不规则的Ta（OH）5/Nb（OH）5。要得到不规则Ta（OH）5/Nb（OH）5，反应时搅拌强度要大，搅拌速率应控制在800～1200r／min，反应结束后继续搅拌10～20min，终点pH值控制为8．5；氟钽（或铌）酸溶液浓度为60～80g，L沉淀10min，浓度为120～140g，L沉淀15min，之后可得到不规则Ta（OH）5/Nb（OH）5。再在800～850℃，焙烧6h可得到球形Ta2O5／Nb2O5。     

Ta1/0Cr18Ni9薄板储能焊熔核高熵化机理

针对钽与钢之间物化性质差异大,焊接时易产生脆性金属间化合物而导致熔焊接头性能低下及裂纹等问题,按照熔核金属高熵化技术思路,利用基于密度泛函理论的热力学第一性原理设计出新型中间层合金Ta₂₀Fe₂₀Ni₂₀Cr₂₀Co₂₀,结合熔合比得到适用于钽/钢储能焊中间层合金成分为Ta₇Ni₃₂Cr₁₉Co₄₂. 采用真空电弧炉熔制纽扣合金锭,继而使用单辊急冷法制备出中间合金箔材,将其用于Ta1/0Cr18Ni9薄板的储能焊连接. 结果表明,在储能焊条件下,Ta1/Ta₇Ni₃₂Cr₁₉Co₄₂/0Cr18Ni9搭接接头形成形貌规则、完整,长径约0.8 mm的扁球形熔核,熔核整体向钢侧发生了偏移. 熔核组织由简单的FCC固溶体组成,无金属间化合物析出,具有典型的高熵合金特征,实现了熔核金属高熵化. 在焊接电压1 000 V,电容500 μF,电极压力30 N下,Ta1/Ta₇Ni₃₂Cr₁₉Co₄₂/0Cr18Ni9储能焊接头平均强度可达到395 MPa.     

利用SOM法制备金属钽

在熔盐MgF2-CaF2中以预烧成型的Ta2O5为阴极，氧化钇稳定氧化锆管内的碳饱和铜液为阳极，利用固体透氧膜（SOM）法直接电解还原Ta2O5制备了金属钽。在3．5V电压下，研究了不同温度下阴极产物的形貌及其对脱氧的影响，分析了电流随时间变化的规律。结果表明：随着电解温度的升高，脱氧速度加快，金属钽颗粒尺寸明显增大，其形貌由海绵状向块状转变；当温度为1423K时，具有较好的金属钽制备效果。     

W—Ta合金单晶在生长方位的各种结晶学取向时的亚组织与浓度的关系

从W-Ta系二元合金单晶亚组织生长和形成理论的观点来看，体心立方晶格相内的熔化度图和结晶行为是很重要的，可以借助于它们来制取单晶，并且研究在全部浓度范围内单晶组织和性能与浓度的关系，其中包括从纯钨到纯钽，W-Ta合金单晶是最耐热的金属材料之一；即使在高于1800℃的温度下，它也是高度稳定的。业已得出，钨基和钽基两个系统的物理-化学参数如下： 金属 基体 添加物, 杂质 k m, K/at% m(1-k)/k, K/at% △r/r W W W Ta Ta Ta Re C W C 0.81 0.59 0.03 1.25 0.565 -6 -13 -31 7 -12.5 1.41 9.0 10 1.4 9.6 4.2 -2.1 -4.2 …     

Ta1/Ta8Ni30Cr20Cu42/0Cr18Ni9储能焊接头组织与性能

针对钽与钢之间因物化性能差异大,储能焊接头易产生脆性金属间化合物等问题,依据熔核金属高熵化技术思路,以等摩尔比的Ta₂₀Fe₂₀Ni₂₀Cr₂₀Cu₂₀合金为熔核目标成分,依据焊接过程两种母材熔合比折合得到Ta₈Ni₃₀Cr₂₀Cu₄₂中间层合金,将其用于Ta1/0Cr18Ni9的储能焊连接. 结果表明,熔核金属的高熵合金化可有效地抑制熔核中脆性金属间化合物的形成,Ta1/Ta₈Ni₃₀Cr₂₀Cu₄₂/0Cr18Ni9储能焊接头形貌完整,熔核呈规则的杯形,长径约0.6 mm,整体向钢侧发生了偏移. 熔核组织以简单FCC固溶体为主相,兼有少量BCC固溶体. 熔核中心凝固组织以细小的等轴晶为特征,熔核与两侧母材熔合区则形成了平行生长的柱状晶,熔核区与母材结合良好. 在焊接电压1 000 V,电容500 μF,电极力30 N工艺条件下,接头平均抗剪强度372 MPa.     

基于水下电场测量的Ag/AgCl多孔电极性能研究

以金属钽板为阳极,不锈钢板为阴极,以四丁基溴化铵为导电剂,在二乙胺体系中直接电化学合成5-二乙基胺钽(Ta[N(C2H5)2]5).采用红外光谱(FT-IR)、核磁共振(NMR)、差热分析(TG-DTG.)及等离子质谱(ICP-Mass)对5 kPa 压力下减压蒸馏分离得到Ta[N(C2H5)2]5产品进行了分析检测.分析结果表明得到的产品确实是纯度99.997％的有机胺钽化合物Ta[N(C2H5)2]5.钽阳极溶解机理研究表明,钽阳极在电流的作用下发生点腐蚀,钽阳极在电流及四丁溴化铵的作用下首先生成Ta(NH10C4)n(Br)m,之后Ta(NH10C4)n(Br)m不断被传输到阴极后继续与二乙胺反应,逐步脱去溴离子Br,并最终生成有机胺钽盐Ta[N(C2H5)2]5.     

强束流钽、碳离子双注入H13钢的研究

选用强碳化物形成元素钽作为金属蒸汽真空弧离子源(metal vapor vacuum arc，简称MEWA)的阴极，对H13钢进行了钽离子注入表面改性研究。对比了Ta、C离子单注入和Ta、C离子双注入的效果，测量了离子注入表面的成分，考察了注入表面的相结构。在相同的摩擦磨损试验条件下，测量了摩擦因数和磨损量，研究表明，和未注入Ta、C单离子注入相比，Ta、C离子双注入提高了H13钢的耐磨性并大幅度降低了其表面的摩擦因数。双注入区出现的弥散TaC相是耐磨性提高、摩擦因数降低的主要原因。在试验条件下，对H13钢单注入Ta时未发现TaC的形成。     

"金属王国"中的后起之秀——钽

钽(Ta)在1802年由瑞典化学家爱开堡所发现,1903年鲍尔登制得金属钽,由此揭开了它奇特的性质,开拓了多方面的用途.     

复层厚度对钽钢复合板焊接性的影响

研究了复层厚度对Tal/16MnR管板接头焊接性的影响。试验证明复层厚度是影响钽钢复合板焊接性的重要因素。由于钽与钢的熔点相差悬殊,且焊接时钢板接头附近焊接温度场的分布比较复杂,容易引起复合板界面钢基层的熔化。在高温下Fe与Ta发生化学反应生成Fe2Ta,这种脆性金属间化合物会导致复合板界面产生裂纹,并在焊接应力作用下向焊接熔池扩展形成了贯穿性裂纹,Fe沿贯穿性裂纹向焊接熔池扩散,导致焊缝出现裂纹。复合厚度大于2.0mm时,可实现钽钢板的焊接,且厚度越大焊接性越好,一般情况下合适的复层厚度为2．5－4mm。     

2005年美国国防储备中心钽销售情况

继2004年12月美国国防储备中心销售电容器级钽3632kg、真空级钽4994kg、氧化钽1080kg、钽精矿（以Ta2O5计）49032kg和真空级金属铌4994kg，共获销售收入约610万美元后，2005年，美国国防储备中心先后又抛售钽精矿（以Ta2O5计）236080kg。其中2月份销售出81720kg，销售收入860万美元，平均单价（以Ta2O5计）105．24美元／kg；     

还原氧化钽和氧化铌制备电容器用粉末的方法评述

评述了氧化铌、氧化钽的两步镁还原、镁蒸气还原、在CaCl2-NaCl熔融盐里钙还原和在CaCl2-NaCl熔融盐里钠还原的方法。两步镁还原氧化铌、氧化钽的工艺路线长。采用镁蒸气还原能够得到性能好的钽粉,但是还原时间长,还原装置复杂,希望能找到一种有效的设备。用CaCl2-NaCl熔融盐里钙还原氧化铌、氧化钽,还原温度高,得到的金属粉末比表面积小,工艺不够成熟。在CaCl2-KCl-NaCl熔盐里金属Na还原Ta2O5、Nb2O5,反应时间短,还原温度范围广,能够得到高纯度高比表面积的钽、铌粉末。     

世界钽资源

随着IT产业的兴盛，手机、游戏机、个人计算机等空前普及，钽需求急剧增加，用量供不应求，从2000年底到2001年上半年，价格也急剧上涨。 2000年世界钽资源(以Ta2O5计)总储量为60000t，2001年为140000t。居前三位的国家分别是澳大利亚、南美、南非，比例分别为42%、23%和19%。2000年世界钽(以Ta2O5计)的总产量为2000t，居前三位的国家分别是澳大利亚、巴西和加拿大。2000年世界钽(以Ta2O5计)的需求量/消费量约为2800t，居前三位的国家分别是北美、欧洲和日本(占世界总消费量的20%~26%)，按用途分，电子工业占61%。制造业占15%、金属加工…     

钽薄壁管GTA焊接接头晶粒细化机理

为了得到性能良好的纯钽焊接接头,并对Ta的晶粒大小进行控制,测得了纯钽晶粒长大的温度区间,并采用厚度为0.56mm的Ta1在钨极氦弧焊条件下,进行了钽薄板对接焊以及钽薄壁管的焊接试验,讨论了压力对纯钽金属焊缝凝固结晶的影响.利用金相显微镜、扫描电镜(SEM)对纯钽焊接接头组织进行分析,结果表明,纯钽晶粒长大的温度区间为1 150～1 300℃;在钽薄壁管辊压成形条件下,焊接接头晶粒明显细化,其最大晶粒尺寸约为平板对接焊条件下的一半;钽薄壁管在焊接过程中受滚轮压力作用,使焊缝结晶形核数、成核速度增加,在钽金属内部形成大量位错,位错的增殖和交互作用,降低了晶界表面能,同时造成生长中的晶粒破碎,使焊缝以及热影响区晶粒细化.     

钽涂层多孔钛合金支架的制备与表征

钽金属是一种理想的医用金属材料,能够与人体软/硬组织发生整合。利用化学气相沉积方法,在可控多孔结构的Ti6Al4V合金支架表面沉积涂覆钽金属涂层,使其同时具备理想的三维孔隙结构和力学相容性,以及钽金属优异的生物学性能。研究结果显示,多孔钛合金支架表面涂层前后色泽发生明显变化,涂层后支架呈现钽金属色泽。扫描电镜和XRD分析进一步证明了多孔钛合金支架表面沉积物为钽金属。与美国Zimmer公司生产的多孔钽小梁金属相比,钽涂层多孔钛合金支架具备与人体皮质骨更相似的弹性模量和抗压强度,是一种理想的骨修复替代物。     

高纯纳米氧化钽的制备

以自制高纯乙醇钽为原料，通过水解、干燥与煅烧生产粒度约35nm的高纯Ta2O5纳米粉。研究了水解过程中乙醇钽浓度、温度、加料时间对产品粒度的影响以及煅烧温度与时间对Ta2O5晶形的影响。选取水解最佳条件为：乙醇钽浓度1.0mol／L，水解温度50℃左右，加料时间约15min。加完后，搅拌5min，接着加入氨水溶液调节pH值到8～9，同时升温至80℃-85℃保温30min；煅烧温度800℃，时间2h。得到的Ta2O5产品粒度约35nm，纯度〉99．997％。     

钽粉等离子体球化及其球化过程中卫星粉的形成机制

微米级钽粉(Ta)在生物医疗增材制造和其它制造领域具有广阔的应用前景。采用射频热等离子体对不规则钽粉进行球化处理以改善其流动性,对等离子体球化处理前后的钽粉进行了表征,并分析了球化过程中卫星粉的形成过程与机制。结果表明,经等离子体球化后的钽粉具有较为理想的球形度和光滑的表面,其霍尔流动性和表观密度分别从13.6 s·(50 g)^-1提高到6.73 s·(50 g)^-1和6.83 g·cm^-3提升至9.06 g·cm^-3,钽粉的球化率和球形度分别可约达95.2%和0.92;球化过程中卫星粉的形成主要是因液滴的碰撞所致,且随着送粉速度的增加,液滴碰撞概率增大,液滴的凝并使球形颗粒的粒径增大。