Tantal ist nach Wolfram und Rhenium das dritthöchste Schmelzpunktmetall mit einem Schmelzpunkt von 2980 °C. Darüber hinaus besitzt Tantal eine Reihe hervorragender Eigenschaften, darunter einen niedrigen Dampfdruck, gute Kaltverformbarkeit, hohe chemische Stabilität, starke Beständigkeit gegen Flüssigmetallkorrosion und eine hohe Dielektrizitätskonstante. Es weist außerdem eine Oberflächenoxidschicht auf. Daher finden Tantal und Tantaldraht wichtige Anwendungen in Hightech-Bereichen wie Legierungen, Atomenergie, Supraleitung, Automobilelektronik, Luft- und Raumfahrt, Medizin und Gesundheitswesen sowie in der wissenschaftlichen Forschung. Wir werden die Klassifizierung und die Anwendungen von Tantaldraht kennenlernen.
Tantaldraht lässt sich nach seiner chemischen Reinheit, seinen Eigenschaften, seinen Anwendungen und seinem Aggregatzustand klassifizieren. 1. Tantaldraht wird nach seiner Reinheit in drei Kategorien unterteilt: metallurgischer Tantaldraht (99,0 % Ta-Reinheit), hochreiner Tantaldraht (99,0 %–99,9 % Ta-Reinheit) und ultrahochreiner Tantaldraht (99,9 %–99,99 % Ta-Reinheit). 2. Tantaldraht wird nach seinen Eigenschaften in vier Kategorien unterteilt: chemikalienbeständiger Tantaldraht, hochtemperaturbeständiger hochfester Tantaldraht, sauerstoffbeständiger Tantaldraht und Kondensator-Tantaldraht. 3. Tantaldraht für Kondensatoren wird nach seiner Anwendung in drei Kategorien unterteilt: Tantaldraht für die Anschlussdrähte von Festtantal-Elektrolytkondensatoren, Tantaldraht für die Anschlussdrähte von Flüssigtantal-Elektrolytkondensatoren und Tantaldraht für Kondensatoren mit Zuverlässigkeitsindikatoren. Tantaldraht für Kondensatoren lässt sich je nach Härtegrad in drei Kategorien einteilen: weich (Zugfestigkeit σb = 300–600 MPa), halbhart (Zugfestigkeit σb = 600–1000 MPa) und hart (Zugfestigkeit σb > 1000 MPa).
Anwendungen von Tantaldraht: 1. Tantaldraht findet breite Anwendung in der Elektronikindustrie, insbesondere für die Anodenanschlüsse von Tantal-Elektrolytkondensatoren. Tantalkondensatoren gelten als die leistungsstärksten Kondensatoren; ca. 65 % des weltweiten Tantalverbrauchs entfallen auf diesen Bereich. 2. Tantaldraht kann zur Kompensation von Muskelgewebe sowie für Nahtmaterialien von Nerven und Sehnen eingesetzt werden. 3. Tantaldraht findet Verwendung in Heizkomponenten von Vakuum-Hochtemperaturöfen. 4. Hochoxidationsbeständiger Tantaldraht kann auch zur Herstellung von Tantalfolie-kondensatoren verwendet werden. Er ist in Kaliumdichromat bei hohen Temperaturen (100 °C) und extrem hohen Blitzspannungen (350 V) einsetzbar. 5. Darüber hinaus kann Tantaldraht auch als Vakuum-Elektronenkathodenemitter, beim Ionen-Sputtern und als Sprühmaterial verwendet werden.
Aufgrund der dichten und stabilen Oxidschicht, die sich auf der Oberfläche von Tantal bildet, weist es eine hohe Durchschlagsfestigkeit auf. Dies ermöglicht eine einfache und präzise Steuerung des Anodisierungsprozesses von Kondensatoren. Gleichzeitig bieten gesinterte Tantalpulverblöcke eine große Oberfläche bei kleinem Volumen. Dadurch weisen Tantalkondensatoren Vorteile wie hohe Kapazität, geringen Leckstrom, niedrigen Serienwiderstand, lange Lebensdauer und hervorragende Gesamtleistung auf. Tantalkondensatoren finden breite Anwendung in der Kommunikationstechnik (Schalter, Mobiltelefone, Pager, Faxgeräte usw.), in Computern, Automobilen, Haushalts- und Bürogeräten, Messtechnik, der Luft- und Raumfahrt, der Verteidigungsindustrie und der Militärindustrie sowie in anderen Industrie- und Wissenschaftsbereichen.
In der chemischen Industrie kann Tantal Edelstahl in Anlagen zur Herstellung verschiedener anorganischer Säuren ersetzen und deren Lebensdauer um ein Vielfaches verlängern. Edelstahl findet jedoch weiterhin Verwendung. Tantaloxid dient zur Herstellung von optischem Hochleistungsglas und Katalysatoren. Im Bereich der Hartmetalle kann Tantalcarbid zur Herstellung von Hartmetallen eingesetzt werden. Die Zugabe einer bestimmten Menge Tantalcarbid zu titancarbidhaltigen Hartmetallen verbessert nicht nur deren Festigkeit bei Raumtemperatur, sondern vor allem ihre Biegefestigkeit bei 1200 °C. Darüber hinaus weisen tantalcarbidhaltige Hartmetalle eine gute Schweißbarkeit auf und neigen beim Schärfen weniger zu Rissen, was ihre Leistungsfähigkeit steigert. Fräseinsätze sollten einen höheren Tantalcarbidanteil aufweisen, um eine hohe Spitzenfestigkeit und eine bessere Anpassungsfähigkeit an Stöße und Temperaturschwankungen beim unterbrochenen Schneiden zu gewährleisten. In der Luft- und Raumfahrt sowie im Militärbereich werden Tantal-Wolfram, Tantal-Wolfram-Hafnium und Tantal-Hafnium-Legierungen als hitzebeständige, hochfeste Werkstoffe für Raketen, Flugkörper und Strahltriebwerke sowie für Komponenten von Steuerungs- und Regelungstechnik eingesetzt. Im Gesundheitswesen finden Tantal und seine Legierungen Anwendung in der Orthopädie und Chirurgie. So können beispielsweise Tantalstäbe als Knochenersatz dienen, und auf Tantalstäben können auch Muskeln wachsen.
