Tantalio

aplicaciones del tantalio

Oled flexible con polvo de tantalio

La tantalita es un mineral para la obtención del tántalo. Suele manifestarse de color plata grisácea o azul grisáceo si tiene una alta oxidación,  y se convierte en un metal muy duro, dúctil y pesado.

El tantalio o tántalo es un metal de transición que presenta brillo metálico y resiste muy bien la corrosión. Usado para superconductores, aleaciones de aceros especiales, como material ultrarefractario. Se encuentra en el mineral tantalita, y en menor concentración en la casiterita de las rocas graníticas. En ocasiones se le llama «tántalo», pero el único nombre reconocido por la Real Academia Española es «tantalio».

El tantalio es un metal denso, pesado, dúctil, maleable, de alto punto de fusión (3017 °C), y alto punto de ebullición (5458 °C), buen conductor de la electricidad y del calor y muy duro. Es muy resistente al ataque por ácidos; se disuelve empleando ácido fluorhídrico o mediante fusión alcalina. Es muy parecido al niobio y se suele extraer del mineral tantalita, que en la naturaleza aparece generalmente formando mezclas isomorfas con la columbita que se conocen con el nombre de coltán. En la temperatura ambiente se encuentra en el estado sólido. Alcanza el máximo estado de oxidación del grupo, +5.

El metal es bastante inerte al ataque con ácidos, excepto al ácido fluorhídrico. Se oxida con mucha lentitud en soluciones alcalinas. Los halógenos (halogenuros) y el oxígeno reaccionan con él en caliente, para formar haluros y óxido correspondientes, con estado de oxidación V. A temperatura elevada absorbe hidrógeno y se combina con el nitrógeno, el fósforo, el arsénico, el antimonio, el silicio, el carbono y el boro. El tantalio forma también compuestos por reacción directa con el azufre, el selenio y el telurio, a temperaturas elevadas.

Debido a estas cualidades se han encontrado muchas aplicaciones útiles a este elemento, como su utilización en implantes quirúrgicos, en centrales nucleares, en aparatos de diagnóstico médico no invasivos, en aleaciones con alto punto de fusión, como las necesarias por ejemplo en la industria aeroespacial, pero su uso más difundido actualmente, casi el 60 % de la producción, se da cuando es convertido en tantalio metálico (polvo o filamento), ya que puede mantener al­tas cargas eléctricas y por consiguiente es un elemento vital en la creación de microprocesadores, baterías y condensadores de alta tecnología

Las Ventajas de los condensadores de tantalio

El tantalio se emplea en los principales circuitos digitales por su pequeño tamaño, su gran capacitancia (almacenar carga y liberar poco a poco) y alta frecuencia. Los circuitos digitales generan mucho ruido eléctrico de alta frecuencia que puede pasar de un circuito a otro a través de las conexiones de alimentación eléctrica y de señal. Los condensadores de tantalio son especialmente efectivos en absorber y atenuar estos picos de ruido antes de que causen problemas.

El uso de tántalo metal en polvo o filamento, se emplea en la producción de componentes electrónicos de pequeño tamaño, principalmente en condensadores de alta potencia y de mucha resistencia como los condensadores electrolíticos que mejoran cuando tienen una capa protectora de óxido de tantalio en la superficie. Se utiliza polvo de tantalio presionado en pellets, como una “placa” del condensador, el óxido como dieléctrico , y una solución electrolítica o conductor sólido como el otro “plato”. Debido a que la capa dieléctrica puede ser muy delgada y presenta menos desgaste que los condensadores de aluminio (más delgada que la capa similar en, por ejemplo, un condensador electrolítico de aluminio), una alta conducción se puede lograr con poco volumen. Debido al tamaño y ventajas de peso, los condensadores de tantalio son atractivos para la electrónica doméstica, militar, comercial, e industrial en ordenadores portátiles, de sobremesa, electrónica de todo tipo de vehículos, transporte y artefactos por control remoto.

Las aplicaciones del tantalio son más conocidas que el nombre del elemento

Se trata de un recurso estratégico, imprescindible en la fabricación de componentes electrónicos avanzados. El tantalio obtenido a partir del coltán se usa casi exclusivamente en la fabricación de condensadores electrolíticos de tantalio, por tanto, un componente esencial de los dispositivos electrónicos muy compactos: en baterías de aparatos electrónicos e informáticos, discos duros, estados sólidos SSD, teléfonos móviles, estaciones de GPS, satélites artificiales, armas teledirigidas, televisores de LED, videoconsolas de juegos o formación militar y aeroespacial, muñecos habladores, ordenadores portátiles, PDAs, MP3, MP4, drones, equipos médicos, radios potentes, iluminación LED, recientemente en pantallas flexibles de Oled, airbags y frenos de los vehículos o cualquier proyecto de alta tecnología que precise una alta resistencia y bajo consumo de energía.

Lo que hace interesante al tantalio son sus propiedades, de difícil solubilidad en ácidos. El tantalio es altamente tolerante a los ataques químicos. En efecto, el tantalio es más resistente que el platino a la mayoría de los agentes corrosivos (incluidos los ácidos producidos por el cuerpo humano), es prácticamente invulnerable al ataque químico a temperaturas inferiores a 150° C. Esta es la razón que el tántalo sea una sustancia valiosa en la fabricación de instrumentos y equipos de laboratorio. El tantalio también sustituye el metal más precioso, el platino en muchas reacciones químicas.

Es fisiológicamente inerte al cuerpo humano, por lo que, entre sus variadas aplicaciones, se puede emplear para la fabricación de instrumentos quirúrgicos y en implantes.

El tantalio forma aleaciones con un gran número de metales. Tiene una importancia especial el ferrotantalio, el cual se agrega a los aceros austeníticos con el fin de reducir la corrosión intergranular.

Entre sus compuestos:

El tantalio es altamente resistente a la corrosión debido a una fina capa de óxido, que se forma en su superficie. El óxido de tántalo (Ta2O5) tiene un elevado índice de refracción y se emplea en la fabricación de vidrios especiales para lentes de cámaras. El índice de refracción negativa ofrece la posibilidad de superlentes, dispositivo de invisibilidad y otros fenómenos exóticos.

El tantalio es suave cuando es puro y libre de elementos extraños y puede ser puesto en alambre fino. Alambre fino hecha de tantalio puro se utiliza como un filamento para la vaporización de metales como el aluminio.

Se ha obtenido un material composite (híbrido) de grafito y carburo de tántalo que es uno de los materiales más duros que se conocen y con un punto de fusión de 3738 ºC. El tántalo de carbono, un tipo de carbeto muy duro, es usado para producir herramientas de corte, perforación y máquinas trefiladoras. El 10% del tántalo se emplea en la producción de TaC (carburo de tántalo) usado para las herramientas de corte.

Tantalio pertenece al grupo de metales refractarios, que se utilizan ampliamente en la fabricación de superaleaciones. Del mismo modo, que la mayoría de los otros metales refractarios, las formas duras de tántalo son carburos y nitruros estables, tales como carburo de tántalo y nitruro de tántalo.

Tantalio se utiliza en la fabricación de diferentes tipos de superaleaciones con propiedades que son determinadas, para la alta tecnología de ultraresistencia, con alto punto de ebullición y alto punto de fusión.

Propiedad Salazón: Tántalo ha sido sugerido para la tecnología de armas nucleares por su especial “propiedad salazón.” Aumenta significativamente la radiactividad de la nube radioactiva de la arma durante muchos meses.

Ni el tántalo ni sus combinaciones son tóxicos. El tantalio es un elemento muy biocompatible, sin embargo, debido a sus pobres propiedades mecánicas y a su alta densidad (16.6 gr/cm3), su utilización está muy limitada a suturas en cirugía plástica y neurología.

Nuevas aplicaciones del tantalio que reducirán el consumo eléctrico

Pantallas flexibles de tantalio (OLED) son atractivas para aplicar en grandes pantallas con alto contraste y que requieran de poco consumo y considerable iluminación, de aquí el potencial para redefinir muchas soluciones de iluminación de hoy en día. Esto, en la práctica, va a beneficiar extraordinariamente al mercado de ordenadores portátiles y pequeños terminales, en el que uno de los grandes consumidores de energía es precisamente la pantalla.

Sin salir de la electrónica, el tantalio también se emplea para fabricar resistencias de alta potencia (las resistencias son otro componente básico de los circuitos electrónicos).

Nuevas memorias en estado sólido para almacenamiento más denso y con menor consumo energético, esta nueva tecnología de memoria, sobre todo, será aplicada para almacenar vídeo de alta resolución o para guardar el enorme volumen de datos que los servidores de internet necesitan almacenar.

Se utiliza también en superaleaciones empleadas en las turbinas de los aviones o para la salazón en los reactores nucleares, revestimiento de utensilios o equipo químico, aviones, cohetes, y prótesis humanas.

En equipamientos para procesos químicos, piezas de los reactores, motores, misiles, elementos de transmisión de alta tecnología como satélites y todo tipo de artefactos o transportes teledirigido o de geolocalización.

<< Volver al inicio  —- Ir arriba ↑


Uso de cookies

Este sitio web utiliza cookies para que usted tenga la mejor experiencia de usuario. Si continúa navegando está dando su consentimiento para la aceptación de las mencionadas cookies y la aceptación de nuestra política de cookies, pinche el enlace para más información.cookies

ACEPTAR
Aviso de cookies
Translate »