Рассказы о металлах

Земная кора содержит лишь 0,0002% тантала, однако природа сравнительно богата его минералами - их насчитывается более 130 (как правило, тантал в этих минералах неразлучен с ниобием). Наиболее важное сырье для получения тантала - танталит и колумбит. Большие месторождения их имеются в Африке и Южной Америке.

Если до второй мировой войны ежегодная добыча тантало-ииобиевых руд составляла всего 600 - 900 тонн, то уже к 1944 году она возросла в несколько раз. Только в США за период с 1940 по 1944 год производство тантала увеличилось в 12 раз. Повышенный интерес к танталу объясняется просто: уже тогда науке стали известны многие его ценные свойства, которые не могли оставить равнодушными представителей самых различных областей техники.

Тантал - светло-серый металл со слегка синеватым оттенком. По тугоплавкости (температура плавления около 3000°С) он уступает лишь вольфраму и рению. Высокая прочность и твердость сочетаются в нем с отличными пластическими характеристиками. Чистый тантал хорошо поддается различной механической обработке, легко штампуется, перерабатывается в тончайшие листы (толщиной около 0,04 миллиметра) и проволоку.

Но, несомненно, самым важным свойством тантала является исключительная химическая стойкость - в этом отношении он уступает только благородным металлам, да и то не во всех случаях. Тантал не растворяется даже в таких известных химических «агрессорах», как «царская водка» и концентрированная азотная кислота. При 200°С в 70%-ной азотной кислоте тантал вовсе не подвергается коррозии; в серной кислоте при 150°С коррозии также не наблюдается, а при 200°С металл корродирует лишь на 0,006 миллиметра в год. Это делает тантал ценным конструкционным материалом для химической промышленности.

Танталовую аппаратуру применяют при производстве многих кислот (соляной, серной, азотной, фосфорной, уксусной), перекиси водорода, брома, хлора. На одном из предприятий, использующих газообразный хлористый водород, детали из нержавеющей стали выходили из строя уже через 2 месяца. Но как только сталь была заменена танталом, даже самые тонкие детали (толщиной 0,3 - 0,5 миллиметра) оказались практически вечными: срок службы их увеличился до 20 лет. Лишь плавиковая кислота вправе утверждать, что перед ней пасует сам тантал.

Танталовые катоды применяют при электролитическом выделении золота и серебра. Достоинство этих катодов - в том, что осадок золота и серебра растворяется «царской водкой», которая не может причинить вреда танталу.

Уникальное качество тантала - его высокая биологическая совместимость с живыми тканями, т. е. способность сживаться с тканями тела, не вызывая их раздражения. На этом свойстве основано широкое применение его в медицине, главным образом в восстановительной хирургии, для «ремонта» человеческого организма. Пластинки из этого металла используют, например, при повреждениях черепа - ими закрывают проломы черепной коробки. В литературе описан случай, когда из танталовой пластинки было создано искусственное ухо, причем пересаженная с бедра кожа при этом настолько хорошо прижилась, что ухо трудно было отличить от настоящего. Танталовая пряжа служит для возмещения мускульной ткани. С помощью тантала хирурги укрепляют после операции стенки брюшной полости. Танталовые скрепки, подобные тем, которыми сшивают тетради, надежно соединяют кровеносные сосуды. Сетки из тантала применяют при изготовлении глазных протезов. Тончайшие нити этого металла заменяют сухожилия и даже нервные волокна. И если выражение «железные нервы» обычно употребляется в переносном смысле, то людей с танталовыми нервами вы, быть может, не раз встречали на улице.

Швейцарские врачи считают, что тантал может с успехом служить своеобразным индикатором при рентгенографическом анализе бронхов и легких человека. Безвредная для организма танталовая пыль при вдыхании проникает в мельчайшие ответвления бронхов, но не задерживается там: ее удаляют оттуда «реснички», имеющиеся на здоровых клетках. Больные же клетки не в силах очистить себя от танталовой пыли, и она «маркирует» эти участки на рентгеновском снимке, помогая тем самым врачу поставить точный диагноз заболевания.

Медицина хотя и не самая важная, но, пожалуй, самая благородная «профессия» тантала. Право, есть что-то символическое в том, что именно на долю металла, названного в честь мифологического мученика, выпала гуманная миссия - облегчать людские страдания и муки.

На медицинские нужды расходуется лишь 5% производимого в мире тантала; около 20% потребляет химическая промышленность. Основной же заказ на этот металл и его соединения (более 45%) поступает от металлургов. В последние годы тантал все чаще используют в качестве легирующего элемента в специальных сталях - сверхпрочных, коррозионностойких, жаропрочных. Действие, оказываемое на сталь танталом, сходно с влиянием ниобия. Добавка этих металлов к обычным коррозионностойким хромистым сталям повышает их прочность, понижает хрупкость после закалки и отжига.