REFRAKTER METALLER ve ALAIMLARI Refrakter metaller; Niyobyum, Tantal, Molibden, Tungsten ve Renyum metallerini iermektedir. Platin grubu metallerin ikisi haricinde (osmiyum ve iridyum) tamam btn metaller ierisinde en yksek ergime derecelerine ve en dk buhar basncna sahip olan metallerdir. Refrakter Metallerin zellikleri a) ok yksek ergime scakl: (2468C 3410C) Tungsten, tantal ve molibdenin yksek ergime scaklklar cam retimi benzeri ergimi metal ilemlerinde onlar nemli klar. b) Yksek scaklklarda mkemmel mukavemet: 1000C nin zerine stldnda tungsten roket burun konileri, hala oda scaklndaki demirin ekme mukavemetinin iki kat ekme mukavemeti deerine sahiptir. c) ok yksek korozyon direnci: Kimya sektrnde kullanlan paslanmaz elik borular refrakter metal ierirler. d) Mkemmel anma (abrasiv) direnci: Refrakter metaller sk sk contalar, szdrmazlk elemanlar, buingler, nozller, valf i donanmlar ve anmaya dayankl birok alanda kullanlmaktadr. Altn ve gmle yaplan alamlar elektronik ekipmanlarda mkemmel uzun mrl kontakt elemanlar olarak kullanma alan bulur. e) Yksek termal ok direnci: Isnma sebebiyle hzl genlemenin sebep olduu gerilmeler lamba flamanlarnda ksa ama kapama dnglerinde hasara sebep olmaktadr. Bu sebeple bir W flaman yksek ergime scakl ve dk termal genleme zellii sebebiyle binlerce defa ama kapama yaplmasna ramen salam kalabilmektedir. f) yi elektrik ve s iletim zellikleri: Refrakter metaller bir ok elektrik ve elektronik uygulamalarnn yannda genel olarak s kalkan olarak da kullanlrlar. Bu yar iletken ipler Mo ve W kalkanlarla birlikte dizayn edilirler. g) Yksek z ktle veya younluk: Refrakter metallerin bazlar en yksek younluk aralndadr. Hava tatlarnn ve golf sopalarnn ucunda balans arlklar olarak kullanlr.

Refrakter Metallerin Kullanm Alanlar Refrakter metaller bir zamanlar lamba filamanlar, elektron tp elemanlar ve elektrik kontaklar

olarak kullanlmaktaydlar. Ancak daha sonra, uzay aralar, elektronik, Nkleer, yksek enerji fizii ve kimyasal proseslere dayal endstriyel alanlar

gibi birok alanda kullanm alan bulmutur. Renyum haricinde dier btn refrakter metaller ylda 1000 tondan fazla kullanlmaktadr. Yksek mukavemetli dk alaml ve paslanmaz elik retimi sebebiyle en ok Niyobyum kullanlmaktadr. Toplam tketimin yaklak %6sn niyobyum tekil etmektedir. Tantaln en ok kullanm toz metalurjisinde olmaktadr ve toplam tketiminin %50 sini bu alan tekil etmektedir. Plastik ekil verme ile retilen rnler (levha ve plakalar, ubuk ve baralar, tp rnler gibi) yaklak %25 ini tekil etmektedir.Tungsten iin en ok kullanm alan tekil eden, semente karbrlerdir. Bu rnler daha ok kesici takmlar ve anma direnci gerektiren rnler iin kullanlmaktadr. Tungsten karbrler, tungsten tketiminin yaklak %60n tekil etmektedir. Hadde rnleri yaklak %25 ini iermektedir. Molibden ounlukla demir elik sektr ve sper alamlarda alam elementi olarak kullanlmaktadr. Molibden esasl ilem alamlarnn kullanm toplam Molibden tketiminin %5 inden daha azdr. Renyum tketiminin %85 ini platin-renyum esasl katalizrler tekil eder. Hegzagonal sk paket (HSP) yapda olan Renyum iin deerler hacim merkezli kbik yapda (HMK) olan dier metallerden olduka farkldr. Deneyim olarak bu metallerin kullanm ncelikle uzay

aratrmalarnda nem kazanm ve sonrasnda dier kullanm alanlarnn ortaya kmasyla artmtr. Aadaki tablo bu metallerin ticari olarak uygulama alanlarn zetlemektedir.Uygulama Elektronik Aalamlama Nkleer g Havaclk Kiyasallar/Katalistler Metal kesme ve ekillendirme Mekanik paralar Madencilik petrol sondaj W X X X X X X X X Mo X X X X X X X Ta X X X X X Nb X X X X Re X X

X

Refrakter metallerin herhangi bir tanesi seilirken sklkla bu alamn mukavemeti veya korozyon direncinden ok o alamn retilebilirlii esas alnr. Niyobyum, tantal ve bu metallerin alamlar en kolay retilebilen refrakter metallerdir. Bu alamlar; plastik deformasyonla ekillendirilebilir, talal imalatla ilenebilir ve geleneksel yntemlerle birletirilebilir.

Bu metaller saf haldeyken snektir ve karbon, azot, oksijen ve hidrojeni yksek miktarlarda zebilirler. Niyobyum ve tantalin bu yksek znrl sebebiyle retim esnasnda krlganlk gstermezler. Ancak tantal ve niyobyum yksek scaklklarda oksijen znrlklerinin fazla olmas sebebiyle snekliini kaybetmektedirler. Bu sebeple bu metallerin yksek scaklktaki retimleri gerekli grlmedike kullanlmaz. Baz etkileimler tolere edilmedike koruyucu kaplama veya atmosfer kullanlr. Refrakter metallerin sv metaller ve kuvvetli asit zeltilerinde korozyona kar direnleri eer bu metallerin balang maliyetleri gze alnabilirse genel olarak iyidir. Yksek scaklkta lityum ve sezyum gibi sv metallerin bulunduu sistemlerde alam olarak Nb-1Zr alam kullanlabilir, ayrca tantal ve tantal kapl elikten retilmi ekipmanlarn yksek scaklkta slfirik asit zeltileri iin yksek performans sergiledikleri grlmektedir.

Refrakter Metallerin retimi Niyobyum hari btn refrakter metaller yaygn olarak toz metal olarak retilirler ve sonrasnda sinterleme ve/veya ergitme ilemine tabii tutulurlar. Sadece Niyobyum iin proses dierlerinden farkldr, burada ok yaygn olarak metal oksidin almino-termik redksiyon ile redklenmesi ile elde edilir. Bu proseste, oksit empriteler curuf olarak sistemden uzaklatrlr. Tantal ve niyobyum iin, elektron demetiyle ergitme ilemi ve daha sonra saflatrma ilemleri yaygn olarak kullanlmaktadr. Hidrid-tme-dehidrit prosesleri ile ingottan bu metaller iin de tozlar retilebilmektedir. Alam elementleri olarak bu metaller, ergitme srasnda alamlara ilave edilebilmektedir. Scak dvme ve ekstrzyon ilemleri, ingotlardan ubuk veya dikdrtgen kesitli levhasal para retiminde kullanlmaktadr. En az sinterlenmi rnler kadar bu baralar sac, plaka, folyo, tp ekme ilemlerinde kullanlmaktadr. Fabrikasyon retim Aadaki ekilde fabrikasyon retim ematik olarak verilmektedir.Talal imalat Temizleme Plastik ekil verme Tavlama Temizleme

Ana metal (Tamamyla yeniden kristallenmi)

Kaynak (Elektron demeti kayna ve TG kayna) Lehimleme Difzyon kayna Tavlama Pah krma (Radius: 0.4 mm) Temizleme Kaplama

Talal malat Refrakter metalleri talal imalata tabii tutmak iin kullanlan ekipmanlarn, optimum sonular gvenle vermesi iin rijid ve gl olmalar gerekmektedir. Karbrler ve ara sra dkm yoluyla retilen kobalt takmlar kabul edilebilir takm mrleri ve kesme zellikleri salarlar. Niyobyum alamlar ve tantal alamlar yksek hz takm elikleri veya karbr ular kullanlarak talal imalata tabii tutulabilirler. Bu alamlarn tala kaldrma karakteristikleri ve andrma karakteristikleri tavlanm bakr, tavlanm paslanmaz elik malzemelere benzer. Molibden, AISI 1040 ve AISI 4340 eliklerine benzer karakterde tala kaldrma kabiliyeti sergilemektedir ve karbr takmlar kullanlarak tala kaldrlmaktadr. Molibden alamlar iin tala kaldrma hz (rnein TZM alam iin) AISI 302 paslanmaz eliin tala kaldrma hznn %40 daha zerinde bir hza sahiptir. Molibdenin yzey bitirme ilemi srasnda talama aamasnda soutucu svlarn kullanlmas gerekmektedir. Ayn zamanda tala kaldrma ileminde almina diskler kullanlarak s ak uygun konuma getirilmektedir. Takm konfigrasyonlar ve tala kaldrma teknikleri dkme demirlere benzemekte olup geleneksel makineler kullanlarak bu ilemler rahatlkla yaplabilmektedir. Sadece tungsten alamlarnda tornalama bir problemdir. Tungsten iin, karbr takmlarn kullanm, negatif arka eimi 15o ye ulaan ve 0o kenar krmaya sahip takmlarla orta derecede bir baaryla yaplabilmektedir. Btn tornalama ilemleri oda scaklnda yaplmaktadr. Ancak tala kaldrabilir Sermet balanarak hazrlanm) retilebilmektedir. Tungsten alamlarn talama ileminde 60 grid silisyum karbr veya 40 grid alumina andrma talar nerilmektedir. Normal tedbirler olarak, son derece hafif ykleme altnda ve ok etkili soutucu svlarla talama yapmak gerekmektedir. Tungsten ve molibden dvlerek veya bir baka PV ilemiyle snek gevrek gei scaklnn zerindeki bir scaklkta ileme tabii tutulabilirler. 1.3 mm nin zerindeki kalnlktaki sac malzemeler iin 1.6 dan 3.2 mmye kadar kumlama ile ilemeye msaade edebilmektedir. Kesme ilemi 60 grid silisyum karbr kesicilerle yaplabilmektedir. Elektrik discharge tala kaldrma ilemi niyobyum ve tantalyumun tala kaldrlmasnda baaryla kullanlabilmektedir. Baz snrlamalarn olduu ilerde elektrokimyasal tala alamlar (Bakr, nikel ve demir ile

kaldrma gerekletirilebilmektedir, ancak metalik malzemelerin yzeyinde bir koruyucu oksit tabakas oluturmaktadr. Bu da sistemi korumaktadr. Bununla birlikte hidrojen gevreklii problemi mevcuttur. Elektrokimyasal ve elektrik discharge tala kaldrma ilemleri molibden ve tungsten iinde uygulanmaktadr. Photo andrma ve kimyasal andrma molibden iin kullanlmaktadr. Bu proseste fotorafik maskeleme yaplp sonrasnda HNO3 ve HF zeltisi ile andrma ilemi gerekletirilmektedir. Kompleks ekilli paralarn retiminde ve kalnlklarn azaltlmas istendii zaman baz teknikler kullanlmaktadr. Ayn sac veya plakadan karmak ekilli rnler retmede kimyasal andrma ilemi son derece uygun bir yntem olarak kullanlmaktadr. Giyotin veya hzarl testerelerle molibden plakalar kesilebilmektedir. 1-1.5 mm kalnla kadar band hz 37 m/dk daha dk kalnlklar iin 0.4-0.7mm aras 76-91 m/dk aralndadr. 0.5-1.52 mm arasnda kalnlktaki sac plakalar ii dnme hz 1000-1400 dev./dk arasnda dnen abrasife diskler kullanlabilmektedir. Molibden plakalar yksek hz takm eliklerinden retilen matkap ularyla ve ticari soutucu svlarla verimli bir ekilde delinebilmektedir. Plastik ekil Verme Niyobyum ve tantal plakalar ok sayda teknikler kullanlarak ekillendirilir. Bunlarn ierisinde geleneksel tekniklerde mevcuttur. Svama, hidroforming, iirme ve kimyasal andrma gibi. Kompleks bir parann retilmesi iin tasarm yapan kiiler, nihai rn elde etmeden nce eitli ekillendirme ve birletirme ilemlerine ihtiya duymaktadr. Bu malzemelerin ekillendirme davranlar yumuak eliin davranlarna benzer ancak farkl olarak yrtlmaya yzeyde ilem srasnda srtnmeden doan tahrilere ve kalkmalara daha dayankldrlar. 0.1 mm ile 1.5 mm arasndaki kalnlklar iin tantal ve niyobyum, oda scaklnda elik kalplarda tp ekme, dvme, model basmak ve derin ekme ilemine tabii tutulabilirler. Bu ilem %6 hassasiyetle sac kalnlna bal olarak yaplabilmektedir. yi bir sonu iin plakann her taraf homojen olmal ve ince taneli olmal. Kaba taneli plakalarda yerel olarak bozulmalar grlebilmektedir.

Fabrikasyon retiminin olduka zor olmasna ramen, tantalin yannda tungsten dier refrakter metallere gre ok yaygn olarak kullanlmaktadr. ou tungsten paralar kalpta ekillendirme veya derin ekme ilemlerine tabii tutulmaktadrlar. Yeniden kristalleme ve yn zellikleri bilinirse, fabrikasyon olarak gererek ekillendirme, ekme vs birok yntemle tungsten ekillendirilebilir. Genelde basit ekiller oda scaklnda ekillendirilebilmektedir. Ancak ar ve byk kesitler yksek ekillendirme scaklklarnda gerekletirilebilmektedir. Dvme ve kesme baz kalnlk-scaklk ilikisine bal olarak scak yaplmaldr. Malzeme 1.3 mm veya daha kalnsa, 1.6 mm ile 3.2 mm nihai boyutta kesilmeli ve paralarn kenarlarnda kenar bitirme ve parlatma ilemleri yaplmaldr. Tungsten ve molibdenin haddelenmesinde, ak ve kapal kalpta dvlmesinde merdaneler ve kalplar 425 oC den 540 oCye kadar stlrlar. Aksi durumda geleneksel teknikler uygulanr. Refrakter metaller eer zaman scaklk faktrne byk nem verilirse havada tel ekilebilir. Burada merdaneler ve latalar kullanlmaktadr. Scaklk oksi-asetilen aleviyle salanabilmektedir. Tungsten ve Alamlar Tungsten ve zellikleri smini sve dilinde tung kelimesi olan ar kelimesi ve sten kelimesi de beton kelimesinin birleiminden almtr. 1781 ylnda sveli kimyac Karl Wilhelm Scheele tarafndan kalsiyum tungstatn bulunmasyla karlalmtr. Scheelit Wolframite en nemli tungsten kaynaklardr. Tungsten dnyann birok yerinde bulunan refrakter metallerden bir tanesidir. Dnyadaki toplam tungsten rezervinin yars in de bulunmaktadr. Kore, Bolivya, Portekiz, Avustralya, Tayland, Kanada, ABD ve Trkiye dier nemli tungsten kaynaklarnn bulunduu lkelerdir. Dnyada ok sayda rezerv yaygn olmasna ramen, ABD en byk tketime sahip olan lkedir. 1970 li yllardan beri tungstenin hurdadan kazanm artm ve gnmzde %30 lar mertebesine kadar ulamtr.

Volfram beyazms gri renkli, esiz zelliklere sahip bir metaldir. Atom numaras 74, atom arl 184, younluu 19.3 gr/cm3 tr. 3410 0C ile en yksek erime noktasna sahip bir elementtir. Ayn zamanda paslanmaya ok dayankl olan volfram 1650 0Cnin stnde en fazla gerilme direnci olan metaldir. Doada 20den fazla volfram minerali bilinse de, ekonomik olarak iletilebilen mineraller elit (CaW04) ve volframittir [(Fe, Mn)W04]. Yerkabuu ortalamas 1-1.3 ppm olan volfram en fazla granitler iinde bulunur (ortalama 1.5 ppm). Volfram tayan ana oluumlar metamorfik kayalardr. Pek ok yatakta volframa bakr, kalay, bizmut, antimuan ve molibden mineralleri de elik eder. Tungsten en yksek ergime scaklna sahip olan bir metaldir. Gene btn metaller arasnda en yksek younlua sahip olan ikinci metaldir. Ve yine karbonla bir araya geldiinde insanolunun ticari boyutta rettii en sert malzeme olarak karmza kmaktadr. lkemizde volfram minerali ilk kez 1945 ylnda St-Duda antimuan yatanda bulunmutur. Volfram madencilii ise 1964lerde balam olup, ilk volram retimi 1967 ylnda Rasih ve hsan Ltd. ti. Tarafndan Nidedeki Sb-W-Hg yatandan yaplmtr. lkedeki cevherlemelerin ou skarn tipidir. Bunlarn balca minerali eelittir. NideGmler ve St-Dudataki cevherlemeler ise damarlar eklinde olup, Hg ve Sb ile birlikte olumutur. Balca volfram cevherlemeleri Bilecik (St-Duda), Bursa (UludaKozbudaklar), anakkale (Yenice-akroba-Hamdibey), Elaz (Kebandere-SoanlkyNallziyaret), Krklareli (Demirky), Ankara (Keskin-elebi), Nide (Gmler), ve Yozgat (Akdamadeni) yrelerindedir. lkemiz volfram rezervi 67,638 ton olup, dnya toplam rezervinin yaklak % 2sine karlk gelir. Bunlarn iinde Bursa-Uluda volfram yata lkemizin en byk yata olup, toplam rezervlerin % 98ini oluturur. Halen lkemizde volfram madencilii yaplmamaktadr. Bu nedenle de konsantre retimi sz konusu deildir. Volframn yurt iinde en ok tketilen alam ferro-tungstendir ve ithalat yolu ile karlanmaktadr. Bu alam % 80 W iermektedir ve volframl takm elikleri retiminde kullanlmaktadr. Yllk 50 tonluk tketimi vardr. Ayrca tungsten karbr (WC) ylda yaklak 25 ton ithal edilen ve yurtiinde kullanlan baka bir volfram bileiidir.

Tungstenin kullanm alanlar Tungstenin balca tketim alanlar 5 ana balk altnda toplanabilir. Tungsten karbr, semente karbrler Alam elementi olarak Tungsten alamlar Saf tungsten Tungsten-esasl kimyasallar

Tel formunda; aydnlatma, elektronik devreler, Termokupllar (scaklk sensrleri)

Tungsten alamlar olarak; aydnlatma, tp, elektronik, yksek scaklk teknolojisi askeriye, Spor

Semente karbrler olarak; metal kesme takmlar, andrc paralar, madencilik takmlar, su veya petrol sondaj takmlar, tahta ve plastik ileme takmlar

Tungstenin yksek ergime scakl, ok yksek scaklk uygulamalarnn bulunduu uygulamalar iin bu metali ekici klmaktadr. Tungstenin dk scaklkta kullanmnda ise, yksek elastik modl, younluu veya koruyucu zelliinin salad avantaj sebep olarak

gsterilebilir. Tungsten karbr toplam tungsten tketiminin %65 ini iermektedir. Tungsten karbrler balayc eleman olarak kobaltla birletirilerek kullanlmaktadr ve bu malzemeler semente karbrler olarak isimlendirilmektedir. Semente karbrler daha ok talal imalat, andrma sistemleri ve kesme uygulamalarnda kullanlmaktadr. Hadde mamul metalik tungsten ve alamlar gerekte toplam tungsten tketiminin %16 s civarndadr. Tungsten ve tungsten alamlarnn pazarda yer bulmasnn balca sebebi yksek younluun arand uygulamalardr. Bu malzemeler; dengeleyici arlklar, uak ini takmlar ve sistem regltrler de kullanm alan bulmaktadr.

Dier uygulama alanlar; radyasyon plakalar ve X- n hedefleridir. Tel formunda daha ok lamba flamanlarnda, elektronik aletlerde ve termokupullarda geni olarak kullanlmaktadr.

Tungsten ieren kimyasallar toplam tungsten tketiminin %3 n iermektedir. Bu malzemeler daha ok; organik boyalarda, fosforlu boyalarda, katalistlerde, kinetik enerjili dalclar, katot n tplerinde ve X-n aynalarnda kullanlmaktadr.

Volframn ok geni ticari, endstriyel ve askeri uygulama alanlar vardr. Saf volfram vakumda ve asal gazlar iinde 2400 0Cye kadar dayanklln korur ve bu nedenle de; elektrik ampllerinde, elektrik balant yerlerinde ve x- n tplerinde kullanlr.

Volfram alamlar ( Cr, Ni, V, Co, Mo ile yaplan alamlar) yksek devirli kesme aletleri, valf, yay, buji retiminde, metalik volfram ise galvanometre, teleskop, yay, jilet, piyano teli, metal aynas, stma eleman, termostat yapmnda kullanlr.

Volfram bileikleri ise; teksir ve bask boyalar, cila, cam, mrekkep, makina yalar retiminde kullanlr.

Volframn en geni kullanmlarndan biri de tungsten karbiid eklindedir. Bu ekliyle yksek sda (1000-15000C) sertliini ve anma direncini koruduu iin; metal ilerinde, madencilik ve yap endstrisinde kullanlr. Ayn zamanda askeri malzeme, s oluu, radyasyon kalkan, arlk ve kar arlklarn retiminde, elik aksamlarn ve anmaya dayankl para ve kaplama malzemelerinin yapmnda da kullanlr.

Benzersiz fiziksel zellikleri ile; uzay endstrisinde, gaz trbini ve dizel motor retimi ile yzey ileme endstrisinde giderek daha fazla kullanlan bir maddedir.

rnein; renkli cam retiminde, x-n ve

televizyon lambalarnda, petrol rnleri endstrisinde, kimya endstrisinde, tekstil endstrisinde volfram veya bileikleri kullanlmaktadr. Uak endstrisinde de volframn nemli bir yeri vardr.

Tungstenin retimi Tungsten ve Tungsten alamlar toz metalurjisi teknikleriyle ubuklar, barlar eklinde preslenip sinterlenebilir ve peinden mekanik ilemle deformasyon grm ubuklar, plakalar veya tel olarak piyasaya srlebilirler. Birok tungsten rn karmaktr ve bu sebeple son ekline yakn olarak kalplanr ve preslenir sonrasnda sinterlenir. Bu ilem iin talal imalattan kalr.

Wolframite((FeMn)WO4) elit(CaOWO3)

WO3 retmek iin hidrometalurjik ilem alkali lii veya asit lii Hidrojenle indirgeme

Tungsten tozu Tungsten tozunun retim emas

Tungsten bileiklerinin retim emas Tungsten hadde rnleri yeniden kristallenme scaklklarna gre 3 temel gruba ayrlr. lk grup, elektron demeti ergitme, zone-refined veya ark ergitmenin yapld alamsz tungsten; alamlanmam tungstenin dier formlar; renyum veya molibden ieren tungsten alamlar. kinci grup, ticari lekte veya ilave yaplmam toz metalurjisi ile retilmi tungsten. Bu malzemeler tungstenin saf olarak retilmesinde hassas davranlan alamlardr. nc grup malzemeler, AKS ilave edilmi malzemeleri (Aluminyum, potasyum ve silisyum ilaveli), renyum ilave edilmi tungsten alamlarn ve %1den fazla ThO2 ieren saf tungsteni ierir. Tungsten Alamlar tungsten alam ticari olarak retilmektedir. Bunlar; tungsten-ThO2, tungsten-molibden ve tungsten-renyum alamlardr. W-ThO2 alamlar, %1-2 ThO2 i ikinci faz olarak iermektedir. ThO2 dispersiyonu thermo-iyonik elektron emisyonunu destekler ve bu sayede TG kaynanda kullanlan kaynak elektrotlarnn balang zelliklerini artrr. Ayn zamanda, elektron discharge (tahliye) tplerinin verimini ve tungsten telin scak ilem scaklklarndaki srnme direnlerini desteklemektedir.

Tungsten ar metal alamlarn retmek iin prosesler Ar metal alamlar genel olarak yksek saflkta, ince boyutlarda retilmi element tozlarnn kartrlmasyla retilmektedir. Burada kullanlan tungsten tozlarn boyutlar 2-3 m ve %99.99 saflktadr. Sinterleme: Kalplanan paralar genel olarak nve tipi frnlarda toplanarak sinterlenirler. Sinterleme ilemi genel olarak rnn kimyasal bileimine de bal olarak, 1425-1650C scaklklar arsnda gerekletirilmektedir. Baz durumlarda vakum ortamnda bu malzemelerin sinterleme ilemi gerekletirilmektedir. Sinterleme sresi parann boyutuna bal olarak 20 dk dan saatler mertebesine ulaabilmektedir. Para boyutlar birka gramdan 20 kg ve daha st arlklara ulaabilmektedir. Scak Presleme: Baz ok byk paralarn retiminde souk preslemeden daha ok scak presleme uygulanmaktadr ve akabinde sinterlenmektedir. Bu ekilde retilen paralar souk presleme ile retilen paralardan daha krlgan ve daha dk mukavemet sergilerler. Kaplamalar: Tungsten alamlarnn 1650 - 2205 C scaklklar arsnda atmosferik etki altnda almas iin bir takm koruyucu sistemler gelitirilmitir. Ta-Hf ala esasl alamlarn malzeme yzeyine sv ortamda kaplanmas ridyum esasl alam ile malzemenin sv ortamda kaplanmas (r. r-30%Rh) Dubleks ve tribleks silisit kaplamalar. Bunlar sv, kat ortamlarda ve CVD yntemleri ile yaplmaktadr. Tungsten alamlarnn zellikleri Korozyon ve kimyasal diren: Oda scaklnda tungsten genelde birok kimyasaln etkisine kar diren gsterir, ancak, nitrik ve hiroflorik asit zeltilerinde kolayca znmektedir. Yksek scaklklarda kimyasal etkilere olduka ak hale gelmektedir. 250Cnin zerinde, tungsten fosforik asit ve klorla hzla reaksiyona girmektedir. 500Cnin zerinde oksitlenmeye balamaktadr. 1000Cde tungsten birok gazla reaksiyona girmektedir.

Mekanik zellikler: Tungsten yksek ekme mukavemetine ve srnme direncine sahiptir. 2205Cnin zerinde en mukavemetli tantal alamnn iki kat kadar bir mukavemet sergilemektedir ve tantal alamlarndan younluu sadece %10 kadar fazladr. Ancak tungstenin yksek younluu, dk scakllarda dk sneklik gstermesi ve havayla temasnda oksidasyon eilimi kullanmn snrlayabilmektedir. atmosfer artlarnda gereklidir. lem tungsten metali (Souk deformasyon) yksek mukavemete, ynlenmi mekanik zelliklere ve oda scaklnda yksek toklua sahiptir. Ancak, 1370Cnin zerinde hzla yeniden kristallenme grlr ve btn scaklklarda atlamaya hassas olan tanesel yap oluur. Yeniden kristallenmi tungsten 205Cnin zerinde snek-gevrek gei scaklna yakalanr. Ancak byk miktarlarda lk ve souk deformasyon snek-gevrek gei scakln oda scaklnn altna tar. Tavlama bu scakl artrmaktadr. Gerekte snek-gevrek gei scakl, tane boyutu, deformasyon hz ve emprite seviyesi gibi birok faktrden etkilenmektedir. Tane boyutu 1m yi gemedike darbe gei scakl tane boyutunun art ile dmektedir. Deformasyon hznn art da darbe gei scakln drmektedir, ancak, emprite miktarnn artyla iddetli bir trman gstermektedir. Btn krlgan metaller gibi, tungstenin entik hassasiyeti ok fazladr. Bu sebeple, servis ncesinde, zmparalama ile yzeyde bulunan dalgalanmalar birka dakika iin zmparalayarak uzaklatrmak, oksitlemek veya elektrolitik olarak parlatmak sneklii desteklemekte ve darbe gei scakln drmektedir. Yeniden kristallenmi tungsten, darbe gei scaklnn altnda, tane snr krlmas ve klivaj krlmann birlikte grld bir hasar oluturur. Darbe gei scakl civarnda ise klivaj krlma miktar artar. Yksek scaklklarda, genelde 500 oC nin zerinde tane snr ve snek krlma baskndr. Genel olarak, tane snr krlmas ticari olarak saf olan tungstende etkili olur ve AKS ilave edilmi tungstende de snek krlma grlr. Elektriksel zellikler: Tungstenin elektriksel direnci ve elektriksel direncinin scakla bamllk katsays tungsten metalinin saflk derecesine ve deformasyon miktarna kuvvetle baldr. Tungstenin kullanld ortamlardaki maksimum servis scakl 1925-2480C arasndadr ancak yzey korumas

Molibden ve Alamlar Molibden ve zellikleri Molibden Sert, krlgan, gm beyaz metalik bir elementtir. Atom numaras 42 ve atom arl 95,94'tr. Molibden 2617C'de erir. Bu zellii ile metaller arasnda altnc sray alr. 4639C'de kaynar. zgl arl 10,2 g/cm3tr. Serbest halde bulunmaz. En ok bulunduu mineral molibdenit (molibden dislfr, MoS2) tir. 10 kadar molibden ihtiva eden mineral bilinmesine ramen, ekonomik deere sahip tek mineral molibdenittir (MoS2). Dier baz mineraller vulfenit (PbMoO4), povellit (CaMoO4) ve ferrimolibdit (Fe2O3.3MoO3.8H2O) tir. lk olarak sveli kimyager Carl Wilhelm Scheele tarafndan 1778 senesinde molibdenit mineralinin slfr minerallerinden ayrlmas esnasnda bulunmutur. Tungsten metali molibdenin kefinde nclk etmitir ve Scheele 18 nci yzylda molibdenin kefinde bir faktr olmutur. Ancak molibdenin %96 saflkta retilebilmesi 1893 ylnda alman kimyaclar tarafndan baarlabilmitir. lk ticari kullanm bir yl sonra Fransz firmas tarafndan zrh malzemesi olarak kullanlmasyla olmutur. 1919 ylnda tungsteni ilk tantan nc bilim adamlarndan Dr.Coolidge ilk snek molibden metalini elde etmitir. lk yllarda kullanm ok yava ilerlemi ta ki 1925 yllarna kadar yava ilerleme devam etmitir. Ancak bu yllardan sonra kullanm hzla artmtr. Dier Refrakter metallere gre molibden tketimi biraz daha fazladr. Molibden; Yksek ergime noktas, yksek scaklk mukavemeti, sy iyi iletmesi ve s ile az genlemesi

gibi stn zelliklere sahiptir. Bu zellikleri sebebiyle 1100C stndeki demir ve elik sanayinde kullanlr. Molibdenin sl genleme katsays belirli scaklklarn zerinde lineer davran gstermektedir ve bu iletim katsays ile birleince termo-kupl yapmnda aranan bir malzemedir. Termal iletkenlii eliin, nikel ve demir alamlarnn yaklak %50 daha fazlasdr. Bu zellii ile molibden s alc (radyatr) olarak kullanm alan bulmaktadr.

Btn Refrakter metaller arasnda en yksek elektriksel iletkenlie sahip olan Refrakter metaldir. Bakrn iletim katsaysnn 1/3 kadar iletime sahip olan molibdenin elektrik iletimi nikel, platin ve cvadan daha yksektir. Silisyum yar iletkenlerde, molibdenin elektriksel iletkenlii akm iin gerekli olan balantlar salamada kullanlmaktadr. Molibden korozyon direnci yksek olan paslanmaz elik imalinde de yaygn olarak kullanlmaktadr. Oda scaklnda hidro florik asit ve iyodr ve klorr zeltilerine karda korozyon direnci yksek olan bir metaldir. Hidroklorik, slfrik ve fosforik asitten hafif etkilenen molibden nitrik asit den ok fazla etkilenmektedir. Hidrojen gevrekliine pek yakalanmayan molibden hidrit de oluturmaz. Oksidasyon ajan bulunmazsa, molibden mineral asitlerine kar olduka dayankldr. Molibden metali baz metallerin sv fazdaki korozif etkilerine dayankldr ancak, 1000 Cnin zerindeki scaklklarda sv kalay, aluminyum, nikel, demir ve kobalt etkilemektedir. Molibden, havada 600oC nin zerinde hzla oksitlenmektedir. Scak gaz uygulamalarnda koruyucu bir kaplamaya gereksinim vardr. Molibden paralarn yzeyinde ince MoSi2 tabakasnn oluumunu iermektedir. Bu kaplanan silisit tabakas 1650 C ye kadar dayanmaktadr. Vakum ortamnda kaplanmam molibdenin mr snrszdr. rnein d uzayda molibdenin oksidasyon hz nemsiz denecek kadar azdr. Molibden ve Alamlarnn retimi Molibden konsantreleri endstride genellikle molibdik oksit ekline dntrldkten sonra kullanlrlar ve bu rn ferro-molibden, kimya ve metalik molibden tozlarnn kullanld tm endstriyel ilemlerin ana maddesidir. Molibdik oksit rnleri yaklak % 90 MoO3 ve maksimum % 0.1 kkrt ihtiva ederler. Ferro-molibden, molibdik oksitle demir oksitin, silisyum ve/veya alminyum indirgen olarak kullanld klasik metalo-termik prosesler ile elde edilir. Balca molibden rnleri ve bileikleri, molibdenit konsantresi (MoS2), molibden dioksit (MoO2), molibdik oksit (molibden trioksit) (MoO3), ferro-molibden, amonyum molibdat ve metalik molibden tozudur. Bundan baka halojenrler tellr ve selenr bileikleri de vardr. Ferro-molibden % 58-64 Mo ihtiva etmektedir. Amonyum molibdat, saf molibdik oksitin amonyum hidroksitle reaksiyonu sonucu saf molibdatn kristallemesi ile elde edilir Molibden ve bileiklerinin retim akm emalar aadadr;

Molibden slfit (MoS2)

Kavurma ilemi Saf oksit retmek iin hidrometalurjik ilem

Hidrojenle indirgeme

Ergitme

Molibden tozu ve ingot

Metalik molibden tozu, saf molibdik oksit veya amonyum molibdatn hidrojen ortamnda indirgenmesi ile elde edilmitir. En saf molibden tozu (% 99.95 Mo) amonyum molibdattan retilir. Son zamanlarda gelitirilen elektro oksidasyon yntemi ile dk tenrl konsantrelerden molibden ve renyum kazanlmas salanmtr.

Molibdenin Kullanm Alanlar Fe Esasl malzemelerde; Karbr elikleri HSLA Yksek Scaklk elikleri Paslanmaz elikler (Oyuklanma ve aralk korozyonunu nlemek iin) o Dubleks paslanmaz elikler Takm elikleri o Scak i Takm elikler o Yksek hz takm elikleri Dkme Demirler Demir D Alamlar (Sper alamlar & Nikel esasl alamlar) Titanyum esasl alamlar Mo Esasl alamlar Toz metalurjisi Kimyasal uygulamalar Katalistler Pigmentler Korozyon inhibitrleri Duman kovucular Yalayclar

Molibden zel eliklerde, pik demirlerde, nikel, kobalt ve titanyum bazl alamlarda kullanlan ok ynl ve fiyat etkileyen bir alam maddesidir. Molibden bileiklerinin yaklak; 2/3 molibdik oksit, % 20si ferromolibden, kalan ksm da amonyum molibdat, kalsiyum molibdat ve sodyum molibdat eklinde kullanlmaktadr.

Molibden alam elementi olarak metali pekitirmede, salamlk ve sertlik zellii vermede, anmaya dayankl eliklerde, dkme demirlerde ve demir esasl malzemelerde kullanlr. elik, inaat elikleri, eitli metal ve alamlar ve paslanmaz elik molibdenin nde gelen kullanm alanlarn oluturmaktadr. Birinci kullanm alann alam elementi olarak eliklerde kullanlmas oluturmaktadr. Boru hatlarnda kullanlan elikler, takm elikleri zellikle yksek hz takm elikleri ve paslanmaz elikler

balca kullanm alanlarn oluturur. Bununla birlikte dk alaml eliklerde AISI 4xxx serisi alamlarda yaygn olarak kullanlmaktadr. eliklerde ok iyi bir karbr yapc olmasnn yannda tane inceltici zellii de nemlidir. Molibden saf metal olarak da ok yaygn olarak kullanlmaktadr. Molibden esasl alamlar ve kimyasallar da ok nemli kullanm alanlarna sahiptirler. Molibden ihtiva eden alamlar, paslanmaz elik, tp ve boru eklindeki aletlerin yapmnda, sper stclarda, elik rezistanslarnda, petrol rnlerinin elde edilmesinde ve kimyasal ilemlerde yaygn olarak kullanlrlar.

Kimyasal olarak eitli ve geni kullanm alanlar olan molibden kuma boyaclnda, alkol ve formaldehit elde edilmesinde kullanlr. Ayrca, mknats alamlar, dkm karpitleri su ve gaz geirmeyi nleyici materyallerin imalinde

kullanlmakta olup son yllarda da srtnmeyi azaltc zelliinden dolay ya ve greslere eklenmektedir.

Molibden Alamlar Molibden alamlar kullanm alanlar ile birlikte u ekilde sralanabilir; Mo-0.5Ti Mo-0.5Ti-0.02C TZC: Mo-1Ti-0.3Zr-0.15C (uzay aralar ekipmanlar ve bileenleri) TZM: Mo-0.5Ti-0.1Zr (s motorlar, s dntrcler, nkleer reaktrler, radyasyon kalkanlar, ekstrzyon kalplar) nemli bir molibden alam %0.5 Ti ve %0.8 Zr iermektedir (TZM). 1100 oC scaklkta saf molibdenin iki kat mukavemete sahiptir. 1000oCnin zerindeki uygulamalarda daha ok kullanm alan bulmaktadr. Yksek scaklkta sertlik, yksek termal iletkenlik, dk termal genleme

gibi zellikleri sebebiyle, scak i uygulamalar iin en iyi malzemelerden bir tanesidir. Balca kullanm alanlar; basnl dkm kalplar ve maalar, ekstrzyon kalplar ve zel dvme kalplar.

Mo-W alamlar ergimi inkoya direnlidir. Elektronik devre tablalarnda yksek iletkenlik ve dk genleme salamak iin Mo bakr ile kaplanr. Mo-%25Re alamlar roket motor bileenleri ve sv metal s dntrcleri olarak8oda scaklnda snek olmas gereken) kullanlr. Stellite 21 %5Mo-Co esasl bir sper alamdr. Mo alamlar; Mkemmel mukavemet, 1900Cnin zerinde mekanik kararllk, seramiklere nazaran yksek sneklik ve tokluk zelliklerinden dolay, Yksek scaklk stc elemanlar Radyasyon kalkanlar Ekstrzyon ve dvme kalplar Dner x-n anotlar (klinik tehislerde kullanlan)

Cam ergitme frn elektrodlar Yar iletken ip balantlarnda Si karl termal genlemeli s alclar Entegre devre iplerinin balantlarnda Otomotiv piston segmanlar ve makine paralarnda srtnmeyi ve anmay azaltmak iin sprey kaplamalar olarak kullanlrlar.

Niyobyum ve Alamlar Niyobyum ve zellikleri Niyobyum Kolombium da denilen ve tantalyum'a benzeyen metalik bir element. Niyobyum sert ve cilal bir metal olup, krlgan ve dvlebilirdir. Rengi gri veya gmi beyazlktadr. Kolayca erir ve kararmaz. Atom arl; 92,906, atom numaras 41'dir. On iki tane radyoaktif izotopu vardr. Radyoaktif olmayan niyobyumun atom arl 93'tr. On iki izotopun atom arlklar 89 ila 101 arasnda deimektedir. Younluu 8,4 g/cm3tr. Erime noktas 1950C, kaynama noktas 2900C'dir. Bu element ilk defa ngiliz kimyacs Charles Hatchett tarafndan 1801 ylnda kefedildi ve kolombiyum ismi verildi. 1864 ylnda metalik olarak ilk kez Blomstrand tarafndan, klorr yapsndaki niyobyumu hidrojen ortamnda starak redklenmesiyle elde edilmitir. Elde ediliinin yaklak 100 yl sonrasnda ismi, the International Union of Pur and Applied Chemistry tarafndan 1949'da milletleraras kimya anlamasna gre niyobyum ve sembol olarak da (Nb) kabul edildi. Niyobyum elementi niobit (kolombit), niobit-tantalit, paraklor, ve ksenit ierisinde bulunur. Niyobyumun byk miktarlarda bulunuu karbonatitler halindedir (karbon-silikat kayalar) ve paraklorrlerle beraberdir. Genel olarak cevherleri Brezilya, Kanada, Nijerya, Zaire ve Rusya dadr. Genelde niyobyum tantalyumla birlikte bulunmakta ve eitli yollarla elde edilmektedir. Niobit; kolombit, niobit-tantalit [(Fe, Mn)(Nb, Ta)2)O6] adlaryla da bilinir. Niobit siyah mineral grubu iinde olup tantalyum ve niyobyumun cevheridir. Bnyesinde %50 ila %76 arasnda Nb2O5 bulundurur. Niobit hemen hemen metal kadar olan parlakln ve yksek younluunu iindeki demir ve mangandan almaktadr. Dier cevherleri Pyrochloride, euxenite, fergusonite ve loparite olarak saylabilir. Pyrochloride, (Ca,Na)2(Nb,Ta,Ti)2O6(OH,F) %40 ile %70 aralnda Nb2O5 ierir. kincil en nemli cevherdir. Fergusonite, Y(Nb,Ta)O4 %38 ile %58 arasnda Nb2O5 ierir. Euxenite,

Y(Nb,Ti,Ta)2O6

%21 ile %34

ve loparite, (Na,Ce,Ca) (Ti,Nb,Ta)O3 %7 ile %20

aralklarnda niyobyum ierir. Niyobyum tantalla olduka fazla benzerlikler gsterse de refrakter metaller arasnda en dk ergime scaklna, en dk younlua, en dk elastik modle, en dk termal iletkenlie, en dk mukavemete ve en yksek termal genlemeye sahiptir. 200C de oksitlenmeye balar, alma scakl ise demir, nikel ve kobalt esasl metallerden daha yksek olup yeniden kristalleme scakl 982C-1093C aralndadr. Korozyona tantal kadar dayankldr. Ergimi alkali metallere, hidroklorik, slfrik, nitrik, ve fosforik asite kar dayankldr fakat hidroflorik asit ve hidroflorik asit karmlarna kar dayankszdr. Ergime scakl molibdeninkine yakn olmakla beraber maliyeti tantaln altda biri, molibdenden ise %25 daha fazladr. Yksek scaklkta, oksijenle, karbonla, halojenlerle, azotla, kkrtle ve dier ametallerle reaksiyon verir. Nitrik ve hidroflorik asit karmnda znr. Tane inceltici ve karbr yapc etkiye sahip olduundan, akma snrnn ykselmesini ve sertliin artmasn salar. Nb un mekanik zellikleri olduka iyidir. lenebilmesi, tavlanabilmesi Nbu ok ynl bir malzeme yapar. 300-500C arasnda deformasyon yalanmas zellii gsterir. Dk younluu ve dk termal ntron zellii atom reaktrlerinde kullanmn ngrr. 200 Cnin altndaki ou gazlara direnlidir. 350Cnin zerinde oksitlenir. 300 Cnin zerinde N ile reaksiyona girer. 250 Cnin zerinde hidrojen krlganl hassasiyeti vardr. Oda scaklnda florr ve HF gaz ile reaksiyona girer. Yksek scaklkta oksijene afinitesi yksektir. Oluan oksit metali yaltkan yapar. Alamsz Nb ergimi Na, K, Li, Ca, Ce, Bi, Pb ve Age 1000Cnin zerinde direnlidir. Niyobyumun retimi Niyobyum, tantal ve bu metallerin alamlar en kolay retilebilen refrakter metallerdir. Bu alamlar plastik deformasyonla ekillendirilebilir, talal imalatla ilenebilir ve geleneksel yntemlerle birletirilebilir.

Bu metaller saf haldeyken snektir ve karbon, azot, oksijen ve hidrojeni yksek miktarlarda zebilirler. Niyobyum ve tantalin bu yksek znrl sebebiyle retim esnasnda krlganlk gstermezler. Ancak tantal ve niyobyum yksek scaklklarda oksijen znrlklerinin fazla olmas sebebiyle snekliini kaybetmektedirler. tolere edilmedike koruyucu kaplama veya atmosfer kullanlr. Redksiyon Yntemi Gnmzde ok yaygn olarak kullanlan bir yntemdir. Ferro-niyobyumun pro-klor konsantrelerinin almino-termik yntemle redklenmesini ierir. Niyobyum metali klorrleme ilemiyle saflatrlmaktadr. Bu ilemde NbCl5 buhar fazndan distile edilmekte ve sonrasnda oksit hale hidrolize edilmektedir. Sonrasnda almino-termik yntemle retilmektedir. Dier bir niyobyum retme yntemi tantalyum retimi srasnda kan niyobyum oksitin toplanmasn ierir. Cevher HF ve H2SO4 ieren bir asit zeltisi ierisinde zeltiye alnmaktadr ve sonrasnda solvent ekstraksiyon prosesi ile saflatrlmaktadr. Alminotermik ilem sonrasnda niyobyum saflatrlmakta ve takiben EB ergitme ile saflk istenilen seviyeye getirilmektedir. Toz retimi Toz retimi ingottan gerekletirilmektedir. Burada yntem; hidratlama, krma tme ve dehidratlama ilemi Bu sebeple bu metallerin yksek scaklktaki retimleri gerekli grlmedike kullanlmaz. Baz etkileimler

eklinde yaplmaktadr. Ayrca baz alamlar iin atomizasyon yntemi de kullanlmaktadr. Toz yaps kapasitr uygulamalar iin tantalyumdan retilen toza ok benzerdir. tmeyle 10-15 mm arala kadar toz inmekte sonrasnda tmeyle istenirse seviye daha da aalara ekilebilmektedir. Ancak normalde tme yeterli olmaktadr. Niyobyum tozlar sklkla balang malzemesi olarak dier alam tozlar ile kartrlarak kullanlmaktadr. Karm bar olarak baslmakta veya ergitilmektedir. Bylelikle alamn

homojenlii salanmaktadr. Niyobyum alam hurdalar hidrat-tme dehidrat prosesi ile tekrar toz haline getirilerek dier alam hazrlama ilemlerinde kullanm alan bulmaktadr. Toz metalurjisi ile disperse faz ieren niyobyum alamlar (TiO2) yksek scaklk mukavemeti ve tane irilemesini engelleyici rol oynamaktadr. Niyobyum Alamlar Nb alam Bileimdeki elementlerle gsterilileri

Nb-1Zr; Minimum %98.5 Nb, %0.8 ile %1.2 arasnda Zr, maksimum % 0.01 C, maksimum %0.03 N ve O, maksimum % 0.01 Hf ermektedir. Nb-1Zr alam nkleer uygulamalarda kullanlr nk enine kesitte dk termal ntron sourumu, korozyona kar direnli ve radyasyon kaynakl hasarlara dayankldr. Ayrca 980 to 1205 C scaklk aralnda sv metal iletim sistemlerinde de yaygn olarak kullanlr. Nb-1Zr alam orta dzeyde mukavemet ve mkemmel fabrikasyon zelliinin sonucu olarak Na ve Mg buharl lambalarda kullanlr.

C-103(89Nb-10Hf-1Ti); %9 dan % 11 e kadar Hf , %0.7den %1.3 e kadar Ti, maksimum% 0.01 C, maksimum %0.03 N , %0.5 Ta ve maksimum %0.5 W iermektedir. Mermi yataklarnda, Roketler iin radyasyon eteklerinde, Uak motorlarnda, Uzaydan atmosfere giri yapan glide aralarnda ( Motorsuz uan aralar ) rehberlik edici yaplarnda, nemli olarak: Yksek scaklk uygulamalarnda, Alminit veya Silisit kaplamalarnda kullanlabilir.

C-129Y (80Nb-10W-10Hf-0.1Y); %9dan %11 e kadar W , %9 dan %11 e kadar Hf, %0.05den %0.3 e kadar Y , %0.5 Ta, 5 maksimum %0.5 Zr ierir. Yksek scaklk uygulamalarnda, Uzay aralarnda, Fzelerde: Kanatlarn en n ksmlarnda, yksek ses hzlarnda uan aralarda, Roket Nozullarnda: Uzaydan atmosfere giri yapan glide aralarnda (Motorsuz uan aralar ) rehberlik edici yaplarnda kullanlrlar.

Cb-752 (Nb-10W-2.5Zr); %9dan %11 e kadar W, %2 den %3 e kadar Zr, maksimum %0.02 O, maksimum %0.01 N, maksimum % 0.015 C ierir. Uzaydan atmosfere giri yapan glide aralarnda rehberlik edici yaplarnda, Jet motorlarnda, Termal radyasyon sistemlerinde, Uzay aralarnda g salayan kanal sistemlerinde.

Yksek scaklk uygulamalarnda koruyucu amal olarak kaplamalarda, Yksek scaklk oksidasyonuna koruma amal kullanlrlar. Yksek asitli ortamlarda mkemmel korozyon direncine ve oksitli ortamlarda bulunan sv metaller iin yksek korozyon direncine sahiptirler ancak ierisinde hidroflorik asit veya yksek alkali olan solsyonlarda kullanlmas nerilmez. Tantal Tantal ve zellikleri Niyobyum konusunda da ele alnd zere tantal metali genellikle niyobyumla birlikte bulunan bir metaldir. sveli bilim adam Ekeburg tarafndan 1802 ylnda ilk kez kefedilmitir. Tantal oksit olarak bulduu bu metali oksidinden ayrmak iin zmenin son derece zor olduunu gren Ekeburg Tantalusdan etkilenerek tantal adn koymutur. lk snek tantal metali 1905 ylnda elde edilmi ve 1922 ylna dek ksmen salk alannda paralarn imalinde kullanlabilmitir. Tantal daha ok kalay cruflarndan, tantalit cevherinden ve kolombit cevherlerinden retilmektedir. Tantal, kolombo tantalit, piroklrr ve tantalit mineralleri iinde niyobiyum ile birlikte bulunurlar. Bu mineraller % 30-70 orannda tantalyum ve niyobiyum oksitlerini ihtiva ederler. Bu konumda iki metalin birbirlerine oran % 10-90 arasnda deiir. Balca yataklar Kanada, Kongo, Brezilya, Portekiz ve Avustralya'dadr. Tantalitce zengin cevher yataklar Kanadada bulunmaktadr. Tantal retimi Tantal metalinin retimi tantal cevheri veya belirli kalay rufundan ekstraktif metalurji prosesleriyle ve zellikle Tayland ve Malezyada dier metallerden tantal ekilerek elde edilmektedir. Saflatrma ilemi Ta(OH)5 in keltilerinin ayrlmasyla ve kalsinasyonu ile veya potasyum florr ile reaksiyona sokarak potasyum florotantalite (K2TaF7) eklinde kristallendirilerek salanmaktadr. Tantal metalinin tantal bileiklerinden elde edilmesi hususunda eitli metotlar gelitirilmitir, ancak en ok kullanlan metot sodyum ile K2TaF7 nin indirgenmesi metodudur. Burada sodyum bileikleri ergitilerek uzaklatrlmaktadr. Elde edilen toz preslenerek ktk veya ekilli para olarak ekillendirilip sinterlenir. ok eitli parametreler vardr (zaman, scaklk,

sodyum besleme hz ve akkanlk) ve beslenen tozun boyutu gibi. Tantaln retim akm emas aada verilmitir. Kolombit (Fe2+Nb2O6) Tantalit (FeMn)O(Nb,Ta)2O5, Sn curufu Hidrometalurjik ilem (Nb/Ta ayrm iin HF zeltisinde zme) ve K2TaF7 retimi

Saf2TaF7 nin Sodyum K oksit retmek iin redksiyonu veya tuz elektrorafinasyonu

Elektron demeti ile Ergitme

Tantal tozu ve ingot

Tantal ve Alamlarnn Kullanm Alanlar Tantal allmam bir metaldir. Elektrik stabilitesi, korozyona mukavemeti, haddelemede fabrikasyon kolayl ve yksek s mukavemeti (3000C ergime derecesi btn metallerin en ykseidir.) bilinmektedir. Tantal alamlar aadaki tabloda verilmitir.Tantal Alamlar63 Metal Ta-10W T-111 T-222 Ta-40Nb 61 Metal (P/M) Nb 0.15 Ta Mo Kalan Kalan Kalan Kalan Kalan Kalan W 2.5 10 8 10 Re Zr Hf Ti Y C ThO2 Si K Al O

2 10 7.5

0.01

40

Aadaki tabloda tantal ve alamlarnn kullanm alanlar gsterilmektedir. Proses endstrisi Istma ve soutma bobinleri Kabuk ve tp s deitiricileri Kondenserler Tantal kapl elik tekerler Distilasyon kuleleri Scak slfrik asit servisi iin valfler Genileme balantlar(krkler) Cam retim elemanlar 1m apa 1.3m boya kadar btn potalar Mekikler, tekstil sanayii Termokupul koruyucu tpler

Tantal, Ta-Nb Tantal Tantal Tantal Tantal Molibden, Tantal, Ta-Nb Tantal Tantal Tungsten, Tantal, Ta-40Nb Tantal, Niyobyum Tantal kapl bakr veya elik Krc diskler Tantal Is duvarlar Tantal kapl bakr, Tantal Pskrtcler, huniler, jet frlatclar Tantal Fiek stclar Tantal 30 Psi basnda 150oC de HCl servisi iin Tantal (bozulan paralarda) pompalarda zel donanmlar mplant malzemeler Tantal Mzik enstrmanlar Tantal Elaktrolitik kaplama ekipmanlar Tantal Elektronik sanayi Kapasitrler Toz tantal, folyo, tel Kapasitr kzaklar Tantal erit Redresr, demiryolu sinyalleri Tantal Pil arj edicileri Tantal Elektron tp paralar Katotlar Tantal Uzay ve Nkleer Endstri Hipersonik uak tekerleri iin kenar ve burun Ta-10W(a) elemanlar Roket nozlleri Ta-10W (Ta-Hf clad) Is kalkanklar ve sezyum buhar giri tpleri Tantalyum (yon motoru) Ar petei yaplar Ta-10W Scak gaz borular Ta10W(a)

Renyum Renyum ve zellikleri 1925 ylnda alman bilim adamlar tarafndan kefedilen bir metaldir. Platin ve Niyobyum cevherlerinin ierisinde varl tespit edilmitir. Renyum 600oC nin zerinde oksitlenmektedir. Renyum hepta oksit olarak (Re2O7) oksit olumaktadr ve bu oksidin ergime scakl 297oC ve buharlama scakl 363 oC dir. Bu buhar zehirli deildir. Yksek scaklkta oksidasyon direncini artrmak iin iridyum kaplama yaplmaktadr. Sv lityum metal korozyon direncine sahiptir. nemli zellikleri arasnda, bakr, gm, kalay ve inko ergiyiklerinde etkilenmemesi saylabilir. Ergimi demir ve nikel ierisinde znmektedir. Aluminyum ile temasnda stabildir. Platinde renyumun sertletirme etkisi dikkate deerdir. Yksek scaklklarda renyumun hidrojene kar ve inert atmosferde ok dayankldr. HCl ortamnda ok direnlidir, tuzlu su korozyonuna kar son derece direnlidir ve elektriksel uygulamalarda elektriksel erozyonunun mekanik etkisine dayankldr. Saf metalinde snek-gevrek gei scakl grlmez. zelliklerinden bir tanesi de refrakter metaller arasnda karbr oluturmayan bir metal olmasdr. Renyum metalinin dier bir zellii de deformasyon sertlemesinin dier refrakter metallere gre ok daha yksek olmasdr. Sertlii deformasyonla %25 artabilmektedir. Maksimum ekme dayanm deformasyon zelliklerine de bal olarak 1158-2228 MPa arasnda deiim gstermektedir. %37 kesit daralmas sergilemektedir. Renyum retimi Renyumun dorudan retildii kendine has herhangi bir cevheri henz bulunamamtr. Bununla beraber birok cevherin ierisinde varl tespit edilmitir. Bunlar arasnda; molibdenit, tantalit, platin cevherleri, bakr cevherleri ve manganez saylabilir. Bakrn porpir cevheriyle ilgili (somaki ta) olan molibdenitler renyumun esasen en nemli ticari retim kayna olarak karmza kmaktadr. Molibdenit cevherlerinin kavrulmas aamasnda baca gazlarndan elde edilmektedir. Yakalanan renyum sonrasnda iyon deitirme ilemine tabi tutulmakta ve amonyum perhenat (NH4ReO4) olarak ktrlmekte ve hidrojen ile redklenerek (2700-2900oC) toz metal

olarak retilmektedir. EB ergitme renyum bileenlerde emprite ieriini azaltmak amacyla baz zamanlarda uygulanabilmektedir. Renyum ounlukla perhenik asit (HReO4), amonyum perhanat (NH4ReO4) ve metal tozu eklinde retilir veya kullanlr. Amonyum perhanat hidrojen redksiyonu ile metal tozuna dntrlr. Redksiyon 380C de gerekletirilir ve takiben saflatrma ve 700-800Cde tekrar redkleme ile kalan renyum oksitte dntrlr. retilen toz yaklak 205 MPa ykte souk presleme ile ekillendirilerek %35-40 younlua ulalr ve vakum altnda 1200C de 2 saat sreyle daha sonra 2700-2900C de hidrojen atmosferinde sinterlenerek kompaktlarn ierisindeki empriteler giderilir. zetle para olarak retimi, tozlarn preslenmesi, vakum ortamnda n sinterlenmesi ve sonrasnda hidrojen ortamnda yksek scaklkta sinterlenmesi eklindedir. Renyum ve alamlar standart toz metalurjisi teknikleri ile retilmektedir. Fabrikasyon retimi souk deformasyon ve deformasyon kademeleri arasnda tavlama ilemleri uygulanarak gerekletirilmektedir. Renyum ve Alamlarnn Kullanm Alanlar Renyum Alamlar, aslnda renyumun deil tungstenin arlka olduu W-Re alamlar eklindedir. W-Re alamlar aadaki tabloda grlmektedir. %90 younlukta malzeme elde edilir. Bazen yeniden elektron demet ergitme ile renyum

Nb W-Re Alamlar W-1.5Re W-3Re W-25Re Doped W

Ta

Mo

W

Re Zr Hf Ti Y

C

ThO2 Si

K

Al

O

Kalan 1.5 Kalan 3 Kalan 25 Kalan

50ppm 90ppm 15ppm 35ppm

Renyumun kullanm alanlar ierisinde fiziksel uygulamalardan daha ok kimyasal uygulamalar yer almaktadr. Renyum katalistler renyum tketiminin %85 ini iermektedir. Renyum seimli hidrejenasyon ileminde ve dier kimyasal reaksiyonlarda platin ile benzer ekilde dzenleyici olarak, katalistlerde nemli bir uygulama alan bulmaktadr. En ok kullanm alan bulduu prosesler veya test edilip katalist olarak kullanld prosesler:

alkalizasyon, dealkalizasyon, dehidroklorinasyon, dehidrojenasyon, dehidroizomerizasyon, suyun zenginletirilmesi, hidrocracking, hidrojenizasyonu, oksidasyon ve dzenleyicilerdir.

Renyum katalistlerin en sekin zellikleri, seimli olarak dntrme ilemlerinde ok verimli olmas ve hidrojenizasyon ilemlerinde bunun ok daha st seviyelerde olmas sylenebilir. Azot, kkrt ve fosfor gibi katalizt zehirlerine kar nemli diren de sergilemektedir. Renyum alamlar, nkleer reaktrlerde bariyer malzemesi olarak, yar iletkenlerde, elektronik tplerde, termokupllarda (2200oC ye kadar), giroskoplarda, minyatr roketlerde (iridyum kapl renyum), elektrik kondaktrlerinde, termiyonik dntrclerde ve dier ticari ve havaclk uygulamalarnda

geni kullanm alan bulmaktadr. Tungsten renyum alamlar; x-nlar tp reticilerin tarafndan yzeyi molibdenlenmi hedeflerinin retiminde kullanlmaktadr. Dier renyum alamlar (tungsten ve molibden) flaman olarak, grid stc olarak, katot kaplar olarak, foto-fla lambalarnda ateleyici tel olarak kullanlmaktadr.