Tantal(V)-oxid (Ta₂O₅ oder Tantalpentoxid), Reinheit 99,99 %, CAS 1314-61-0
| Tantalpentoxid | |
| Synonyme: | Tantal(V)-oxid, Ditantalpentoxid |
| CAS-Nummer | 1314-61-0 |
| Chemische Formel | Ta2O5 |
| Molmasse | 441,893 g/mol |
| Aussehen | weißes, geruchloses Pulver |
| Dichte | β-Ta2O5 = 8,18 g/cm3, α-Ta2O5 = 8,37 g/cm3 |
| Schmelzpunkt | 1872 °C (3402 °F; 2145 K) |
| Löslichkeit in Wasser | vernachlässigbar |
| Löslichkeit | Unlöslich in organischen Lösungsmitteln und den meisten Mineralsäuren, reagiert mit HF |
| Bandlücke | 3,8–5,3 eV |
| Magnetische Suszeptibilität (χ) | −32,0×10−6 cm3/mol |
| Brechungsindex (nD) | 2,275 |
Hochreines Tantalpentoxid – Chemische Spezifikation
| Symbol | Ta2O5(%min) | Fremdmaterial ≤ ppm | LOI | Größe | ||||||||||||||||
| Nb | Fe | Si | Ti | Ni | Cr | Al | Mn | Cu | W | Mo | Pb | Sn | Al+Ka+Li | K | Na | F | ||||
| UMTO4N | 99,99 | 30 | 5 | 10 | 3 | 3 | 3 | 5 | 3 | 3 | 5 | 5 | 3 | 3 | - | 2 | 2 | 50 | 0,20 % | 0,5–2 µm |
| UMTO3N | 99,9 | 3 | 4 | 4 | 1 | 4 | 1 | 2 | 10 | 4 | 3 | 3 | 2 | 2 | 5 | - | - | 50 | 0,20 % | 0,5–2 µm |
Verpackung: In Eisenfässern mit innenliegender, doppelter Kunststoffversiegelung.
Wozu werden Tantaloxide und Tantalpentoxide verwendet?
Kernanwendungsbereiche
1. Elektronische Funktionsmaterialien
1. Substrat für Oberflächenwellenfilter (SAW):
- Der wichtigste Rohstoff für die Synthese von Lithiumtantalat (LiTaO₃)-Einkristallen, der zur Herstellung von Hochfrequenzfiltern für mobile Kommunikationsgeräte verwendet wird.
- Endgeräteanwendungen: Smartphones/Tablets (5G-Bandunterstützung), GPS-Module, IoT-Smart-Meter
- Leistungsvorteil: Frequenzstabilität ±0,5 ppm (-40℃ bis +85℃)
2. Halbleitervorstufen:
- Synthetisches Rohmaterial aus Tantalcarbid (TaC): für superharte Werkzeugbeschichtungen (Mikrohärte ≥ 2200 HV)
- Sputterziel: Abscheidung der dielektrischen Schicht eines DRAM-Kondensators (Dielektrizitätskonstante εr = 25-30)
2. Optische Technologie
1. Hochwertiges optisches System:
- Brechungsindexverstärker: Erhöhung des Brechungsindex von optischem Glas auf nd=1,75-2,20 (400-700 nm)
- Beschichtung mit geringer Absorption: Herstellung einer Antireflexionsschicht (Extinktionskoeffizient k<0,001@550nm)
2. Spezielle Faseranwendungen:
- Dotierstoffe für Faser-Bragg-Gitter: Verbesserung der Temperaturempfindlichkeit auf 15 pm/°C
- Optische Infrarotkomponenten: Transmissionsgrad im mittleren Infrarotbereich von 3-5 μm > 92 %
3. Industrielle Katalyse und Modifizierung
1. Chemische Katalyse:
- Olefin-Epoxidierungskatalysator: Umsetzungsgrad > 95% (Festbettreaktor)
- Photokatalysator zur Wasserstofferzeugung aus Wasser (Komposit mit CdS)
2. Materialmodifikation:
- Korrosionsbeständige Legierungszusätze: Verbessern die Oxidationsbeständigkeit von Nickelbasislegierungen bei 1100°C
- Keramische Verstärkungsphase: Die Bruchzähigkeit von Aluminiumoxid-basierten Verbundwerkstoffen wurde um 40 % erhöht.
| Eigentum | Parameterbereich | Prüfstandards |
| Reinheitsgrad | Elektronische Qualität: 99,95 %–99,999 % | ICP-MS GB/T 26008 |
| Kristallstruktur | Orthorhombische Phase/amorphe Phase (optional) | XRD ISO 20203 |
| Partikelgrößenverteilung | D50: 0,5-10 μm (Nanobereich anpassbar) | SEM ISO 13322-1 |
| Dielektrische Eigenschaften | Durchschlagsfeldstärke > 600 kV/cm | IEC 60270 |
| Thermische Stabilität | Schmelzpunkt: 1872℃±10℃ | DSC ISO 1135 7 |
Sicherheit und Compliance
Transportklassifizierung: NICHT GEFÄHRLICH (UN-Nummer nicht anwendbar)
Lagerungshinweise: Trockene Umgebung bei Raumtemperatur, Kontakt mit starken Säuren vermeiden.
Umweltzertifizierung:
- Entspricht der RoHS 3.0-Richtlinie (2015/863/EU)
- Stoffe, die nicht unter REACH SVHC aufgeführt sind
- Einhaltung der Richtlinie zu Konfliktmineralien (CMRT 6.0)
Qualitätskontrolle
1. Bewertungsstandards:
- Optische Güte: ISO 10110-7 Interferenzklasse A
- Elektronische Güteklasse: SEMI C8.1 Kontrolle von Metallverunreinigungen
2. Testgarantie:
- Für jede Charge einen Röntgenfluoreszenz-Elementaranalysebericht bereitstellen
- BET-Oberflächenmessung (0,5-10 m²/g einstellbar)
- Radionuklid-Screening (U/Th < 1 ppb)
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Typische Anwendungsfälle
- Ein Hersteller von 5G-Basisstationsfiltern verwendet Ta₂O₅ in Elektronikqualität und reduziert so die Einfügedämpfung auf 1,2 dB (3,5-GHz-Band).
- High-end camera lens manufacturers use optical-grade products to achieve a refractive index of nd=2.15@587.6nm
Wichtige Hinweise
• Der Umgang mit Nanopulver muss den Atemschutzstandards nach ISO 13137 entsprechen.
• Für Hochtemperatur-Sinteranwendungen werden Korundtiegel empfohlen.
• Optische Beschichtungen müssen die Abscheidungsrate auf weniger als 0,5 nm/s begrenzen.
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Diese Beschreibung basiert auf den allgemeinen Eigenschaften von Tantalpentoxid. Die spezifischen Parameter sind im Analysezertifikat (Qualitätsprüfbericht) zu entnehmen.
Für spezielle Formen (Nanopulver/Sputtertargets/Einkristallsubstrate) können kundenspezifische technische Lösungen bereitgestellt werden.
