TANTALE ET NIOBIUM

Le niobium et certains de ses alliages (par exemple Nb + 1 p. 100 Zr) peuvent être utilisés comme des matériaux de gainage et comme conduites de fluides caloporteurs des réacteurs nucléaires avancés fonctionnant à haute température. Les avantages du niobium sont ici la faible section de capture, la compatibilité avec la plupart des combustibles et fluides caloporteurs et la résistance mécanique à chaud intéressante.

Les applications du tantale sont ici très nombreuses. C'est principalement dans les milieux acides chauds, et tout particulièrement en milieu sulfurique, qu'il est employé, soit sous forme de revêtement chaudronné placé dans des capacités en acier, soit sous forme de tubes constituant des échangeurs de chaleur. Le tantale apparaît comme un métal tout à fait indispensable dans le génie chimique moderne. Citons encore les implants dentaires, les fils et plaques utilisés en chirurgie, le tantale restant inerte dans le corps humain.

L'application aujourd'hui la plus importante du tantale, si l'on considère les quantités consommées, se rencontre dans la fabrication des condensateurs soit sous forme de feuille mince, soit surtout sous forme d'anode frittée. Les condensateurs qu'on réalise ont une très forte capacité et des caractéristiques très stables dans un large domaine de température (de — 70 à + 200 ⁰C).

Le condensateur à feuille de tantale a, pour un même volume, une capacité sept fois plus forte que le condensateur papier. Les performances des condensateurs à anode poreuse, schématisés sur la figure 4, sont encore plus remarquables.

Condensateur électrolytique

Dessin

Schéma d'un condensateur électrolytique à anode poreuse en tantale 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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La pièce principale est l'anode, obtenue par frittage de poudre de tantale à température relativement basse (de 1 800 à 2 000 ⁰C), ce qui laisse une grande porosité ouverte (de 30 à 50 p. 100). L'anode est ensuite oxydée anodiquement. La porosité de l'anode donne une surface active très élevée, et la capacité par unité de volume est mille fois supérieure à celle du condensateur papier. L'utilisation de tels condensateurs en électronique permet de miniaturiser davantage l [...]