五氧化二钽

五氧化二钽
英文名
别名	钽酸酐、钽酐
识别
CAS号	1314-61-0
PubChem	518712
ChemSpider	452513
SMILES	O=[Ta](=O)O[Ta](=O)=O;
InChI	1S/5O.2Ta;
性质
化学式	Ta2O5
	441.893 g·mol⁻¹
外观	白色无味粉末
密度	8.20 g/cm3 [1]
熔点	1872 °C
溶解性	难溶于水、乙醇、多数酸，; 可溶于热浓氢氟酸
	若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。

五氧化二钽（化学式：Ta₂O₅）是钽最常见的氧化物，也是钽在空气中燃烧生成的最终产物。

性质

白色无色结晶粉末。在1000～1200℃时仍保持白色，进一步升高温度则变为灰色。已知有两种变体： ${\rm {\ \alpha \!-\!Ta_{2}O_{5}}}$ （高温型）和 ${\rm {\ \beta \!-\!Ta_{2}O_{5}}}$ （低温型），从 ${\rm {\ \beta }}$ -型转化为 ${\rm {\ \alpha }}$ -型的温度为1360±5℃。 ${\rm {\ \alpha }}$ -型的熔点为1872±10℃，相对密度8.37； ${\rm {\ \beta }}$ -型的熔点为1785±30℃，相对密度8.18。 ${\rm {\ \beta \!-\!Ta_{2}O_{5}}}$ 在熔融前已经转变成无定形的五氧化二钽，无定形体相对密度7.3。[2]

五氧化二钽的化学性质不活泼。它是两性氧化物，难溶于水、碱液或稀无机酸，可溶于氢氟酸、熔融氢氧化钠、氢氧化钾、硫酸氢钾和焦硫酸钾。加热时不被氯化氢或溴化氢腐蚀。在氢氟酸中，随氟化钾浓度不同可结晶出组成不同的氟钽酸钾复盐。与氯化剂作用一般生成五氯化钽。高温下与碳反应生成碳化钽。一般不能被氢气还原，但在氢气氛中用碳还原五氧化二钽，可得一氧化钽。[2]

制取

可由钽在空气或氧气中完全燃烧，氢化钽、氮化钽、碳化钽的氧化，乙醇钽的水解，或五氧化二钽的水合物在空气中灼烧脱水制取。工业上由钽铁矿碱熔并分去其他金属而制得。

用途

电子产品

10 μF × 30 V的钽质电容器

五氧化二钽可用于电子产品，尤其是电容器中。钽质电容器可用于汽车电子、手机、寻呼机、电子电路、薄膜元件和高速工具。在1990年代，五氧化二钽也用于动态随机存取存储器的电容器中。[3][4]

此外，五氧化二钽还用于CMOS、非易失性存储器[5][6]和可变电阻式存储器中。[7]

其它

Ta₂O₅较高的折射率使其可用于制造镜头玻璃。[8][9]它也用于制造从近紫外线到近红外线的增透膜。[10]

参见

水合五氧化二钽、钽酸盐
五氧化二钒、五氧化二铌
五硫化二钽

参考资料

Pradyot Patnaik. Handbook of Inorganic Chemicals. McGraw-Hill, 2002, ISBN 0070494398
罗裕基. . 北京: 科学出版社. 1998年9月: 356–358. ISBN 7-03-005554-3.
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[1] Pradyot Patnaik. Handbook of Inorganic Chemicals. McGraw-Hill, 2002, ISBN 0070494398

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[5] Wang, X; et al. . IEEE Transactions on Electron Devices. 2004, 51 (4): 597–602. Bibcode:2004ITED...51..597W. doi:10.1109/TED.2004.824684.

[6] Zhu, H; et al. . IEEE Transactions on Nanotechnology. 2013, 12 (6): 1151–1157. Bibcode:2013ITNan..12.1151Z. doi:10.1109/TNANO.2013.2281817.

[7] Lee, M-.J; et al. . Nature Materials. 2011, 10 (8): 625–630. Bibcode:2011NatMa..10..625L. PMID 21743450. doi:10.1038/NMAT3070.

[book-8] Fairbrother, Frederick. . New York: Elsevier Publishing Company. 1967: 1–28. ISBN 978-0-444-40205-9.

[9] Musikant, Solomon. . . CRC Press. 1985: 28. ISBN 978-0-8247-7309-0.

[Materion-10] . Materion. [April 1, 2021]. （原始内容存档于2022-12-05）.