Tantal Oxide – Ta2O5 là gì? Cấu tạo và tính chất

Tantal Oxide - Ta2O5 là gì?

Tantalum Pentoxide – Tantal Oxide – Ta2O5 là gì?

Tantal Oxide – Ta2O5 là gì? – Hay còn được gọi là tantalum(V) oxide, là một hợp chất hóa học có công thức hóa học là Ta2O5. Đây là một oxit của nguyên tố tantalum (Ta), một kim loại chuyển tiếp trong bảng tuần hoàn. Tantalum oxide có màu trắng hoặc màu xám và là một chất rắn không màu trong điều kiện tiêu chuẩn.

Tantalum oxide thường được sử dụng trong các ứng dụng công nghệ điện tử, đặc biệt là trong việc sản xuất các linh kiện điện tử như điện tử rắn và điện tử tụ điện. Nó có tính chất cách điện tốt và khả năng chịu nhiệt tốt. Giúp nó trở thành một vật liệu phổ biến trong việc sản xuất các linh kiện và bộ phận điện tử.

Ngoài ra, tantalum oxide cũng được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau như làm chất phủ bề mặt để bảo vệ các vật liệu khác khỏi ăn mòn hoặc trong công nghiệp sản xuất gương.

Tên gọi khác: Tantalum Pentoxide, Tantalum pentaoxide, Tantal Oxit
Công thức: Ta2O5
Số CAS: 1314-61-0
Xuất xứ: Trung Quốc
Quy cách: 25kg/thùng
Ngoại quan: Dạng bột chất rắn màu trắng
Hotline: 0867.883.818
Tantal Oxide - Ta2O5 là gì?

Cấu tạo, tính chất và ứng dụng của Tantal Oxide – Ta2O5 là gì?  

Cấu tạo của Tantalum Pentoxide – Tantal Oxide – Ta2O5 là gì?

1. Công thức phân tử

  • Công thức hóa học: Ta₂O₅
  • Khối lượng phân tử: 441.89 g/mol

2. Cấu trúc tinh thể

  • Dạng tinh thể: Thay đổi theo điều kiện nhiệt độ:
    • Dạng vô định hình: Thường gặp ở nhiệt độ thấp, không có trật tự cấu trúc rõ ràng.
    • Dạng tinh thể: Ở nhiệt độ cao (> 1000°C), Ta₂O₅ có cấu trúc đa hình (polymorphic) với hai dạng chính:
      • β-Ta₂O₅ (dạng thấp nhiệt, ổn định dưới 1360°C): Có cấu trúc tứ diện (orthorhombic).
      • α-Ta₂O₅ (dạng cao nhiệt, ổn định trên 1360°C): Có cấu trúc lục giác (hexagonal).

3. Cấu trúc liên kết

  • Liên kết hóa học:
    • Ta₂O₅ gồm ion Ta⁵⁺O²⁻ liên kết với nhau thông qua liên kết ion và cộng hóa trị.
    • Trong cấu trúc mạng tinh thể, nguyên tử Tantalum (Ta) thường liên kết với 6 hoặc 7 nguyên tử oxy, tạo thành các đơn vị bát diện (TaO₆) hoặc lăng trụ (TaO₇).
    • Sự sắp xếp của các nhóm TaO₆ và TaO₇ tạo nên cấu trúc mạng tinh thể bền vững, có tính điện môi cao.

Tính chất của Tantalum Pentoxide – Tantal Oxide – Ta2O5 là gì?

1. Tính chất vật lý

  • Ngoại quan: Bột màu trắng hoặc hơi vàng, không mùi, không tan trong nước.
  • Khối lượng phân tử: 441.89 g/mol.
  • Mật độ: 8.2 g/cm³ (dạng tinh thể).
  • Nhiệt độ nóng chảy: 1872°C (rất cao, giúp chịu nhiệt tốt).
  • Nhiệt độ sôi: Gần 3200°C (thăng hoa trước khi sôi).
  • Độ cứng: 6.5 theo thang Mohs, có độ cứng cao hơn nhôm oxit nhưng thấp hơn silicon carbide.
  • Độ tan: Không tan trong nước và dung môi hữu cơ, chỉ tan trong axit mạnh như HF hoặc hỗn hợp H₂SO₄ + H₂O₂.

2. Tính chất hóa học

  • Tính ổn định: Ta₂O₅ có tính trơ hóa học cao, không phản ứng với hầu hết các acid và kiềm ở nhiệt độ thường.
  • Phản ứng với axit mạnh:
    • Tan trong axit hydrofluoric (HF): Ta2O5+10HF2H2[TaF7]+5H2O
    • Tan trong hỗn hợp axit sulfuric và peroxide (H₂SO₄ + H₂O₂) để tạo phức tantalum.
  • Khả năng khử – oxy hóa:
    • Khi bị khử bởi khí hydro (H₂) ở nhiệt độ cao, Ta₂O₅ có thể chuyển thành tantalum kim loại (Ta).
    • Có thể bị khử thành Tantalum(IV) Oxide (TaO₂) hoặc các hợp chất oxit thấp hơn.
  • Không bị oxy hóa thêm vì đã ở mức oxi hóa cao nhất của tantalum (+5).

3. Tính chất điện môi

  • Hằng số điện môi cao (~25 – 50): Giúp Ta₂O₅ trở thành vật liệu lý tưởng trong tụ điện tantalum.
  • Độ bền điện môi (~7 MV/cm): Cho phép sử dụng làm lớp cách điện mỏng trong vi mạch bán dẫn.
  • Tính bán dẫn: Ta₂O₅ có thể hoạt động như một chất bán dẫn điện môi khi bị pha tạp.

4. Tính chất quang học

  • Chỉ số khúc xạ cao (~2.1 – 2.3): Phù hợp làm lớp phủ quang học trong kính lọc, thấu kính, và thiết bị laser.
  • Trong suốt với dải phổ rộng: Hấp thụ thấp từ vùng UV đến hồng ngoại gần, giúp cải thiện hiệu suất quang học.

5. Tính chất nhiệt động lực học

  • Ổn định nhiệt độ cao: Không bị phân hủy ở điều kiện môi trường bình thường, chỉ bị khử ở nhiệt độ rất cao trong môi trường khử mạnh.
  • Hệ số giãn nở nhiệt: 6.5 × 10⁻⁶ K⁻¹, tương đối thấp, giúp duy trì độ bền cấu trúc trong các ứng dụng nhiệt độ cao.

6. Tính chất sinh học và an toàn

  • Tính trơ sinh học: Không gây độc, không phản ứng với mô sinh học, có tiềm năng ứng dụng trong y sinh học như cấy ghép nha khoa hoặc vật liệu y tế tiên tiến.
  • Không gây nguy hiểm môi trường: Do có tính trơ, không hòa tan trong nước nên ít gây ô nhiễm sinh thái.

Ứng dụng của Tantalum Pentoxide – Tantal Oxide – Ta2O5 là gì?

3.1. Chất tụ điện Tantalum

Phân tích ứng dụng

  • Vai trò: Ta₂O₅ là lớp điện môi chính trong tụ điện tantalum, giúp tụ có dung lượng lớn hơn so với tụ nhôm hoặc tụ gốm.
  • Ứng dụng: Xuất hiện trong thiết bị di động, bo mạch điều khiển, hệ thống viễn thông, vi xử lý và y tế do khả năng hoạt động ổn định và tuổi thọ cao.
  • Lợi ích:
    • Điện dung cao hơn 10-20 lần so với tụ nhôm cùng kích thước.
    • Hoạt động tốt ở nhiệt độ cao và tần số cao.
    • Giảm thiểu tổn hao điện năng, tăng hiệu suất mạch điện tử.

Cơ chế hoạt động

  • Hiện tượng vật lý:

    • Lớp Ta₂O₅ có hằng số điện môi cao (~25), giúp tích trữ nhiều điện tích hơn trên một diện tích nhỏ.
    • Lớp oxit mỏng (~10–100 nm) giúp tạo ra tụ điện có dung lượng lớn nhưng kích thước nhỏ gọn.
    • Độ bền điện môi cao (~10⁹ Ω·cm) giúp ngăn dòng rò điện, duy trì ổn định hoạt động mạch điện tử.
  • Phản ứng hóa học:

    • Trong quá trình anod hóa, tantalum được oxy hóa trong dung dịch điện phân để tạo thành lớp oxit Ta₂O₅
    • Lớp oxit này đóng vai trò như điện môi ngăn cách giữa hai bản cực của tụ điện. Giúp lưu trữ điện tích mà không cho dòng điện chạy qua.
    • Khi có sự cố điện áp cao, lớp oxit có thể bị phá vỡ, gây mất khả năng cách điện.

 

3.2. Lớp điện môi trong công nghiệp bán dẫn

Phân tích ứng dụng

  • Vai trò: Ta₂O₅ được sử dụng làm lớp cách điện trong các thiết bị bán dẫn như MOSFET, CMOS, DRAM để giảm dòng rò và tăng độ tin cậy của vi mạch.
  • Ứng dụng: Xuất hiện trong bộ nhớ máy tính, vi xử lý, chip AI, thiết bị y tế và quân sự do đặc tính điện môi cao.
  • Lợi ích:
    • Hỗ trợ thu nhỏ kích thước linh kiện bán dẫn.
    • Giảm tiêu thụ năng lượng và tăng hiệu suất xử lý dữ liệu.
    • Ổn định nhiệt và điện tốt, giúp kéo dài tuổi thọ vi mạch.

Cơ chế hoạt động

  • Hiện tượng vật lý:

    • Ta₂O₅ có điện trở suất cao, giúp ngăn rò rỉ dòng điện giữa các linh kiện vi mạch.
    • Hằng số điện môi lớn giúp tăng mật độ lưu trữ điện tích trong bộ nhớ DRAM.
    • Ổn định dưới nhiệt độ cao, giúp vi mạch hoạt động lâu dài mà không bị xuống cấp.
  • Phản ứng hóa học:

    • Khi Ta₂O₅ được lắng đọng trên silicon, nó có thể tương tác với lớp SiO₂ tạo thành hệ điện môi kép giúp tăng hiệu suất điện môi: Si+O2→SiO2
    • Lớp Ta₂O₅ không phản ứng với silicon nhưng có thể bị khử trong điều kiện plasma để điều chỉnh đặc tính điện tử.

3.3. Lớp phủ quang học trong kính và thấu kính

Phân tích ứng dụng

  • Vai trò: Ta₂O₅ được bổ sung vào thành phần thủy tinh để nâng cao chiết suất, giúp tối ưu hiệu suất truyền sáng và giảm quang sai.
  • Ứng dụng: Được sử dụng trong thấu kính máy ảnh, kính viễn vọng, ống nhòm, cảm biến hình ảnh, kính laser và hệ thống quang học quân sự.
  • Lợi ích:
    • Tăng chỉ số khúc xạ của thủy tinh mà không làm giảm độ trong suốt.
    • Giúp điều chỉnh ánh sáng chính xác, cải thiện độ sắc nét hình ảnh.
    • Ổn định hóa học cao, không bị ăn mòn trong môi trường axit hoặc kiềm yếu.

Cơ chế hoạt động

  • Hiện tượng vật lý: Chỉ số khúc xạ cao (~2.1) giúp điều hướng ánh sáng tốt hơn, giảm hiện tượng quang sai. Tăng cường độ bền cơ học và chống xước cho thấu kính.

  • Phản ứng hóa học: Khi nung với silica (SiO₂) ở nhiệt độ cao, Ta₂O₅ hòa tan vào thủy tinh. Tạo thành hợp chất oxit đồng nhất giúp tăng độ bền và hiệu suất quang học

3.4. Chế tạo lớp phủ chống phản xạ

Phân tích ứng dụng

  • Vai trò: Ta₂O₅ được sử dụng để tạo lớp phủ chống phản xạ (AR Coating) giúp tăng hiệu suất truyền sáng trong hệ thống quang học.
  • Ứng dụng: Dùng trong màn hình điện tử, tấm pin mặt trời, kính quang học, kính thiên văn và kính bảo hộ laser.
  • Lợi ích:
    • Giảm tổn thất ánh sáng do phản xạ, tăng hiệu suất truyền sáng lên đến 98-99%.
    • Bảo vệ bề mặt kính khỏi bụi bẩn và trầy xước.
    • Tăng hiệu suất tế bào quang điện trong pin mặt trời.

Cơ chế hoạt động

  • Hiện tượng vật lý: Lớp phủ mỏng (~100-200 nm) giúp triệt tiêu sóng ánh sáng phản xạ theo nguyên tắc giao thoa ánh sáng. Giảm độ chói màn hình và cải thiện chất lượng hình ảnh.

  • Phản ứng hóa học: Ta₂O₅ được lắng đọng trên kính thông qua phương pháp lắng đọng hơi hóa học (CVD) hoặc vật lý (PVD), tạo màng mỏng đồng nhất.

3.5. Chất xúc tác trong tổng hợp hữu cơ

Phân tích ứng dụng

  • Vai trò: Ta₂O₅ là chất xúc tác trong các phản ứng alkyl hóa, oxy hóa amonia, hydro hóa hợp chất hữu cơ.
  • Ứng dụng: Được sử dụng trong sản xuất hóa chất tinh khiết, tổng hợp dược phẩm, xử lý khí thải công nghiệp.

Cơ chế hoạt động

  • Hiện tượng vật lý: Cấu trúc xốp giúp hấp phụ phân tử phản ứng, tạo bề mặt xúc tác hiệu quả.

  • Phản ứng hóa học:

    • Trong phản ứng oxy hóa amonia: 4NH3+3O2→2N2+6H2O
    • Ta₂O₅ giúp giảm năng lượng hoạt hóa, tăng tốc độ phản ứng.

Mua Tantal Oxide – Tantalum Pentoxide – Ta2O5 tại Hà Nội, Sài Gòn

Hiện tại, Tantal Oxide – Tantalum Pentoxide – Ta2O5 đang có sẵn tại KDCCHEMICAL với số lượng lớn.

Tantal Oxide – Tantalum Pentoxide – Ta2O5 , Trung Quốc.

Quý khách có nhu cầu mua và sử dụng hóa chất Tantal Oxide – Tantalum Pentoxide – Ta2O5 của KDCCHEMICAL. Hãy liên hệ ngay số Hotline 0867.883.818 Hoặc truy cập trực tiếp website

Cung cấp, mua bán hóa chất Tantal Oxide – Tantalum Pentoxide – Ta2O5 giá tốt, giá rẻ ở Hà Nội, ở Sài Gòn.

Mua Tantal Oxide – Tantalum Pentoxide – Ta2O5  ở đâu, mua bán PMở hà nội, mua bán C4H10O2 giá rẻ. Mua bán Tantal Oxide – Tantalum Pentoxide – Ta2O5  dùng trong ngành công nghiệp, sản xuất sơn, mực in, nhựa, ngành thực phẩm, dược phẩm, mỹ phẩm, điện tử, nông nghiệp,.

Nhập khẩu Tantal Oxide – Tantalum Pentoxide – Ta2O5  cung cấp Tantal Oxide – Tantalum Pentoxide – Ta2O5 .

Hotline: 0867.883.818

Zalo : 0867.883.818

Web: KDCCHEMICAL.VN

Mail: kdcchemical@gmail.com

0