五氧化二鉭

化合物

五氧化二鉭(化學式:Ta2O5)是最常見的氧化物,也是鉭在空氣中燃燒生成的最終產物。

五氧化二鉭
英文名 Tantalum pentoxide
別名 鉭酸酐、鉭酐
識別
CAS號 1314-61-0  checkY
PubChem 518712
ChemSpider 452513
SMILES
 
  • O=[Ta](=O)O[Ta](=O)=O
InChI
 
  • 1S/5O.2Ta
性質
化學式 Ta2O5
摩爾質量 441.893 g·mol⁻¹
外觀 白色無味粉末
密度 8.20 g/cm3 [1]
熔點 1872 °C
溶解性 難溶於水、乙醇、多數酸,
可溶於熱濃氫氟酸
若非註明,所有數據均出自標準狀態(25 ℃,100 kPa)下。

性質

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白色無色結晶粉末。在1000~1200℃時仍保持白色,進一步升高溫度則變為灰色。已知有兩種變體: (高溫型)和  (低溫型),從  -型轉化為  -型的溫度為1360±5℃。 -型的熔點為1872±10℃,相對密度8.37; -型的熔點為1785±30℃,相對密度8.18。  在熔融前已經轉變成無定形的五氧化二鉭,無定形體相對密度7.3。[2]

五氧化二鉭的化學性質不活潑。它是兩性氧化物,難溶於水、鹼液或稀無機酸,可溶於氫氟酸、熔融氫氧化鈉氫氧化鉀硫酸氫鉀焦硫酸鉀。加熱時不被氯化氫溴化氫腐蝕。在氫氟酸中,隨氟化鉀濃度不同可結晶出組成不同的氟鉭酸鉀復鹽。與氯化劑作用一般生成五氯化鉭。高溫下與反應生成碳化鉭。一般不能被氫氣還原,但在氫氣氛中用碳還原五氧化二鉭,可得一氧化鉭[2]

製取

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可由在空氣或氧氣中完全燃燒,氫化鉭氮化鉭碳化鉭的氧化,乙醇鉭的水解,或五氧化二鉭的水合物在空氣中灼燒脫水製取。工業上由鉭鐵礦鹼熔並分去其他金屬而製得。

用途

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電子產品

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10 μF × 30 V鉭質電容器

五氧化二鉭可用於電子產品,尤其是電容器中。鉭質電容器可用於汽車電子手機尋呼機、電子電路、薄膜元件和高速工具。在1990年代,五氧化二鉭也用於動態隨機存取存儲器的電容器中。[3][4]

此外,五氧化二鉭還用於CMOS非易失性存儲器[5][6]可變電阻式存儲器中。[7]

其它

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Ta2O5較高的折射率使其可用於製造鏡頭玻璃[8][9]它也用於製造從近紫外線到近紅外線增透膜[10]

參見

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參考資料

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  1. ^ Pradyot Patnaik. Handbook of Inorganic Chemicals. McGraw-Hill, 2002, ISBN 0070494398
  2. ^ 2.0 2.1 羅裕基. 《无机化学丛书》第八卷:钛分族、钒分族、铬分族. 北京: 科學出版社. 1998年9月: 356–358. ISBN 7-03-005554-3. 
  3. ^ Ezhilvalavan, S.; Tseng, T. Y. Preparation and properties of tantalum pentoxide (Ta2O5) thin films for ultra large scale integrated circuits (ULSIs) application - a review. Journal of Materials Science: Materials in Electronics. 1999, 10 (1): 9–31. doi:10.1023/A:1008970922635. 
  4. ^ Chaneliere, C; Autran, J L; Devine, R A B; Balland, B. Tantalum pentoxide (Ta2O5) thin films for advanced dielectric applications. Materials Science and Engineering: R. 1998, 22 (6): 269–322. doi:10.1016/S0927-796X(97)00023-5. 
  5. ^ Wang, X; et al. A Novel MONOS-Type Nonvolatile Memory Using High-κ Dielectrics for Improved Data Retention and Programming Speed. 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. Design and Fabrication of Ta2O5 Stacks for Discrete Multibit Memory Application. 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. A fast, high-endurance and scalable non-volatile memory device made from asymmetric Ta2O5−x/TaO2−x bilayer structures. Nature Materials. 2011, 10 (8): 625–630. Bibcode:2011NatMa..10..625L. PMID 21743450. doi:10.1038/NMAT3070. 
  8. ^ Fairbrother, Frederick. The Chemistry of Niobium and Tantalum . New York: Elsevier Publishing Company. 1967: 1–28. ISBN 978-0-444-40205-9. 
  9. ^ Musikant, Solomon. Optical Glas Composition. Optical Materials: An Introduction to Selection and Application. CRC Press. 1985: 28. ISBN 978-0-8247-7309-0. 
  10. ^ TANTALUM OXIDE FOR OPTICAL COATING Applications. Materion. [April 1, 2021]. (原始內容存檔於2022-12-05).