Потенциалы тантала

Возможность разряда металлов из водных растворов затрудняется по мере увеличения атомного номера в одной и той же группе периодической системы, хотя нормальный электродный потенциал становится положительнее. Так, хром выделяется из водных растворов самостоятельно с выходом по току до 25%, в то время как вольфрам и молибден осаждаются лишь в виде сплавов. Выход по току при осаждении марганца составляет до 90%, в то время как выход по току при осаждении рения может быть равен 28%. Электроосаждение из водных растворов переходного металла марганца, имеющего весьма электроотрицательный электродный потенциал, связано с заполнением -электронных уровней электронами с непараллельными спинами и это обусловливает относительно невысокое перенапряжение при его выделении. Нормальные потенциалы тантала, ниобия и ванадия близки к потенциалу марганца и цинка, однако из водных растворов осадить их в заметных количествах не удалось. Это обусловливается более высоким перенапряжением разряда этих металлов и низким перенапряжением водорода на них. Получение.покрытий переходными металлами III—V групп возможно из неводных сред или расплавленных солей, о чем будет сказано в следующих главах. [c.80]

В том случае, когда раствор содержит какой-либо окислитель и восстановитель, добавляется ток реакции окисления и восстановления, поэтому эффективность использования тока становится не более 100 % (при добавлении тока реакции восстановления). Возможны случаи, когда эта величина превышает 100 % (при добавлении тока реакции окисления). Следовательно, необходимо, насколько это возможно, удалять из раствора Окислители и восстановители. Растворенный кислород выступает в роли окислителя. Если пленка обладает неэлектронной проводимостью (алюминий, тантал и другие металлы), реакция окисления и восстановления не развивается, поэтому проблемы не возникает. Следует обратить внимание на то обстоятельство, что ионы водорода выступают в качестве окислителя по отношению к неблагородным металлам (железо, хром, титан, цирконий и др.), причем при потенциале, более благородном, чем потенциалы водородного электрода, такая проблема отсутствует. [c.194]

Ниобий — металл подгруппы тантала V группы периодической таблицы. Наиболее устойчивый окисел ниобия (пятиокись) характеризуется кислотными свойствами его галогениды летучи, неполярны. В состоянии низшей валентности ниобий проявляет основные свойства. На рис. 5 показано соотношение электродных потенциалов ниобия при различных валентностях. [c.446]

Рис. 11. Зависимость скорости коррозии ниобия (I) и тантала (2) и их стационарных потенциалов, соответственно, [1 ] и (2 ) от концентрации кислот — а) серной б) фосфорной в) соляной при температурах кипения растворов

Рис. 15. Зависимость скорости коррозии (а) и стационарных потенциалов (б) сплавов ниобий—тантал от содержания в сплаве тантала при температурах кипения в различных растворах серной кислоты

Стационарные потенциалы во всех концентрациях кислоты по мере увеличения в сплаве тантала из меняются в положительном направлении в различной степени (кривые 1—4). [c.86]

Если теплоты испарения не превышают 8,8 эВ (W), а теплоты плавления — 0,36 эВ (W), то теплоты полиморфных превращений плотных модификаций в ОЦК не превышают 0,052 эВ (Y). Теплоты плавления в 20—30 раз меньше теплот атомизации, а теплоты превращения еще на 2—3 порядка меньше. В то же время потенциалы ионизации, отвечающие отрыву валентных электронов, уже для щелочных металлов (I гр.) составляют 4—5 эВ и быстро возрастают при переходе к многовалентным тугоплавким металлам (табл. 2). Суммарная энергия ионизации двух валентных электронов у железа, кобальта и никеля составляет около 25 эВ, металлов IV группы — (титан, цирконий, гафний) 70—90 эВ, металлов V группы (ванадий, ниобий, тантал) 124—164 эВ и металлов VI группы (хром, молибден, вольфрам) — 200—267 эВ. [c.51]

Невозможность анодного окисления трехвалентного хрома на изученных металлах свидетельствует о том, что в данном случае величина потенциала незаряженной поверхности не играет роли. По-видимому, окислительный процесс обусловлен каталитическим участием окислов — переносчиков кислорода. Потенциалы образования окислов на поверхности вольфрама, титана и тантала очень низки, поэтому передача кислорода иону трехвалентного хрома термодинамически невозможна. [c.91]

Однако в некоторых средах, таких, как концентрированные соляная и серная кислоты, при повышенных температурах химическая стойкость ниобия недостаточна и значительно уступает химической стойкости тантала. Кроме того, в указанных кислотах при потенциалах катодного выделения водорода ниобий, поглощая выделяющийся водород, охрупчивается 3]. [c.178]

Измерение электродных потенциалов во времени в 75%-ном растворе серной кислоты при 100° С показало, что в первые 10 мин. значения потенциалов для сплавов и ниобия изменяются в положительном направлении, а затем в течение 3 час. остаются постоянными или изменяются незначительно (рис. 4.). Электродный потенциал нелегированного тантала на протяжении 3 час. постепенно [c.185]

Коррозия при определенных заданных потенциалах (—0,2 +0,2 и +1,2 в) в 75%-ной серной кислоте при 100° С у тантала и сплава с 10% тантала полностью отсутствовала, тогда как у ниобия при потенциале +1,2 в она равнялась 0,04 г/м час. [c.186]

Анодные поляризационные кривые показывают, что ниобий, тантал и сплавы ниобий—тантал пассивны при положительных потенциалах. Стационарные потенциалы этих материалов тем положительнее, чем выше содержание тантала в сплаве. [c.189]

Г Электродные потенциалы сплавов и тантала имеют высокое положительное значение 1,20—1,25 в, мало изменяются в зависимости от состава сплава и во времени. Потенциал ниобия равняется +1,1 в и также почти не изменяется во времени. [c.189]

К благородным металлам относятся золото, серебро, тантал, платина и металлы платиновой группы—осмий, иридий, родий и пр. Все благородные металлы имеют положительные электродные потенциалы, что обусловливает их высокую химическую стойкость в большинстве агрессивных сред. [c.155]

Ионы галогенов в меньшей степени влияют на аНодное поведение титана, тантала, молибдена, вольфрама и циркония, и их пассивное состояние может сохраняться в среде с высокой концентрацией хлоридов, в отличие от железа, хрома и Fe—Сг-спла-вов, теряющих пассивность. Иногда это объясняют образованием на перечисленных металлах (Ti, Та, Мо и др.) нерастворимых защитных основных хлоридных пленок. Однако в действительности подобная ситуация возникает благодаря относительно высокому сродству этих металлов к кислороду, что затрудняет замещение ионами С1 кислорода из пассивных пленок, вследствие более высоких критических потенциалов металлов, выше которых начинается питтингообразование. [c.85]

Имплантация тантала, кроме воздействия на кинетику анодной реакции, оказьшает влияние и на кинетику катодной реакции. Так, при потенциале - 1150 мВ плотность катодного тока на железе составляет 50 мкА/мм , а на железе, имплантированном танталом, 10 мкА/мм . Кроме того, плотность тока водородного обмена на тантале (10" мкА/ мм ) на порядок вьппе, чем на железе. Это связано с тем, что образующаяся на имплантированных образцах при анодной поляризации пленка Таг Os при катодной поляризации более стойкая, чем пленка на чистом железе лли железе, имплантированном хромом. [c.75]

Это общее утверждение впрочем не означает, что сплавы со сте-хиометрической потерей материала от коррозии совершенно непригодны для изготовления заземлителей на станциях катодной защиты. Иногда в качестве материала для анодных заземлителей применяют даже железный лом кроме того, при электролитической обработке воды используют алюминиевые аноды (см. раздел 21.3). Цинковые сплавы находят применение как материал для анодов лри электролитическом травлении для удаления ржавчины, чтобы предотвратить образование гремучего хлорного газа на аноде. Для внутренней защиты резервуаров при очень низкой электропроводности содержащейся в них воды на магниевые протекторы иногда накладывают ток от внешнего источника с целью увеличить токоотдачу (в амперах) (см. раздел 21.1). По так называемому способу Кателько наряду с алюминиевыми анодами (протекторами) намеренно устанавливают медные, чтобы наряду с защитой от коррозии обеспечить также и предотвращение обрастания благодаря внедрению токсичных соединений меди в поверхностный слой. Впрочем, все такие области применения являются сугубо специальными. На практике число материалов, пригодных для изготовления анодных заземлителей, сравнительно ограничено. В основном могут применяться следующие материалы графит, магнетит, ферросилид с различными добавками, сплавы свинца с серебром, а также так называемые вентильные металлы с покрытиями из благородных металлов, например платины. Вентильными называют металлы с пассивными поверхностными слоями, не имеющими электронной проводимости и сохраняющими стойкость даже при очень положительных потенциалах, например титан, ниобий, тантал и вольфрам. [c.198]

Все тугоплавкие металлы обладают отрицательными нормальными электродными потенциалами и располагаются в ряду активности левее водорода. Высокая коррозионная стойкость тугоплавких металлов обусловлена образованием на поверхности плотной, химически устойчивой пленки, представляющей собой окисел данного металла для Та, Nb, Мо, Zr — это Ta Os, NbiOs, М0О3, Zr O и т.д. Так, например, тантал без окисной пленки обнаруживает сильную анодность по отношению к большинству металлов в течение нескольких секунд после погружения пары в электролит, но образование на его поверхности окисла Таг Os под действием анодного тока быстро изменяет потенциал тантала на обратный и тантал становится катодом (рис. 48). Этот процесс аналогичен процессу пассивации алюминия, но протекает быстрее (рис. 49). [c.56]

К числу металлов с низкой электронной проводимостью окис лов принадлежат алюминий, титан, цирконий, тантал, известные своей способностью подвергаться оксидированию при высоких анодных потенциалах (см. 34). Что касается растворения металла в пассивном состоянии, то оно существенно отличается от перехода в раствор ионов металла на активном участке поляризационной кривой. Это отличие прежде всего количественное. При сохранении постоя,иного потенциала анодный ток в пассивной области обнаруживает тенденцию к постепенному и очень медленно идущему уменьшению, снижаясь до крайне низких значений порядка 10- °а/сл<2. Такой спад тока растягивается на длительные промежутки времени. Поэтому приводимые значения плотности тока в пассивном состоянии - следует рассматривать как довольно условные величины, относящиеся в какой-либо принятой продолжительности выдержки металла при заданном по енциале. Отличие процесса перехода в раствор ионов металла в пассивной области от активного растворения заключается в том, что та-118 [c.118]

Редкоземельные металлы восстанавливают окись углерода, двуокись углерода и четыреххлористый углерод. Поэтому последний не годится для тушения пожаров, при которых горят эти металлы. Оии восстанавливают окислы железа, кобальта, никеля, марганца, хрома, молибдена, ванадия, титана, тантала, кремния, бора, олова, ииобия, свинца и циркония. Электродные потенциалы редкоземельных металлов указаны в табл. 15. [c.603]

Исследования на сверхпроводниках показали, что дислокации, на которых рассеиваются фононы в металлах, не обязательно являются сидячими. Теплопроводность сверхпроводника при достаточно низкой температуре пёрехода в основном обусловлена фононами (см. следующий параграф). Андерсон и др. [7, 178, 179] исследовали влияние дислокаций на теплопроводность ниобия, алюминия, свинца и тантала в сверхпроводящем состоянии при температурах до 0,04 К. Во всех случаях рассеяние фононов оказалось намного большим (до раз), чем оно могло бы быть на сидячих дислокациях они объяснили это увеличение резонансным рассеянием на колеблющихся дислокациях. Для свинца и тантала средняя длина свободного пробега фононов при рассеянии на дислокациях имеет минимум, который смещается по температуре при изменении напряжения, в то время как для алюминия и ниобия этого сдвига не происходит. Отсюда следовало, что в первых двух металлах колеблющиеся дислокации можно описать с помощью модели упругой струны [75] для двух других металлов лучшее описание получается, если считать, что дислокация колеблется в потенциале Пайерлса. [c.245]

Показано, что тантал в исследованных условиях пассивен в широкой области потенциалов, и это обуславливает его шсокую стойкость. [c.25]

Глуховой, Андреево , Донцовым и Моисеевой было установлено [85], что дополнительное катодное модифициравание (0,2% Pt) сплавощ системы Та —Nb заметно повышает их коррозионную стойкость в таких агрессивных условиях, как 75%-ная серная кислота при 150° С (см. рис. 29). Видно, что ниобий (кривая I) и сплав ниобия с 5 % тантала (кривая 2) растворяются в указанных условиях с возрастающими скоростями. Скорость коррозии ниобия и его сплавов с 5% Та, дополнительно легированных 0,2 Pt (кривые 1 и 2 ), в начальный момент достаточно высокая, а затем быстро снижается в течение первых 10 час. испытания, после чего она принимает постоянное значение, гораздо более низкое, чем для тех же сплавов, не модифицированных платиной. На сплавах Nb—30% Та модифицирование 0,2 Pt дает дальнейшее повышение устойчивости. Сплав Nb—30% Та—0,2 Pt по своей устойчивости уже приближается к чистому танталу. Механизм положительного влияния платины вполне аналогичен обсужденному выше и определяется также смещением потенциалов коррозии в область устойчивого пассивного состояния сплава Nb—Та при накоплении на поверхности достаточного для этого количества платины. [c.58]

В тердмодинам ическом отношении металлы титан, ванадий, ниобий, тантал химически активны значения их равновесных потенциалов весьма отрицательны. Их химическая стойкость обусловлена чрезвычайно высокой пассивируемостью. Поэтому показана также связь между химической стойкостью металлов и поведением пассивирующих пленок на их поверхности, которое изучалось эллинсометрическим методом [1, 2]. [c.66]

Преимущество тантала перед ниобием заключается в его высокой коррозионной стойкости как в окислительных, так и восстановительных средах. В отличие от ниобия тантал не растворяется в концентрированных растворах серной кислоты при температурах 100—150° С благодаря высокой стабильности его пятиокиси. Пятиокись тантала в водных растворах кислот и в концентрированных кислотах не восстанавливается катодным током, а пяти10ки1сь ниобия воостанавливается с трудом. Этим и объясняется, что при потенциалах, отрицательнее стационарного значения, и ниобий, и тантал практически не растворяются. Недостатком этих двух металлов является их склонность к водородному охрупчиванию, проявляющаяся у них при катодной обработке при потенциалах ниже —0,1 в [52—54]. Пластичность этих металлов может вновь возрастать при отжиге их в вакууме, когда водород легко удаляется. При температурах до 100° С в растворах серной (за исключением концентрированных), соляной и фосфорной кислот оба металла при потенциалах, положительнее стационарного, пассивны скорость их растворения из пассивного состояния ни- [c.81]

Скорость коррозии ниобия в 25%-ной соляной кислоте при температуре ипения (104° С) не зависит от потенциала и равняется 1,5—2 г/м -час (рис. 14, кривая 5). У тантала в 40%-ной серной и в 25%-ной соляной кислотах в широкой области положительных потенциалов скорость коррозии постоянна и составляет 0,1 г/м -час (кривые 4 -я 6, рис. 14). Кипящая 88%-ная фосфорная кислота не оказывает никакого действия на тантал независимо от величины наложенного потенциала (кривая 5). [c.85]

Наиболее высокие положительные значения потенциалов сплавы имеют в 75%-ной серной кислоте (юривая 4) за счет повышенных окислительных свойств этого раствора по сравнению с другими менее концентрированными. Аналогичные зависимости получены в растворах фосфорной кислоты. Так, например, в 88%-ной фосфорной кислоте при температуре кипения (175° С) высокой стойкостью обладают сплавы, содержащие 50% тантала и выше. Стационарные потенциалы с увеличением тантала в сплаве так же, как и в серной кислоте, изменяются в положительном направлении. [c.87]

Таким 0браз0 М, результаты, полученные при коррозионных испытаниях сплавов ниобий — тантал в кислых средах, показывают, что с повышением концентрации кислоты и температуры раствора граиица устойчивости сдвигается в сторону большего содержания в сплаве тантала. При наличии в сплаве коррозионностойкого ко мпонента в количестве, обеспечивающем его устойчивость в 1Соответствующей среде, наблюдается резкое облагораживание потенциалов. О том, что легирование ниобия танталом повышает пассивируемость сплава, благодаря образованию на его поверхности более совершенных (чем на нелегированном ниобии) защитных пленок, свидетельствуют данные, полученные при изучении кинетики коррозионного поведения сплавов с различным содержанием тантала [61]. Было установлено, что скорость коррозии сплава с малым количеством (5 вес. %) тантала в 75%-ной серной кислоте при 150° С сильно увеличивается со временем, тогда как сплав ниобия с 50% тантала имеет высокую стойкость, не изменяющуюся во времени и близкую к стойкости чистого тантала. [c.87]

Исследование скорости коррозии ниобия, тантала и их сплавов в зависимости от потенциалов проводилось при температурах кипения растворов 75%-ной серной кислоты и 88%-ной фосфорной кислоты, являющихся наиболее агрессивными средами для сплавов ниобий — тантал. Результаты, полученные в широкой области потенциалов, показывают, что у большинства сплавов на кривых имеются две области потенциалов, в которых скорость коррозии увеличивается (рис. 16а и 166). Увеличение скорости коррозии ниобия и сплавов при потенциалах от О до +0,2 в в серной кислоте (рис. 16а, кривые 1—5) и от —0,2 до О в в фосфорной кислоте (рис. 166, кривые 1—6) объясняется разрушением первоначального окисла на их поверхности. В результате дальнейшего смещения потенциала в положительную сторону ниобий и сплавы пассивируются и в определенной области потенциалов имеют наименьшую скорость коррозии, а затем при более положительных потенциалах скорость коррозии их снова увеличивается в результате растворения образовавшихся солевых пленок, состоящих в серной кислоте из оксисульфатов и в фосфорной из оксифосфато в ниобия. [c.87]

Рис. 7.26. Изменение во времени потенциала тантала в аэрированном растворе бората аммония при 25° С и различных плотностях анодного тока (мка1см ). Потенциалы измерены относительно Нд/Н 504-электро-да [74].

Молибден, вольфрам, тантал и титан образуют в кислотах анодно-запирающие окисные пленки [5] и обладают высоким потенциалом незаряженной поверхности. Представляет интерес проверить возможность окисления ионов хрома на этих анодах, а также изучить скорость анодного пассивирования данных металлов при наличии других конкурирующих процессов, как, например, окисление хрома или осаждение РЬОг. [c.89]

Вообще говоря, электродный потенциал, повидимому, не очень сильно зависит от материала электрода. Так, например, потенциалы осаждения ThB (свинца) на золоте, серебре и меди совпадают [35, 6]. Однако иногда наблюдались и различия, в частности с электродами из тантала и платины [7, 21], но эти исключения, возможно, вызваны вторичными явлениями образованием препятствующего осаждению слоя окиси на поверхности тантала или образованием сплава с платиной, который, наоборот, способствует осаждению. Это значит, что сцепление осаждающихся атс ов с различными поверхностями одинаково сильно. Обзор попыток объяснения этого загадочного результата был сделан Хайсинским [33, 35], который сам стоит на той точке зрения, что для наиболее активных центров на поверхности электрода, т. е. тех центров, которые определяют электродный потенциал, работа выхода (т. е. энергия, требуемая для того, чтобы извлечь из поверхности необходимый для нейтрализации иона электрон) может равняться свободной энергии адсорбции адсорбированного на электроде нейтрального атома с обратным знаком. Эта гипотеза основана на некоторых результатах [49], относящихся к адсорбции паров цезия на вольфраме. [c.32]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...