Тантал Взаимодействие с азотом

Таллий, окисление на воздухе 357 Тантал, взаимодействие с азотом 305 [c.428]

Механические свойства тантала зависят от характера термической обработки. Отжиг сильно уменьшает предел прочности и увеличивает пластичность. Тантал можно обрабатывать обычными методами при комнатной температуре из него можно получать штампованные изделия, листы, стержни, трубы, ленты и др. Тантал сваривается, но при температуре около 400°С окисляется на воздухе, взаимодействует с азотом и, образуя окислы и нитриды, становится хрупким. Тантал не обладает магнитны. ми свойствами. [c.24]

Ванадий, ниобий и тантал устойчивы па воздухе при обычной температуре, при повышенной взаимодействуют с кислородом, галогенами, азотом, углеродом, водородом, со щелочами. Ванадий не стоек в соляной, серной, азотной,, плавиковой кислотах и в царской водке. Ниобий и особенно тантал стойки к действию соляной, серной и азотной кислот танталовые тигли применяют для плавки редкоземельных металлов. [c.95]

Исследованию процесса азотирования ниобия и тантала посвящен ряд работ [180, 183—186]. В работе [183] изучено взаимодействие ниобия и тантала с азотом в зависимости от его парциального давления, времени и температуры (400—800° С) насыщения [c.164]

При исследовании взаимодействия тантала с азотом [185] при температурах 800—1200° С и времени выдержки 0,5—10 ч отмечено резкое возрастание скорости азотирования при нагреве выше 900° С. На поверхности тантала появляется очень тонкий слой нитрида TaN, за которым расположен более толстый слой нитрида Ta,N. Далее следует переходная зона, состоящая из фаз с тетрагональной и кубической решеткой, параметр которой убывает по мере продвижения в глубь металла. [c.165]

Ртуть достаточно химически стойкий материал она окисляется на воздухе лишь при температурах, близких к температуре ее кипения, и слабо взаимодействует с водородом, окисью углерода и азотом. Щелочные, щелочно-земельные металлы, магний, алюминий, цинк, олово, свинец, кадмий, платина, золото и серебро растворяются в ртути, образуя амальгамы. Слабо растворяются в ртути медь и никель. Поэтому приборы, содержащие ртуть, должны иметь металлическую арматуру из вольфрама, железа или тантала, так как эти металлы не растворимы в ртути. Явление сверхпроводимости металлов было впервые открыто у ртути. [c.310]

Наиболее вредны примеси, образующие с металлами твердые растворы внедрения кислород, азот, углерод, а также примеси кремния, железа, никеля, серы и др. Ниобий и особенно тантал активно взаимодействуют с водородом, образуя гидрид. В результате поглощения водорода ниобий и тантал охрупчиваются, возрастает их твердость и электрическое сопротивление. Тантал активно поглощает также и азот. Свойство тантала активно поглощать газы используют, применяя его в качестве геттера. [c.45]

Тантал легко поддается холодной деформации, но деформации в горячем состоянии следует избегать, так как при нагреве металл взаимодействует с такими газами, как кислород, азот и двуокись углерода, в результате чего охрупчивается. Можно применять обработку резанием, но для получения при этом хорошего качества поверхности необходимо принимать особые меры. Высокая прочность, хорошая обрабатываемость и отличная коррозионная стойкость тантала позволяют изготовлять детали с очень тонкими стенками. Толщина обычно используемого в химическом оборудовании материала составляет 0,33 мм. Перечисленные свойства в сочетании со способностью поверхности тантала ускорять процессы образования пузырьков пара при нагревании жидкостей, а также формирования капель при конденсации паров делают этот металл идеальным конструкционным материалом для теплообменного оборудования, работающего в сильных кислотах. [c.203]

Стыковая сварка циркония, тантала, ниобия из-за высокой температуры плавления и активного взаимодействия с кислородом, азотом и частично водородом сопровождается растворением этих газов в металле и интенсивным горением расплавляемых частиц с появлением большого количества окислов в виде хлопьев и дыма. Эти металлы обычно сваривают стыковой сваркой в защитных камерах с нейтральным газом при отсосе образующихся окислов. При кратковременном нагреве ниобий и молибден можно сваривать без защиты. Сваривае.мость редких металлов зависит от способа их получения. Легко свариваются спеченные в вакууме, деформированные, отожженные мелкозернистые металлы. [c.46]

Сварка молибдена. Молибден имеет атомную решетку объемно-центрированного куба и аллотропических превращений не претерпевает вплоть до температуры плавления. Молибден инертен к водороду, устойчив против соляной, серной, плавиковой и фосфорной кислот, растворов щелочей, расплавов щелочных металлов, но растворяется в азотной кислоте и в расплавах щелочей. С кислородом начинает взаимодействовать с 673 К и интенсивно окисляется с 873 К- Молибден устойчив в среде чистого азота от температуры плавления до 1273 К- Нитриды молибдена диссоциируют до 1273 К- Промышленные сплавы молибдена имеют небольшие добавки (десятые доли процента) легирующих элементов циркония, титана, ниобия, тантала, образующих в этих количествах твердые растворы с молибденом. Анализ различных данных по диффузионной сварке молибдена показывает, что наилучшие результаты обеспечивает режим Т = 1973 К, р = 9,8 МПа, t — 5 мин. В соединениях, выполненных на этом режиме, в зоне стыка изменений структуры не наблюдается. Структура зоны соединения аналогична структуре основного металла, несплошности в стыке отсутствуют. Благоприятное влияние на свариваемость молибдена оказывает применение прокладок из основного металла с мелкозернистой структурой. [c.155]

Сварка вольфрама. Вольфрам имеет две модификации — а и . Ниже температуры полиморфного превращения 903 К -фаза переходит в а-фазу с решеткой объемно-центрированного куба. Вольфрам устойчив в соляной, серной и других кислотах, в расплавленных натрии, ртути, висмуте. С азотом и водородом вольфрам не взаимодействует до температуры плавления. На воздухе устойчив до 673 К- Вольфрамовые сплавы содержат в небольших количествах такие легирующие элементы, как ниобий, цирконий, гафний, молибден, тантал, рений, окись тория. Основной целью легирования вольфрама является повышение его пластичности, так как технически чистый вольфрам при 293 К имеет относительное удлинение, близкое к нулю. Среди" тугоплавких металлов вольфрам имеет наиболее высокие следующие параметры температуру плавления, модуль упругости, коэффициент теплопроводности и низкую свариваемость. Для диффузионной сварки вольфрама в вакууме может быть рекомендован режим Т = 2473 К, р 19,6 МПа, /=15 мин, который обеспечивает свойства соединений, близкие к свойствам основного металла. [c.155]

При нанесении диффузионных покрытий любого назначения необходимо, как правило, учитывать температуру рекристаллизации материала основы, а также возможные структурные и фазовые превращения, которые могут происходить в нем с повышением температуры, и в зависимости от этого назначать температуру и время процесса диффузионного насыщения. При выборе активаторов, добавляемых в насыщающие порошковые смеси, необходимо принимать во внимание возможность нежелательного взаимодействия содержащихся в них веществ (особенно элементов внедрения — азота, водорода, кислорода) с материалом основы, что ведет к снижению его пластических свойств. Поэтому, в частности, в ряде случаев при нанесении диффузионных покрытий на титан, ниобий, тантал и сплавы на их основе избегают применять в качестве активаторов галоидные соединения аммония, заменяя их галоидными соединениями щелочных и щелочноземельных металлов. [c.69]

ТЕРМОДИНАМИКА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ НИОБИЯ И ТАНТАЛА С КИСЛОРОДОМ И АЗОТОМ ВБЛИЗИ ТЕМПЕРАТУРЫ ПЛАВЛЕНИЯ ) [c.79]

При температурах выше 300° С тантал и все его известные сплавы взаимодействуют с водородом, азотом и кислородом. В чистом тантале водород растворяется и пр температуре выше 350° С [7], но при еще более высоких температурах начинается выделение водорода, а при 800° С его остается в металле очень мало [8, 9]. Охрупчивающее действие водорода используется для получения порошка, применяемого при производстве танталовых электрических конденсаторов. Азот также вызывает охрупчивание тантала. Взаимодействие с азотом происходит при температурах выше 400° С [7], но иногда окисная пленка может препятствовать этой реакции до достижения более высоких температур. Наряду с другими фазами на поверхности тантала при этом возникают нитриды. Дальнейшее повышение температуры вызывает их разложение, и при 2100° С освобождается весь азот [10]. [c.206]

И установлено, что в этом интервале температур кинетика азотиро-вания подчиняется параболическому закону. Отмечается, что при температуре 700° С ниобий и тантал поглощают азот быстрее, чем цирконий, и медленнее, чем титан, и сделан вывод о необходимости тщательной очистки азота от кислорода и водорода, так как ниобий взаимодействует с азотом намного медленнее, чем с кислородом и водородом. [c.164]

Большинство пар свариваемых разнородных металлов или сплавов различается температурой плавления, плотностью, температурными коэффициентами линейного расширения, типом решетки и ее параметрами. Тугоплавкие и химически активные титан, ниобий, тантал, молибден при нагреве активно взаимодействуют с азотом и кислородом (при температуре выше 873 К), что ухудшает их свойства. Эти металлы и их сплавы, а также стали необходимо сваривать в вакууме не менее 6,7-10" Па, Медь (бескислородную), ниобий и молибден следует отжигать непосредственно перед сваркой в водороде при 873, 1673 и 1173 К в течение 30, 20 и 10 мин соответственно, а никель НП1 и сплав 29НК при 1123 и 1073 К в течение 15 и 30 мин. [c.140]

Большинство ниобиевых сплавов (табл. 19.5) отличается хорошей деформируемостью, свариваемостью и неплохой прочностью. На сегодняшний день упрочняющее легирование ниобия осуществляется простым упрочнением твердого раствора тугоплавкими элементами с высокими модулями упругости и дисперсного упрочнения карбидами типа МеС. Для образования твердых растворов замещейия, отличающихся повышенным сопротивлением ползучести, чаще всего вводят вольфрам, молибден и тантал. Элементы с высокой реакционной способностью, цирконий и гафний, взаимодействуя с углеродом и азотом, образуют очень мелкие выделения, еще более повышающие сопро1ивление ползучести. Алюминий и титан повышают стойкость основного металла против окисления однако они понижают температуру плавления и поэтому отрицательно сказываются на прочности. Сплавы выплавляют электроннолучевым способом или в вакуумной печи с двумя расходуемыми электродами и с последующей обработкой давлением. Литейные ниобиевые сплавы не известны. [c.310]

Отличительными особенностями при сварке этих металлов являются высокие, как и для металлов IV группы, окисляемость, активность и чувствительность к примесям внедрения. Ниобий и тантал образуют тугоплавкие оксиды, однако температуры их плавления ниже температуры плавления металла (1460 °С для КЪгОз и 1900 °С для ТагОз). Удельный объем оксидов значительно превьппает удельный объем основного металла, поэтому оксидные пленки растрескиваются и отслаиваются, открывая доступ кислороду к поверхности металла. Оксид ванадия (УгОз) летуч и имеет низкую температуру плавления (675 °С) поэтому оксидная пленка не защищает металл от окисления. Окисление начинается с температур (в °С) >200...250 для ниобия >300 для тантала и >400 для ванадия. С азотом эти металлы взаимодействуют в меньшей степени, чем с кислородом, и устойчивы до следующих температур (в °С) ниобий - до 350 тантал - до 450 ванадий - до 800. Нитриды представляют собой твердые тугоплавкие соединения. [c.151]

Химические свойства. Химические свойства вольфрама по отношению к ряду других соединений приведены в табл. 3-2-6. С точки зрения вакуумной техники наиболее важен вопрос взаимодействия вольфрама с газами. При высоких температурах вольфрам реагирует главным образом с кислородом, окисью углерода, азотом, водой и с углеводородами, и не реагирует с mapaiMH ртути и водородом,, который не влияет также на его механические свойства (в отличие от тантала ). Под действием кислорода или воздуха на поверхности вольфрама при 600— 700° С образуется низшая окись вольфрама синевато-стального цве"а (W4O11) с этим необходимо считаться при производстве проволочных дистилляционных катодов. При более высоких температурах образуется желтая трехокись вольфрама (WOa)—вольфрамовая кислота, которая легко испаряется с накаленной поверхности (вольфрам заметно дымит на воздухе уже при 1 300° С) и конденсируется на ближайших холодных деталях. Молекулярный азот с твердым вольфрамом не реагирует и в нем не растворяется напротив, в лампах накаливания, наполненных азотом, примерно при 2 300° С начинается реакция паров вольфрама с азотом с образованием нитрида вольфрама (WN2, см. также [Л. 81]). [c.34]

Химические свойства. Химическое взаимодействие ниобия с различными реактивами описано в табл. 3-7-3. Прежде всего важно то, что ниобий, как и тантал, очень жадно поглощает водопод и становится вследствие этого хрупким. Соединяется он также и с азотом. На воздухе, начиная от 200° С, образуется прочно прилегающая к металлу пленка окиси,- Гри красном калении ниобий очень бурно окисляется до окиси ниобия НЬгОз соляная кислота на ниобий не действует, также, как и ртуть II пары К, N3 или Мд, Плавиковая кислота реагирует с НЬ (травление поверхности деталей из ниобия, например, при кипячении). Наконец, устойчивость ниобия против коррозии по отношению к большинству химических реактивов вообще несколько ниже, чем устойчивость тантала. [c.98]

Ниобий и тантал в чистом виде достаточно пластичны, их твердость колеблется от 90 до 110 кг1мм . На прочностные свойства этих металлов отрицательно влияют примеси, в особенности кислород, водород и азот. Оба металла не растворяются в царской водке и в концентрированной азотной кислоте. Особенно стоек тантал. Однако концентрированная серная кислота при нагревании полностью растворяет ниобий и заметно действует на тантал. Эти металлы растворяются в смеси азотной и плавиковой кислот, но плавиковая кислота медленно действует только на ниобий. Концентрированные растворы щелочей практически не действуют на тантал, но слабо действуют на ниобий. Оба металла взаимодействуют с расплавленными щелочами, образуя соли ниобиевой и танталовой кислот (ЫаНЬОг). Расплавы хлоридов щелочных и щелочноземельных металлов не реагируют с ниобием и танталом. Последние реагируют с газами, поглощая азот и водород и образуя твердые растворы NbH, ТагН, ТаН. Растворимость водорода падает с повышением температуры [1, стр. 135] до 800— 1000° С. При комнатной температуре оба металла устойчивы, однако при 200° ниобий и при 280° тантал начинают окисляться. Ниобий растворяет кислород до 0,8% (по массе), некоторое количество кислорода растворяет и тантал. [c.118]

Общие сведения. С развитием новых отраслей техники тугоплавкие металлы и их сплавы благодаря высоким жаропрочности, коррозионной стойкости в ряде агрессивных сред и другим свойствам находят все более широкое применение. К тугоплавким металлам, использующимся для изготовления сварных конструкций, относятся металлы IV, V и VI групп периодической системы Менделеева ниобий, тантал, цирконий, ванадий, титан, молибден, вольфрам и др. Эти металлы и сплавы на их основе обладают рядом общих физико-химических и технологических свойств, основными из которых являются высокие температура плавления, химическая активность в жидком и твердом состоянии при повышенных температурах поотношению к атмосферным газам, чувствительность к термическому воздействию, склонность к охрупчиванию, к интенсивному росту зерна при нагреве выше температуры рекристаллизации. Пластичность сварных соединений тугоплавких металлов, как и самих металлов, в большей мере зависит от содержания примесей внедрения. Растворимость азота, углерода и водорода в тугоплавких металлах показана на рис. 1. Содержание примесей внедрения влияет на технологические свойства тугоплавких металлов и особенно на их свариваемость. Взаимодействие тугоплавких металлов с газами и образование окислов, гидридов и нитридов вызывают резкое охрупчивание металла. Главной задачей металлургии сварки химически активных тугоплавких металлов является обеспечение совершенной защиты металла и минимального содержания в нем вредных примесей. Применение диффузионной сварки в вакууме для соединения тугоплавких металлов и их сплавов является весьма перспективным, так как позволяет использовать наиболее совершенную защиту металла от газов и регулировать термодеформационный цикл сварки в благоприятных для металла пределах. [c.150]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...