Тантал Взаимодействие с кислородом

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]

Как правило, наиболее важной реакцией является взаимодействие тантала с кислородом, что подтверждается образованием окислов при прогреве металла на воздухе. Взаимодействие с кислородом начинается при температуре выше 300° С и становится быстрым при температуре выше 600° С [11]. Образующаяся окалина не обладает адгезией, и если окисленный металл нагреть выше 1000° С, то кислород начинает диффундировать в объем металла и приводит к его охрупчиванию. При 1200° С скорость коррозии составляет 150 мм/ч [12]. Простым нагревом удалить кислород из металла нельзя, но в вакууме прн температуре выше 2300° С он удаляется в виде окиси. [c.206]

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]

Механические свойства тантала зависят от характера термической обработки и степени обжатия при холодной деформации. Отжиг сильно уменьшает предел прочности и увеличивает пластичность. Тантал не обладает магнитными свойствами. Тантал пластичный материал и его можно обрабатывать обычными методами при комнатной температуре. Из тантала можно получить штампованные изделия, листы, стержни, трубы, ленты и др. Тантал сваривается, но при высоких температурах он поглощает газы. Так, при температуре около 400° тантал легко взаимодействует с кислородом воздуха, с аз )том, образуя окислы и нитриды, металл при этом становится хрупким. [c.260]

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

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]

В ряде работ зарубежных ученых 1171, 172] также подчеркивается, что предупреждение взаимодействия материала с кислородом и другими атмосферными газами дает, вероятно, единственную возможность нанесения качественных покрытий напылением из титана, вольфрама, молибдена, тантала, ниобия и циркония. [c.239]

Предупреждение взаимодействия напыляемого материала с кислородом и другими атмосферными газами дает, вероятно, единственную возможность нанесения качественных покрытий напылением из титана, вольфрама, молибдена, тантала, ниобия и циркония Металлы имеют высокую температуру плавления, удовлетворительную прочность при высокой температуре, некоторые из них — высокую пластичность и коррозионную стойкость. Эти характеристики можно также улучшить легированием. Несмотря на высокую стоимость этих металлов, для исследования при напылении в контролируемой атмосфере они были выбраны в связи с тем, что при напылении их в обычных условиях не удавалось получить покрытия с удовлетворительными свойствами Получение таких металлических покрытий с хорошей плотностью, надежным сцеплением и высокой однородностью может открыть новые области применения их в химической промышленности, ядерной, авиационной и космической технике. [c.171]

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]

Следует обратить внимание на следующее. Порошок тантала всегда содержит какое-то количество окислов. Чем их больше, тем больше угар при сварке, так как низшие окислы тантала весьма летучи. Во избежание угара в шихту перед прессованием добавляют углерод в количестве, необходимом для связывания кислорода окислов. В процессе предварительного спекания, как указывалось, происходят значительная дегазация металла, а также небольшое разложение пятиокиси тантала при этом начинается ее взаимодействие с примесью углерода. Танталовые штабики сваривают в вакуумных сварочных аппаратах. После установки штабика в аппарат и создания необходимого вакуума (130 мПа) включают электрический ток и при непрерывно действующих вакуумных насосах силу тока постепенно повышают при этом соответственно повышается и температура штабика. Режим сварки разрабатывают с таким расчетом, чтобы обеспечить полное разложение и испарение примесей. На начальном этапе сварки подъем температуры до 1000° С идет медленно, затем при 1000° С производят выдержку, пока вакуумметр не покажет резкого снижения давления, что указывает на завершение первого этапа интенсивного выделения газов. [c.456]

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]

Получаемые по этому методу порошки весьма мелкозернистые. Зерен величиной до 1 мкм в этих порошках содержится около 85%, в результате чего при отмывке происходит частичное окисление порошка. Содержание кислорода в танталовом порошке составляет 2—5%. Вследствие выделения водорода при взаимодействии натрия с водой во время отмывки, мелкозернистый порошок тантала поглощает заметное количество водорода (до 0,15%). [c.100]

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]

Тантал Та — серый блестяш,ий металл, достаточно хорошо поддается механической обработке. Не растворяется в обычных кислотах и их смесях, кроме НР + НЫОз. В виде порошка энергично взаимодействует с кислородом, галогенами и серой. Наиболее типичны соединения пятивалентного тантала. Пятиокись тантала нерастворима в воде, переходит в раствор после сплавления со щелочами. Обладая высокой твердостью и химической устойчивостью, применяется для изготовления различных ответственных деталей химической аппаратуры, а также в электроламповой промышленности, в частности для изготовления катодов электронных ламп. [c.11]

При испытании металлов и сплавов в ртути добавление к ним титана и магния увеличивает коррозионную стойкость первых [1,61], [1,65]. Предполагается, что окислы, образующиеся в результате взаимодействия титана и магния с кислородом, препятствуют взаимодействию металлов с ртутью. При температуре 600° С в ртути, ингибированной титаном и магнием, достаточной стойкостью обладают низкоуглеродистая сталь сталь, легированная 20% молибдена сталь, легированная 8% хрома, 0,5% алюминия и 0,3% молибдена сталь, легированная 5% хрома, 0,5% молибдена и 1,5% кремния а также вольфрам и молибден. При температуре 500°,С можно применять стали легированную 1) 5% хрома 2) 1,5% хрома и 1,3% алюминия 3) 5% хрома, 1,2% меди или 4,5% молибдена ферритные хромистые стали. Нестойки в ртути аустенитные нержавеющиестали, бериллий (при температуре300°С), тантал, ниобий, кремний, титан, ванадий, никель, хром и их сплавы, кобальт, платина, марганец, цирконий, алюминий, золото и серебро. Чтобы ингибировать ртуть, в нее достаточно ввести 10 мг1кг титана. Менее экономически выгодным ингибитором является цирконий [1,65]. [c.53]

Большинство металлов и их оксидов взаимодействуют с углеродом при 1200- 2200 °С. Этот способ карбидообразования в настояш,ее время является наиболее распространенным и используется для промышленного производства карбидов вольфрама, титана, молибдена, тантала, ванадия и многих других. К порошку металла или его оксида, а в отдельных случаях и его гидрида добавляют углерод преимуш,ествен-но в виде сажи, причем шихту составляют практически без избытка углерода против теоретически необходимого его количества. Если в 1 леталлическом порошке содержится какое-то количество остаточного Кислорода, а также пои необходимости компенсации частичного [c.163]

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]

Если, например, скорость окисления связана с диссоциацией агрессивного двухатомного газа, то надо полагать, что скорость окисления должна быть пропорциональна корню квадратно.му из величины давления газа. Подобным примером может служить взаимодействие никеля с газообразной серой 5г. По наблюдениям Хауффе и Рамеля [233], в интервале давления от 0,01 до 0,5 мм рт. ст. константа линейной скорости пропорциональна корню квадратному из давления газообразной серы. Как установили Каугилл и Стрингер [234], скорость окисления тантала в атмосфере кислорода при температурах от 600 до 900° С и давлении кислорода от 1 до 400 мм рт. ст. пропорциональна корню квадратному из величины давления кислорода. [c.75]

В результате взаимодействия этих металлов с кислородом чаще всего снижается их пластичность. Особенно сильно охрупчивают-ся молибден и вольфрам. По скорости окисления на воздухе тугоплавкие металлы могут быть расположены в такой последовательности молибден, тантал, ниобий, вольфрам. Заметное повышение скорости окисления этих металлов наблюдается при температурах >600 °С. [c.146]

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]

На воздухе тантал устойчив, корродировать начинает при 280°С, с кислородом энергично взаимодействует при 400°С и выше. Для удаления поглощенных газов тантал нагревают в вакууме. Водород быстро удаляется из металла при 800—1200°С, кислород начинает выделяться при 1350— 400°С и быстро удаляется при 1900°С. Хорошее удаление газов может быть достигнуто при электроннолучевой, вакуумнодуговой плавке и спекании в вакууме. [c.404]

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]

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]

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]

В результате рассмотрения взаимодействия разных элементов с тугоплавкими металлами и прямые исследования по изучению влияния разных элементов (Е. М. Савицкий, Н. Н. Моргунова) позволяют сформулировать некоторые иоложения 1) легировать тугоплавкие металлы в количестве до нескольких процентов можно лишь тугоплавкими, причем для металлов VA группы (ванадий, ниобий, тантал) возможно более глубокое легирование, чем для металлов VIA группы (хрома, молибдена, вольфрама) 2) кислород является более вредным элементом, чем углерод, поэтому последний вводят в небольшом количестве (до 0,05—0,1%), для раскисления н жесткого легирования. [c.524]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...