Цирконий — водород

Легче всего взаимодействует цирконий с водородом (явление абсорбции). С повышением температуры количество абсорбированного водорода уменьшается. [c.326]

Тугоплавкие металлы обладают повышенной химической активностью при высоких температурах, особенно по отношению к кислороду, цирконий — к водороду и азоту. [c.543]

Цирконий абсорбирует водород при обычных условиях, становясь при этом хрупким. В этом отношении его поведение напоминает ниобий и тантал. Хрупкость можно устранить нагревом в вакууме. [c.388]

Титан, а также цирконий и ниобий, содержащие водород, утрачивают свои пластические свойства, а сварка их становится невозможной. Поэтому массовая доля водорода в титане, предназначенном для ответственных конструкций, ограничивается 0,002...0,004%, и, кроме того, не допускается присутствие водорода в зоне сварки (сварка электронным лучом или в камерах с контролируемой атмосферой). При аргоно-дуговой сварке тщательно организуется защита металла сварочной ванны, остывающего до 773 К металла шва, и защищаются нижние кромки сварного соединения. [c.347]

В нашем случае следует оценить плотность захвата в водороде, цирконии и 13228. Микроскопические сечения захвата этих элементов равны соответственно 0,33, 0,185 и 2,71 барн, а плотность ядер указана в табл. 1.2. Для урана следует учитывать, что 10% ядер имеют массу 235 и 90%—238.. Для водорода ( =2,8.10 захват/(см -сек), для циркония дгг = [c.301]

Практические применения радиационной химии можно подразделить на оборонительные и наступательные . На первом этапе развития ядерной промышленности в основном велись работы оборонительного плана по радиационно-химической защите материалов в реакторах и вообще в условиях высокой радиоактивности (в частности, в космосе). При сильном облучении металлы становятся склонными к коррозии, хрупкости, смазочные масла портятся, в изоляторах увеличивается электропроводность и т. д. Была проведена большая работа по изысканию материалов, стойких по отношению к облучению.. Так, было найдено, что из металлов в условиях облучения хорошо сохраняют свои антикоррозийные и механические свойства цирконий и его сплавы. Хорошей радиационной стойкостью обладают и некоторые полимерные материалы, например, полистирол, для которого малы выходы как сшивания, так и деструкции (радиационно-стабильные (обычно ароматические, см. п. 3) группы, не только сами устойчивы по отношению к излучению, но могут защищать от разрушения и другие полимерные молекулы, отсасывая от них энергию (так называемая защита типа губки). Применяется также защита типа жертвы . В этом случае защищающие молекулы, например, могут захватывать образующийся в радиационно-химическом процессе атомарный водород, препятствуя последнему реагировать с другими молекулами. [c.665]

Титан, цирконий и гафний при комнатной температуре в атмосфере воздуха устойчивы окисление начинается при 200— 300 С. При более высокой температуре они реагируют с азотом, водородом, углеродом. [c.84]

Цирконий отличается высокой способностью поглощать и удерживать активные газы. Наиболее интенсивно он поглощает кислород при 600—800 °С, азот при 700 С, водород при 800 °С. Вакуумированием при 1000 С водород удаляется, кислород н азот — нет. [c.88]

Электронно-лучевая зонная плавка позволяет существенно очистить цирконий от примесей. За три прохода при давлении ЫО Па удается понизить содержание водорода до 0.0007 %, кислорода до 0,004 %, азота до 0,003 %, а микротвердость с 1580 до 1140 МПа содержание углерода не уменьшается и составляет 0,15% [Ч- Полученный цирконий отличается высокой пластичностью и малой прочностью (с1в=108 МПа, Оо,2=29 МПа). [c.89]

Железо очень высокой чистоты (полученное многократным электронно-лучевым бестигельным плавлением и последующим циклическим рафинированием в чистом водороде, выделенном из гидрида циркония при связывании примесей углерода, азота, кислорода и серы металлическим цирконием) при содержании углерода и азота менее 10 % и сумме примесей кислорода, азота, углерода, серы и фосфора, [c.150]

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]

За последнее десятилетие применение электричества получило особенно широкое распространение в химической промышленности для переработки бедных руд цветных металлов и получения ценных побочных продуктов. В массовом количестве стали производиться редкие металлы, алюминий, удобрения, хлор, щелочи, водород, кислород, пластические массы, резиновые изделия, синтетические материалы и т. п. При переработке нефти получаются такие синтетические материалы, как ацетатный шелк, целлофан и др. Для изготовления 1 т ацетатного шелка требуется до 20 тыс. квт-ч электроэнергии, т. е. такое же количество, как и для производства 1 т алюминия. Электролиз явился основой технологических способов порошковой металлургии (получение титана, ниобия, тантала, циркония, ванадия, урана). [c.124]

В отличие от сталей имеются цветные металлы, в которых опасность коррозии при выделении водорода вызывается внутренним образованием гидридов. К этим металлам относятся, например, титан, цирконий, ниобий и тантал. Эти металлы могут представить интерес как вентильные при защите анодами с наложением тока от постороннего источника (см. 8.2.2.) и как материалы для химического аппаратостроения (см. 20.3.2). [c.76]

В качестве электролита используется твердая двуокись циркония, поскольку она обладает хорошей проводимостью по отношению к ионам водорода. На катоде идет реакция [c.93]

Материалы и их применение. В табл. 8.1 приведены составы наиболее широко применяемых сплавов циркония. Они отличаются в основном по коррозионной стойкости в воде и паре, доле коррозионного водорода, удерживаемого в сплаве (который приводит к низкотемпературному охрупчиванию), и их стойкости при высоких температурах. [c.234]

Для создания защитной атмосферы в установках с натриевым теплоносителем рекомендуются гелий и аргон, содержащие кислород в тысячных долях процента [1,51]. Водород значительно диффундирует через нержавеющую сталь уже при температуре 600° С, и поэтому для создания защитной атмосферы мало пригоден [1,52]. В ряде случаев для очистки расплавленного натрия и защитного газа от кислорода и других примесей (воды, водорода, азота, углерода) рекомендуется контактировать натрий и газ при температуре свыше 500° С с цирконием, титаном [1,52] или сплавом 50% титана и 50% циркония. В последнем случае в системе не образуется твердых частиц. В атмосфере азота происходит азотирование нержавеющей стали в расплавленном натрии при температуре свыще 480° С [1,51], что отражается на механических свойствах материала. Очищать натрий от окислов можно также путем пропускания натрия (при температуре 250° С) через фильтр, изготовленный из аустенитной нержавеющей стали. [c.46]

Постоянная С изменяется с повышением температуры в соответствии с законом Аррениуса. Для сплава циркалой 2 постоянная С в четыре раза меньше, чем у чистого циркония. Энергия активации реакции окисления циркония равна 29200 кал. При наличии водорода в натрии образуется гидрид натрия. Последний не реагирует с аустенитной нержавеющей сталью, но растворяется в металлическом цирконии. Скорость этой реакции возрастает с повышением температуры. Растворение водорода в цирконии мало влияет на механические свойства последнего. [c.47]

Биологически опасны и одновременно коррозионноопасны окислы азота, хлористый водород и фтористый водород. В присутствии влаги они вызывают коррозию цветных металлов (окислы азота, образующие при растворении азотную кислоту), коррозию таких металлов, как алюминий, титан, цирконий (фтористый водород). Питтинговая коррозия хромоникелевых сталей возникает при концентрации хлоридов около 2 мг/л. [c.209]

Магний медленно реагирует с сухим хлором вплоть до температуры плавления металла. Серебро в хлоре и хлористом водороде не разрушается при температурах до 425° С. Титан, обладая прекрасной стойкостью во влажном газообразном хлоре, иодвергается сильному разрушению в сухом хлоре, что приводит даже к возгоранию металла. Цирконий устойчив в сухом хлоре. [c.157]

Водород также растворяется в большинстве металлов. Металлы, способные растворять водород, можно разделить на две группы, К первой группе относятся металлы, не имеющие химических соединений с водородом (железо, никель, кобальт, медьидр.). Конторой группе относятся металлыд(титан, цирконий, ванадий, ниобий, тантал, паладий, редкоземельные элементы и др.), образующие с водородом химические соединения, которые называются гидридами. Водород очень вредная примесь, так как является причиной пор, микро- и макротрещин в шве и в зоне термического влияния. [c.27]

Механизм процессов, приводящих к резкому ускорению коррозии, еще не достаточно ясен. Его объясняют появлением трещин в оксидной пленке вследствие концентрирования напряжений в толще оксида. Однако, когда металл окисляют в кислороде, скорость коррозии не увеличивается, за исключением случаев очень длительной выдержки и очень толстой оксидной плёнки. Оказалось, что ведущую роль играет водород, выделяющийся в результате разложения воды при взаимодействии с металлом, и особенно та его часть, которая растворяется в металле, приводя к более высоким скоростям окиздения [55]. Данные рентгеновских исследований показывают, что в воде на поверхности циркония как до, так и после ускорения коррозии присутствует моноклинный диоксид ZrOj. Имеются также некоторые сведения, что первоначально возникающий оксид имеет тетрагональную структуру [56]., [c.381]

Поскольку рассеяние тепловых нейтронов вообще не зависит явно от атомного номера исследуемого вещества, то с помощью дифракции нейтронов легко выявляется различие атомов с близкими. Z (например, при исследовании упорядочения атомов Fe и Со в системе Fe — Со), что трудно сделать рентгенографически и электронографически. При использовании дифракции нейтронов возможно изучение изотопических (часто рассеивающие способности изотопов одного и того же элемента значительно различаются) и спиновых различий атомов, входящих в решетку, причем такие различия не замечают ни рентгеновские лучи, ни электроны. В то же время при дифракции нейтронов могут оказаться неразличимыми (имеющими приблизительно равную амплитуду рассеяния) совершенно разные атомы. Так как легкие вещества рассеивают нейтроны также эффективно, как и тяжелые, то с помощью нейтронографии успешно проводят изучение кристаллической структуры веществ, в состав которых входят одновременно атомы легких и тяжелых элементов (атомы водорода в гидриде циркония, углерода в аустените), а также структур из легких элементов (льда, гидрида натрия, дейтерита натрия, графита). Такие структуры нельзя исследовать с помощью рентгеновских лучей и затруднительно с помощью электронов нз-за незначительного рассеяния их легкими элементами. [c.37]

Другим фактором, затрудняющим перемещение дислокаций, является легирование твердых тел примесями. Известно, что малые добавки примесных атомбв улучшают качество технических сплавов. Так, добавки ванадия, циркония, церия улучшают структуру и свойства стали, рений устраняет хрупкость вольфрама и молибдена. Это, как говорят, полезные примеси, но есть примеси п вредные, которые иногда даже в незначительных количествах делают, например, металлические изделия совсем непригодными для эксплуатации. Так, очистка меди от висмута, а титана — от водорода привела к тому, что исчезла хрупкость этих металлов. Олово, цинк, тантал, вольфрам, молибден, цирконий, очищенные от примесей до 10 —10" % их общего содержания, которые до очистки были хрупкими, стали вполне пластичными. Их можно ковать на глубоком холоде, раскатывать в тонкую фольгу при комнатной температуре. [c.135]

Из (7.97) видно, что при увеличении приведенной массы в п раз энергии уровней водородоподобного атома в п раз увеличатся, а радиусы соответствующих орбит в п раз уменьшатся. Например, у позитрона приведенная масса равна т/2, так что энергия его уровней вдвое меньше, чем уровней атома водорода, а орбиты — вдвое больше. Напротив, у мезоводорода энергии уровней в двести раз больше, чем у обычного водорода, а радиусы орбит — в двести раз меньше. Малость орбит мезоатомов приводит ко многим интересным эффектам. Медленный отрицательный мюон легко проникает сквозь атомную оболочку и садится на свою /С-оболочку в непосредственной близости от ядра. В тяжелых ядрах радиус орбиты мюона становится сравнимым с радиусом ядра. Поэтому мюон основную часть времени проводит внутри ядра и тем самым чувствует его форму. Действительно, для ядра с атомным номером Z = 40 радиус мюонной К-орбиты равен 6-10 см, что примерно соответствует радиусу R ядра циркония R ж6-10 см). [c.342]

Цирконий нехладноломок при испытании на удар надрезанных образцов иодидного циркония происходит лишь пластический изгиб без разрушения. Примесь водорода повышает h от —200 °С при 0,005 % до 50 °С при 0,015 % Н и вызывает пористость, которая прямо пропорциональна концентрации водорода в пределах 0,00014—0,003 % [1]. [c.89]

Цирконий. Весьма чистый цирконий (до 99,99% Zr) получают аналогично титану. Для него Гпл = 1845° С, ТК1 = 8,4 10 Иград. Цирконий активно поглощает кислород и азот, особенно при 700° С, а водород при температурах выше 800° С. Цирконий может быть использован аналогично титану для газопоглотительных элементов, но его эф4зективность проявляется при более высоких температурах. [c.299]

Рассел [14] описывает макротравление урана. При травлении металл для удаления слоя окалины погружают в концентрированную азотную кислоту. После этого образец обрабатывают концентрированной соляной кислотой, пока он не покроется матовой черной пленкой. При этом выделяется водород соляная кислота в результате образования треххлористого урана (U I3) окрашивается в красный цвет. Затем образец погружают в концентрированную азотную кислоту до появления контрастно выделяющихся зерен. При обработке подобным образом сплавов уран—цирконий существует опасность взрыва. [c.295]

Для циркония и высоколегированного циркония 45 мл азотной кислоты 40 мл 40%-ной плавиковой кислоты 45 мл 50%-ного пероксида водорода. Длительность травления составляет 5—10 с. [c.297]

Цирконий взаимодействует с кислотами. При этом на его поверхности образуется окисная пленка из ZrO, которая при температуре около 400°С растворяется в металле. Водород легко поглощается цирконием с образованием гидрида ZrH2, придающего хрупкость металлу. [c.185]

В настоящее время получены нитевидные кристаллы железа, олова, золота, платины, кадмия, германия, серы и окислов алюминия, хмагния, циркония, молибдена, ниобия и др. Еще в конце прошлого века был запатентован способ получения нитевидных кристаллов серебра путем восстановления его хлористой соли в атмосфере водорода. За последнее время этот способ претерпел значительные усовершенствования. [c.66]

Магниетермический цирконий (менее чистый, чем йодидный) имеет такие механические характеристики а[,ч=40ч-60 кГ/мм , а,. = 25- 26 кГ/мм , 6 = 21-5-30% и твердость по Виккерсу 150—180 кПмм . Уже при содержании всего 0,001% водорода сильно снижается ударная вязкость при низких температурах (водородная хрупкость) остальные характеристики изменяются мало. Злкалкой, при содержании водорода не >0,01%, можно зафиксировать пересыщенный раствор водорода в а-фазе и предотвратить падение ударной вязкости при комнатной температуре. [c.326]

При температурах и временах экспозиции, представляющих интерес, большая часть кислорода, вовлекаемого в реакцию, находится в окисной пленке. Переменная доля водорода, образующегося но реакции, может входить в сплав сначала в виде раствора, а окончательно как осажденные пластинки гидрида циркония ZrHi,5, [c.235]

Поглощение водорода при коррозии в чистой воде. Образование водорода (или дейтерия) при коррозии металла имеет особое значение. Мадж [19] показал разрушительное действие относительно малых количеств водорода (100—500 мг кг) на ударные свойства циркония при обычных температурах. Охрупчивание вследствие поглощения водорода имеет, вероятно, большее значение для применения в энергетических реакторах, чем окисление металла. Проблема еще более усложняется, как показано Марковичем [20], тенденцией водорода к концентрированию термодиффузией при наиболее низких температурах (наружные поверхности оболочек). Если местная концентрация превышает предел растворимости, происходит выпадение гидрида циркония ZrHi,5. Ориентация отдельных пластинок гидрида зависит от предшествующей деформации или напряжения. Если гидрид выпадает в то время, когда металл подвержен действию приложенного напряжения, пластинки стремятся расположиться нормально к растягивающему напряжению или параллельно сжимающему напряжению. Подобная ориентация является результатом структуры основного металла. Когда гидридные пластинки перпендикулярны к растягивающим напряжениям, получается крайне низкая вязкость при 7 <150°С. Все эти обстоятельства являются крайне неблагоприятными для труб высокого давления и цилиндрических оболочек с избыточным внутренним давлением, в которых максимальное растягивающее напряжение и максимальная концентрация гидрида совпадают на наружной поверхности. [c.237]

Влияние облучения. Даусон [12] сделал обзор литературы по влиянию облучения на коррозию циркония, цирка-лоя-2 и сплава Zr—2,5 Nb. Положение является достаточно сложным, так как имеется потенциальное и наблюдаемое влияние одновременно состава сплава, температуры, коррозионной среды (пар, вода с растворенными водородом и кислородом или без них), интенсивности и спектра излучения (быстрые нейтроны, у-кванты, осколки деления) и теплопередачи. Эти факторы могут действовать на металл, окисный слой или на коррозионную среду таким образом, что можно, вероятно, постулировать увеличение скорости коррозии по сравнению с условиями без облучения. [c.247]

Промышленные испытания сплавов циркония. В работающих реакторах экспозиции сплавов типа циркалой до сих пор ограничены температурами и временами, соответствующими области до перелома при более обширных внереакторных испытаниях. Экспозиции, включающие область после перелома, редки в эксплуатации и не будут пока оцениваться. Как рассмотрено в деталях ниже, коррозионные данные, полученные до сих пор в действующих реакторах, соответствуют, в общем, результатам петлевых испытаний. Коррозия в BWR со свободным кислородом в теплоносителе (0г = 0,2—0,3 см 1кг) ускоренная. Коррозия в PWR с растворенным водородом в теплоносителе (Нг = 25—35 см 1кг) практически одинакова со скоростью коррозии во внереакторных испытаниях за то же время и при той же температуре как с борной кислотой (мягкое регулирование), так и без нее. [c.249]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...