Применение ниобия и тантала

Применение ниобия и тантала [c.113]

По сочетанию свойств и доступности для практического применения из тугоплавких металлов имеют значение молибден, вольфрам, ниобий и тантал. Большой интерес представляет рений, но естественные запасы его ничтожно малы и он мало доступен для обычного использования. [c.393]

Ионный обмен был применен рядом исследователей для разделения ниобия и тантала в растворах различного состава с использованием анионитов различной основности и строения. [c.186]

Прикладное значение имеют сплавы четырех тугоплавких металлов молибдена, вольфрама, тантала и ниобия. Наиболее интенсивно работы по разработке сплавов на основе этих элементов проводились в период с 1950 по 1965 г. Именно тогда были разработаны многие промышленные сплавы молибдена, ниобия и тантала. Слабым местом этих сплавов было и до сих пор остается недостаточно высокое сопротивление окислению, что, в свою очередь, стимулировало разработку систем защитных покрытий для этих сплавов. Вольфрам, молибден и их сплавы имеют достаточно высокую температуру вязко-хрупкого перехода, однако этот недостаток можно преодолеть с помощью соответствующей механической обработки, понижающей температуру перехода до приемлемых значений. Конструкционные сплавы ниобия и тантала нашли применение в жидко- и твердотопливных ракетных двигателях. В этом случае недостаточная стойкость сплавов к окислению не имеет особого значения, так как они подвергаются лишь относительно кратковременному воздействию высоких температур и происходит это, как правило, на большой высоте, где парциальное давление кислорода очень мало. [c.341]

К о л ч и н О. П., Ниобий и тантал, области освоенного и возможного применения, ВИНИТИ, 1959. [c.259]

Высокие температуры плавления и относительно высокая теплопроводность ниобия и тантала вызывают необходимость применения концентрированных источников энергии при сварке плавлением. Используют следующие способы сварки плавлением в вакууме и в инертных газах контактную точечную и шов- [c.151]

Тугоплавкие металлы имеют применение и в более старых отраслях техники вольфрам (с добавкой тория) в качестве нитей электрических ламп накаливания вольфрам и молибден в качестве нагревателей вакуумных или газонаполненных печей ниобий и тантал — для деталей электронных ламп, в химической промышленности, в хирургии. О применении циркония в атомной технике будет сказано ниже. [c.347]

Колчин О.П. Ниобий и тантал. Область освоенного и возможного применения. М. Изд-во иностр. лит., [c.137]

Такие металлы, как титан, тантал, молибден, цирконий,, ниобий и другие, а также ряд нитридов, карбидов, силицидов тугоплавких металлов нашли применение в некоторых отраслях промышленности. Эти металлы и их сплавы обладают ценными физическими и химическими свойствами и значительной коррозионной устойчивостью в сильноагрессивных средах, которая в некоторых случаях превосходит устойчивость нержавеющих сталей, платины, золота и серебра. [c.149]

В паяемых конструкциях применяют стали всех типов, чугуны, никелевые сплавы (жаропрочные, жаростойкие, кислотостойкие), медь и ее сплавы, а также легкие сплавы на основе титана, алюминия, магния и бериллия (табл. 47). Ограниченное применение имеют сплавы на основе тугоплавких металлов хрома, ниобия, молибдена, тантала и вольфрама. [c.239]

Ниобий. Применение ниобия в производстве источников света, как и тантала, обусловлено способностью при высокой темлературе поглощать газы. [c.45]

Тантал. Тантал добывается в количествах, гораздо меньших, чем ниобий, он мало распространен в природе, с трудом выделяется из руд и очень дорог, что ограничивает его применение. Это тяжелый металл с удельным весом 16,6, приближающимся к удельному весу вольфрама он обладает кристаллической решеткой центрированного куба. Тантал отличается исключительной коррозионной стойкостью в агрессивных средах.Поэтому тантал применяется в хирургии как шовный материал и заменитель костей. Он имеет низкую температуру перехода в хрупкое состояние и высокую жаропрочность, что важно при применении его для ракет и спутников. Тантал может применяться в, виде сплава с 30% ниобия и 7,5% ванадия. Сплавы тантала применяются при температуре от 1350 до 1650° С. [c.408]

Тантал более склонен к образованию карбидов, чем нитридов, в то время как ниобий в равной степени образует нитриды и карбиды. Поэтому в присутствии ниобия или тантала отдельно иди совместно (—1—1,5%) хорошие результаты получаются при сварке с применением электродов из того же материала, но с обмазкой. [c.328]

Тантал, платина, золото, ниобий и цирконий не находят широкого применения в химическом аппаратостроении вследствие их исключительной дороговизны и дефицитности. [c.257]

Процесс зонной плавки в некотором новом варианте с электронно-лучевым или индукционным нагревом был применен недавно для очистки пруткового ниобия и подобных металлов в промышленном масштабе и была показана возможность удаления последних следов таких примесей, как углерод, кислород и азот, в непрерывно охлаждаемой системе. Указывается на возможность применения подобного же метода для очистки прессованных из порошка прутков тантала. Последняя конструкция электронно-лучевого нагрева — применение двух катодов одного с фокусировкой на прутке, другого на лужице расплавленного металла. [c.526]

Ниобий и тантал в восстановительных средах (НС1, H2SO4 и Н3РО4) становятся хрупкими вследствие значительного поглощения водорода. В связи с этим при применении ниобия и тантала в случае протекания коррозионного процесса с выделением водорода следует избегать контактов с другими металлами, в паре с которыми ниобий и тантал будут катодами. [c.9]

Ниобий и тантал в восстановительных средах (НС1, H2SO4 и Н3РО4) становятся хрупкими вследствие значительного поглощения водорода. В сеязи с тим прн применении ниобия и тантала в слу- [c.13]

Дисилициды молибдена и вольфрама и, в меньшей степени,, ниобия и тантала нашли широкое применение в качестве защитных жаростойких покрытий и обеспечили надежную работу деталей, изготовленных из этих материалов, в условиях воздействия повышенных температур и окислительных сред. Можно без преувеличения сказать, что подавляющее большинство разработанных к настояще.му времени жаростойких покрытий на тугонлавких металлах содержит в качестве основного компонента высший силицид соответствующего металла. [c.226]

Металлопокрытие не нашли широкого применения для защиты тугоплавких металлов. Основная причина — высокая скорость диффузионного взаимодействия с основой при Т > 1200° С. Относительно низкая скорость окисления NbAlg и ТаА1з (0,2 и 0,7 г-м- -ч- при 1260 °С соответственно) дает возможность использовать алитирование для кратковременной защиты ниобия и тантала (табл. 14.11). Разрушение покрытий носит локальный характер. Стойкость алюминидного покрытия на Nb возрастает при предварительном титанировании. Низкая надежность ограничивает использование алюминидных покрытий на Мо и W. Их стойкость возрастает при введении добавок Ni, Сг, Mg, Со, Ti, Si и Fe (табл. 14.12). Защитные свойства алюминидных покрытий повышают введением Sn, увеличивающего их пластичность. Покрытие Sn—AI на Nb и Та можно наносить из расплава. При этом образуется слой алюминидов НЬ(Та)А1з, поверх которого кристаллизуется слой Sn—А1, содержащий 3. .. 10 % А1. Вблизи температуры плавления эвтектики SnOa—А]аОз (1620 °С) срок защитного действия покрытий возрастает (табл. 14.13). Введение в 8п—AI расплав молибдена улучшает качество покрытий. Sn—А1—Мо покрытие применяют для защиты ведущих кромок, тепловых экранов и других частей весьма теплонапряженных аппаратов. [c.436]

Титановые сплавы с термодинамически устойчивой -фазой можно получить лишь на основе таких систем, в которых легирующие элементы имеют объемоцентрированную кубическую решетку при комнатной температуре и дают с -титаном непрерывный ряд твердых растворов. К таким элементам принадлежат ванадий, молибден, ниобий и тантал. Однако стабильные -фазы в этих сплавах образуются при таких высоких концентрациях компонентов, что титановые сплавы теряют их основное преимущество, а именно сравнительно малый удельный вес. Лишь ванадий обладает приемлемым удельным весом, однако он очень дорог. Поэтому титановые сплавы со стабильной -фазой пе получили промышленного применения, и их изучение ограничивается до сих пор лабораторными исследованиями. [c.416]

Из тугоплавких металлов ниобий, тантал и их сплавы наиболее коррозионностойкие, причем тантал обладает большей коррозионной стойкостью, чем ниобий. По коррозионной стойкости тантал сравним с керамикой, эмалью, пластмассами и превосходит стекло. Ниобий и тантал при 20°С устойчивы в кислотах (НС1, H2SO4, HNO3 и фосфорной) и не реагируют с царской водкой, но менее устойчивы к действию щелочей. Они заметно разрушаются в горячих растворах едких щелочей и в расплавленных щелочах. При 20° С металлы устойчивы на воздухе, но при 200—300° С начинают слегка окисляться и при нагревании выше 500° С наблюдается интенсивное окисление, что ограничивает их применение в чистом виде (без защитных покрытий) при высоком нагреве. С азотом металлы реагируют так же, как и с углекислым газом. Для них характерно весьма интенсивное поглощение при нагревании газов (Нг, О2, N2), малые примеси которых сильно ухудшают пластичность, обрабатываемость и электрические свойства металлов. Так, ниобий с примесью более 0,024% О2 и 0,017% N2 плохо сваривается и прокатывается в листы. [c.156]

Титановые сплавы с термодинамически устойчивой -фазой можно получить лишь на основе таких систем, в которых легирующие элементы имеют объемиоцентрированную кубическую решетку прп комнатной те.мпературе и образуют с -титаном непрерывный ряд твердых растворов. К таким элементам принадлежат ванадий, молибден, ниобий и тантал. Однако стабильные -фазы в этих сплавах образуются при таких высоких концентрациях компонентов, что титановые сплавы теряют основное их преимущество, а именно сравнительно малый удельный вес. Лишь ванадий обладает приемлемым удельным весом, однако он дефицитен и дорог. Поэтому титановые сплавы со стабильной -фазой не получили промышленного применения. В Англии запатентованы сплавы со стабильной -структурой, содержащие 15—35% Мо и 13—35% V. Сплавы имеют достаточно высокую прочность и пластичность при комнатной температуре и отличаются хорошей обрабатываемостью. Сплавы сохраняют большое сопротивление ползучести до температур 500—600° С. Для обеспечения высокого сопротивления ползучести необходимо, чтобы суммарное содержание молибдена и ванадия было близко к 45%. Дальнейшее увеличение содержания молибдена и ванадия нежелательно, так как повышается окисляемость сплавов. [c.144]

До сих пор самым распространенным способом предотвращения межкристаллитной коррозии является легирование нержавеющих сталей элементами, обладающими большим сродством к углероду, чем хром (Т1, КЬ, Та, Ът, , V). Из этих элементов наиболее устойчивые карбиды образуют титан, ниобий и тантал, поэтому ими и производят так называемую стабилизацию нерл<авеющих сталей [33, 162]. Среди них самый дешевый и доступный — титан, и позтому он чаще всего применяется. Однако и здесь основное — правильная термообработка, при которой в твердом растворе остается минимальное содержание углерода. Для обычного применения нержавеющих сталей рекомендуется в них добавлять титан в пяти-, ниобий в десяти-и тантал в пятнадцатикратном количестве по отношению к содержанию углерода. Для некоторых условий зтих ко.личеств недостаточно и необходим индивидуальный подход (см. гл. 4.1). Для присадочного материала и электродов (при изготовлении обмазанных проволочных [c.127]

В промышленности использзтот преимущественно сплавы этих металлов, упрочняемые путем упрочнения твердого раствора и образования мелкодисперсной фазы. Наиболее сильными упрочнителями для ниобия являются цирконий, гафний, вольфрам, молибден, ванадий для тантала - ванадий, молибден, гафний, вольфрам, а также рутений, рений, осмий для ванадия - титан, цирконий, ниобий, вольфрам. Для получения сплавов с повышенной жаропрочностью на основе ниобия и тантала в качестве легирующих элементов используют углерод, азот, бор, которые наряду с некоторым упрочнением твердого раствора образ тот вторую дисперсн)то фазу (карбиды, нитриды, бориды), упрочняющую металл особенно эффективно при одновременном введении титана, циркония, гафния. Из рассматриваемых металлов V группы наибольшее применение имеют сплавы на основе ниобия. [c.151]

Кроме применения в качестве вы oкoяiapoпpoчныx сплавов, тугоплавкие металлы используются и в других отраслях техники вольфрам (с добавкой тория) — в качестве нитей электрических ламп накаливания вольфрам и молибден — в качестве нагревателей вакуумных или газонаполненных печей ниобий и тантал — для деталей электронных ламп, в химической промышленности, в хирургии. О применении циркония в атомной технике будет сказано ниже. О применении тугоплавких металлов как кислотостойких материалов см. 13 этой главы. [c.367]

Из величины константы равновесия вычислялась равновесная степень восстановления при стехиометрическом соотношении компонентов. Результаты расчетов приведены в табл. 3, из которой видно, что процессы водородного восстановления пентахлоридов ниобия и тантала термодинамически благоприятны при умеренных температурах и могут обеспечить большой выход продуктов. Применение избытка водорода должно смещать равновесие в сторону увеличения степени восстановления. [c.80]

Ниобий и тантал встречаются в природе значительно реже, чем ванадий. В свободном состоянии ниобий и тантал представляют собой металлы серого цвета, тугоплавкие, твёрдые. Эти металлы не растворимы во всех кислртах даже в царской водке . Исключением является плавиковая кислота, которая действует на металлические Nb и Та. Растворы щёлочей на Nb и Та не действуют, но их можно растворить в расплавленных щёлочах с образованием солей, в которых Nb и Та входят в состав аниона. Nb и Та применяются для изготовления полюсов катодных ламп. Ниобий за последнее время находит широкое применение при изготовлении специальных сталей. Стали, содержащие Nb, применяются для изготовления сварных конструкций, так как Nb резко повышает прочность сварных швов. Та применяется в сплаве с углеродом, обладающем высокой твёрдостью, для изготовления наконечников резцов и свёрл. Сплавы тантала с другими металлами применяются для изготовления некоторых мелких изделий часовых пружин, свёрл, наконечников зубоврачебных инструментов и т. п. Для Nb и Та наиболее типичны соединения, в которых они пятивалентны. Соединения Nb и Та пока не нашли технического применения. [c.284]

Элементы, которые ранее считались экзотическими н недопустимыми для применения, теперь могут, разумеется, в ограниченном масп1табе использоваться и как легирующие компоненты, и как основа сплавов (тантал, рений, гафний, ниобий и др.). [c.457]

В последние годы в номенклатуре марок сплавов видиа произошли значительные изменения. Вместо сплавов карбид вольфрама—карбид титана—кобальт, обозначавшихся как F1, S1, S2, S3, появились сплавы с добавками карбида тантала (карбида ниобия) и повышенным содержанием кобальта. Эти новые марки сплавов носят обозначения FT1, TTI, ТТ2, ТТЗ и соответствуют по областям применения прежним маркам F1, S1, S2, S3. Кроме того, введены марка ТТ4, для особо тяжелых работ и марка А1—универсальная, т. е. пригодная как для обработки чугуна, так и для обработки сталей. [c.557]

Производство тугоплавких металлов (молибдена, ниобия, вольфрама, тантала и др.) неуклонно расширяется. Если 10—15 лет назад эти металлы находили применение в основном как лигатуры при выплавке различных сталей и сплавов, а также в качестве нагревательных элементов, то сейчас они находят применение и как конструкционные материалы. Основным преимуществом этих материалов является высокая температура плавления, вследствие чего данные металлы способны показывать более высокие значения прочности, чем легированные стали при тех же рабочих температурах конструкции. Так, 100-часовая длительная прочность нелегированного наклепанного молибдена при 980 " С равна 15,5 кПмм , легированного 0,5% Ti—37,2 кПмм . В большинстве же случаев современные сверхпрочные сплавы имеют при тех же рабочих температурах длительную прочность, не превышающую 7 кПмм" [30]. [c.137]

При решении вопроса о выборе материала важной характеристикой является величина длительной прочности, определенная в условиях, воспроизводящих рабочие. При высоких температурах натрия (800° С и более) перспективно применение тугоплавких металлов тантала, молибдена, ниобия, вольфрама и сплавов на их основе, например сплава молибдена с 0,5% титана (предел длительной прочности 27 кПмм при 1000° С и 9 кПмм при 1100° С). [c.292]

Электроннолучевая сварка (ЭЛС) — один из самых новых способов сварки металлов плавлением. Вначале его рассматривали только как средство соединения деталей и узлов из тугоплавких и химически активных металлов, например вольфрама, молибдена, циркония, тантала, ниобия и др. Однако ряд замечательных особенностей ЭЛС привлек к ней внимание специалистов, полагавших, что этот способ сварки окажется перспективным и в применении к трудносвариваемым аустенитным жаропрочным сталям и сплавам. Важнейшей особенностью ЭЛС является невиданная ранее при сварке концентрация энергии. Источником теплоты при ЭЛС служит, как известно, сфокусированный в узкий луч поток быстро движущихся в вакууме электронов, бомбарди рующих место сварки. В современных промышленных установках для ЭЛС ускоряющее напряжение достигает 100 кв, но сварочный ток, т. е. ток в пучке электронов, обычно не достигает и 1 а. [c.349]

Инертные газы — атмосферы, не вступающие во взаимодействие ни с одним из металлов и сплавов и с углеродом. Инертные газы применяются в качестве защитных от окисления и обезуглероживания. Наиболее широкое применение в промышленности находят аргон и гелий (табл. 1). Они применяются в технологических процессах, а также для тех металлов и сплавов, при производстве которых не могут использоваться иикакие другие атмосферы, например, при производстве тантала и ниобия. Для тантала и ниобия не применимы углеродсодержа- [c.123]

Применение. Ниобий — один из основных компонентов при легировании жаропрочных сталей и сплавов. Сплавы ниобия применяют в химическом машиностроении, в радиоэлектронике вместо дорогого тантала (экраны, катоды мощных генераторных ламп, аноды некоторых типов ламп, трубки, сетки с максимальной рабочей температурой 2100° Сит. д.), в ядерных реакторах, в качестве материала оболочек тепловыделяющих элементов и емкостей для расплавленных металлов, в авиации (лопатки газовых турбин авиадвигателей). Относительно новая область применения ниобия — в качестве основы сверхпроводящих материалов, так как у ниобия максимальная среди металлов температура перехода в сверхпроводящее состояние (8,9 К). Так, у сплавов системы Nb—Zr критическое магнитное поле достигает 80 кГс, плотность критического тока (4—6)-10 А/см и температура перехода-в сверхпроводящее состояние 11 К. Высокими сверхпроводящими свойствами (18,1 К) отличается соединение NbsSn, на базе которого уже созданы сверхпроводящие магниты на 100, 1ЭД кгс и выше. [c.551]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...