Урана, диаграмма состояния

Рис. 10. 42. Диаграмма состояния системы уран—свинец [1 ].

Рис. 1.14. Диаграмма состояния системы уран—кислород

Рис. 6.1. Диаграмма состояния системы уран-углерод [2] иОз + ЗС иС + 2СО,

Рис. 10.44. Диаграмма состояния системы уран—тантал [1 ].

Рис. 3.5. Диаграмма состояния системы уран — углерод (4,8—9,16% С).

Рис. 10.43. Диаграмма состояния системы уран—.хром [1].

Рис. 12. Пространственная диаграмма состояния системы уран — водород [29].

Уран благодаря своей двойственной химической природе, свойственной актиноидным элементам, которые проявляют сходства либо с лантаноидными, либо с переходными элементами подгрупп IVa, Va и особенно Via, является очень реакционноспособным элементом. В зависимости от проявляемой валентности уран может образовывать многочисленные окислы, большинство из которых — фазы нестехиометрического состава. По этой причине диаграмма состояния системы уран—кислород сложна по строению и в настоящее время не может считаться до конца установленной. [c.5]

Диаграмма состояния уран — водород. Наилучшим способом получения гидрида урана, по-видимому, является нагревание его с водородом до 150—400° при повышенном давлении. Взаимодействие урана с водородом за последнее время изучено очень обстоятельно и было уже со- держанием многих работ [45, 52, 215]. [c.59]

Диаграмма состояния уран — водород в области, прилегающей к урану [219], отчетливо показывает равновесие твердых фаз на основе аллотропных модификаций урана с гидридной фазой (рис. 37). [c.59]

Рис. 10. 14а. Диаграмма состояния системы уран — углерод [16].

Уран также обычно отжигают в высоком вакууме. Температура отжига не должна превышать 900°С время отжига не менее 60 мин. При отжиге никелированного урана постоянно возникает несколько слоев, так как диаграмма состояния уран— никель указывает на наличие нескольких соединений. [c.399]

Рис. 10. 41. Диаграмма состояния системы уран—торий [1].

За последние полтора десятилетия разностороннему изучению подвергалась весьма сложная система уран — кислород. Исследовалось физико-химическое взаимодействие окислов урана с окислами других металлических элементов при повышенных температурах, во многих случаях были построены соответствующие диаграммы состояния. Открыто большое число новых урансодержащих окисных фаз постоянного и переменного состава, в том числе и фаз, обладающих высокой температурой плавления, проведено изучение их свойств. [c.3]

Система изучалась многими исследователями, мнения которых иногда расходятся весьма значительно. Причиной этого является большая зависимость системы уран— кислород от давления кислорода и в связи с этим обычно наблюдающаяся неидентичность условий эксперимента. Ясно, что данные, полученные при нагреве образцов на воздухе, при прочих равных условиях отличаются or результатов, полученных в чистом кислороде фазы, образовавшиеся в процессе восстановления высших окислов урана, не всегда удается получить окислением восстановленных составов. Поэтому при построении диаграммы состояния системы уран — кислород, как и любой другой окисной системы, необходимо отмечать ту газовую среду, в которой, проводится эксперимент. [c.5]

На рис. 1.6 показаны диаграммы состояния системы уран — кислород от 1)02 до изОв при низких температурах с указанием областей распространения тетрагональных фаз [59, 60, 66]. Анализ этих данных позволяет сделать следуюшие выводы. [c.24]

Находят лучшее подтверждение, если предположить, что состав пара над иОг+х при 1500° С соответствует и04. Результаты эксперимента показали, что при 1500— 1600° С потеря веса, обусловленная разложением иОг+х, прекращается, а двуокись урана при этом достигает состава иОг. На рис. 1.14, а построена диаграмма состояния системы уран — кислород в координатах состав— давление при постоянной температуре [109], откуда видно, что при очень низком давлении в системе [c.46]

На рис. 1.14, б диаграмма состояния системы уран — кислород представлена в координатах давление кислорода— температура [108]. Диаграмма построена с учетом термохимических характеристик окислов урана, взятых из литературы, а также на основании экспериментальных результатов, полученных при измерении термохимических равновесий. Диаграмма на рис. 1.14, б дает возможность определить условия газовой среды и температуры, которые необходимы для окисления или восста- [c.46]

Рис. 10. 146. Урановый угол диаграммы состояния уран—углерод.

Диаграмма состояния системы уран—кислород еще не построена из-за противоречивости данных, относящихся к отдельным областям. Растворимость кислорода в уране мала и при температуре плавления урана составляет около 0,05 ат. % кислорода, а в за- твердевшем металле еще ниже. Двуокись урана плавится при температуре около 2750° С таким образом, при индукционной плавке металлического урана UOj остается в твердом состоянии. Однако имеются некоторые основания полагать, что UO2 при температуре примерно 1500°С медленно реагирует с ураном, образуя соединение U0. Считается, что благодаря различиям в свойствах ио и UOj эта реакция оказывает благоприятное [c.327]

Второй аспект проблемы легирования урана связан с возможным влиянием добавок на формуемость сплава. При рассмотрении вопросов, относящихся к технологии обработки, необходимо принимать во внимание основные диаграммы состояния, так как они могут оказаться наиболее полезными для выяснения характера взаимодействия присадки с ураном. [c.355]

Сплавы I класса нет растворимости в твердом состоянии и нет соединений. Диаграммы состояния построены лишь для двух систем этого класса, а именно уран—магний и уран—торий. К этому же классу, по-видимому, относятся системы уран—кальций и уран—натрий. Однако по обеим системам имеется слишком мало данных и отсутствуют диаграммы состояния. [c.356]

Система уран — магний. Эти два элемента почти полностью не смешиваются и практически не растворимы друг в друге даже при высоких температурах. Диаграмма состояния этой системы представляет незначительный интерес и поэтому не приводится. Вывод из нее—это возможность использования магния в качестве восстановителя для получения из UF4 чистого металлического урана. [c.356]

Сплавы II класса соединения образуются, но нет растворимости в твердом состоянии. Известны шесть диаграмм состояния для систем этого класса, а именно уран—висмут, [c.356]

Вторая диаграмма состояния системы U—UO2 (рис. 1.2, б) практически совпадает с рассмотренной выше в области распространения достехиометрической UO2, но отличается значительной растворимостью кислорода в жидком уране, составляющей при 2300° С около 30% UO2 [31]. Большая растворимость кислорода в уране была обнаружена еще в 1963 г. [32], и несоответствие этих данных с результатами других исследований [1, 29, 30] потребовало более строгой интерпретации механизма образования продуктов реакции, получаемых методом насыщения. [c.11]

Система уран — углерод. Эта система обсуждалась ранее в разделе, посвященном включениям в уране, и ее диаграмма состояния показана на рис. 10. 14. Интерметаллическое соединение ис относительно мало склонно образовывать разветвленные дендриты и цепочки включений. Оно сказывается на пластичности металла лишь при больших объемных концентрациях, когда во время горячей обработки давлением происходит перемещение частиц с образованием полосчатой структуры. [c.358]

Система уран — вольфрам. Диаграмма состояния этой системы очень напоминает диаграмму системы уран—тантал. В сплавах с большим содержанием урана идет перитектическая [c.360]

С) 10,1 10 град теплоемкость 6,34 кал/г-атом-град электрическое сопротивление Ъ1 мком см сечение захвата тепловых нейтронов 1,31 барн парамагнитен работа выхода электронов 3,07 эв. Модуль норм, упругости 6600 гс/жж модуль сдвига 2630 кгс .чм предел прочности 31,5 кгс мм предел текучести 17,5 кгс мм сжимаемость 26,8 X X 10— см кг удлинение 35% НУ= = 38. Чистый И. легко поддается мех. обработке и деформированию. Его куют п прокатывают до лент толщиной 0,05 мм па холоду с промежуточными отжигами в вакууме при т-ре 900—1000° С. И.— химически активный металл, реагирует со щелочами и к-тами, сильно окисляется при нагревании на воздухе. Работы с И. проводят в защитных камерах и высоком вакууме. И. с металлами 1а, На и Уа подгрупп, а также с хромом и ураном образует несмешиваю-щиеся двойные системы с титаном, цирконием, гафнием, молибденом и вольфрамом — двойные системы эвтектического типа (см. Эвтектика) с редкоземельными элементами, скандием и торием — непрерывные ряды твердых растворов и широкие области растворов с остальными элементами — сложные системы с наличием хим. соединений (см. Диаграмма состояния). Получают И. металлотермическим восстановлением, действуя на его фторид кальцием при т-ре выше т-ры плавления металла. Затем металл переплавляют в вакууме и дистиллируют, получая И. чистотой до 99,8-5-99,9%. Чистоту металла повышают двух- и трехкратной дис- [c.518]

Система уран — серебро. Диаграмма состояния этой системы близко совпадает с диаграммой системы уран—магний с тем лишь отличием, что в твердом состоянии в серебре растворяется 0,1 —0,4 вес. % урана. На другом конце диаграммы имеется [c.360]

Согласно диаграмме состояния системы U- уран образует с углеродом три химически стабильных соединения — U , U2 3, U 2 (рис. 6.1). Монокарбид и С устойчив от низких температур до температуры плавления U2 3 устойчив до температуры 1173 °С, при которой разлагается без плавления U 2 устойчив от 1500 °С до температура плавления. При температуре 1300 °С и выше обнаружена заметная растворимость урана в монокарбиде урана. Таким образом, сплавы, соответствующие участку диаграммы между U и U , являются двухфазными. Растворимость углерода в твердом уране мала ( 0,002 %) 2] при эвтектической температуре 1116,6°С, по при переходе в жидкую фазу с повышением температуры быстро возрастает. Па участке между фазами U и /5-U 2 выше 2100 °С и вплоть до линии солидуса расположена область твердых растворов. [c.283]

Азот. Использование азота в качестве плазменного теплоносителя приведет к растворению азота в уране, к возникновению нитридов урана, по крайней мере в поверхностном слое. Анализ изобарной системы и-К2 и диаграммы состояния U-N показывает [2], что содержание азота в уране на несколько порядков величины превысит допустимые нормы. Кроме того, при наличии кислорода и углерода образуются твердые растворы UN, 1ТС, ПО друг в друге, так что азот в уране будет присутствовать не в виде чистого нитрида, а в виде оксикарбонитридов с переменным содержанием азота, кислорода и углерода. Удалить химически связанный азот из урана на стадии рафинирования очень трудно, кроме того, при длительной выдержке в рафинировочной печи это приведет к потерям урана и большим затратам электроэнергии. [c.305]

Методы получения металлов повышенной чистоты путем их фракционной перекристаллизации в ртути описаны в работах 1 б-ио По данным диаграмм состояния амальгамных систем можно выбрать оптимальные условия раздеде-ния сложных сплавов с получением очень чистых металлов 1 . 105-110 фракционной перекристаллизацией сплавов алюминия и урановых отходов. ядерных реакций в ртути были получены металлический алюминий и уран высокой чистоты 1 5-110. [c.230]

Двуокись урана окисляется при нагреве на воздухе, но обладает значительной устойчивостью в вакууме или в восстановительной атмосфере. По этой причине диаграмма состояния уран — кислород в интервале концентраций кислорода от и до иОг построена на основании результатов, полученных в вакууме, аргоне и водороде. Следующий интервал концентраций от иОг до 11469, окисляющегося при нагреве на воздухе и нестабильного в вакууме, исследовали тензиметрическим методом, методом высокотемпературного рентгеновского анализа образцов, запаянных в кварцевые капилляры, и с помощью рентгеновского анализа образцов, нагретых при различных температурах в вакуумированных кварцевых ампулах и закаленных от этих температур. Область диаграммы состояния от и40э до изОв, устойчивость при нагреве на воздухе до 900° С, изучалась тензиметри-чески, а также методом высокотемпературного рентгеновского анализа образцов, нагретых в вакуумированных кварцевых ампулах или на воздухе. И наконец, диаграмма состояния системы от изОз до иОз, разлагающейся при нагреве на воздухе, исследовалась, как правило, под давлением кислорода. Многие фазовые зависимости в системе уран — кислород определены в работах по кинетике окисления и восстановления окислов урана именно в этих работах установлены и наиболее полно изучены метастабильные окислы урана. [c.6]

На рис. 1.2, а показана диаграмма состояния системы и—иОг, построенная Эдвардсом и Мартином [30]. Особенность этой диаграммы — расширяющаяся с ростом температуры область достехиометрической двуокиси урана и область несмешиваемости в жидком состоянии. Пределы концентраций области несмешиваемости установлены металлографическим исследованием сплавов, приготовленных методом дуговой плавки в среде аргона. При температуре дуговой плавки каждый сплав из области несмешиваемости состоял из жидкого металла и жидкой окисной фазы, которая представляет собой моно-тектическую жидкость, дающую при охлаждении дисперсные уран и иОг. Достехиометрическая граница двуокиси урана была уточнена по сплавам, полученным насыщением металлического урана кислородом за счет двуокиси урана, служившей материалом тигля, в котором нагревался уран. Урановые расплавы выдерживали при заданной температуре и быстро охлаждали с тиглем. Микроструктурное исследование закаленных образцов показало, что образовавшиеся сплавы представляют собой металлические корольки, отделенные от стенок тигля окисными наростами кристаллов иОг, перемежающихся прожилками металлического урана. При температуре опыта каждый окисный нарост был однофаз-10 [c.10]

На рис, 10. 14а показана диаграмма состояния системы уран —углерод, В данном случае интерес представляет область с содержанием углерода менее 0,1 вес. %, так как при большем содержании углерода (порядка 0,2 вес. %) уран становится труднообрабатываемым. Поэтому единственный карбид, с которым встречается производственник, это соединение иС, имеющее гранецентрированную кубическую структуру типа ЫаС1 с элементарной ячейкой, содержащей четыре атома урана. Параметр решетки элементарной ячейки а 4,961 А рентгенографическая плотность карбида равна 13,63 температура плавления обычно принимается равной 2350° С, но недавно было установлено, что она равна 2590 50° С 117]. [c.321]

Разногласия авторов относительно строения диаграммы состояния и—иОг касаются только области, богатой ураном. Для области, богатой кислородом, вывод однозначен моноокись урана 110 и окисел состава 001,75(11407) как равновесные фазы в системе и—иОг не существуют единственной фазой между ураном и его двуокисью является достехиометрическая двуокись урана, представляющая собой твердый раствор урана в иОг и имеющая при 2470° С состав, близкий к 1101,6. [c.12]

Система уран — хром. Диаграмма состояния этой двойной системы (рис. 10.43) —обычная эвтектическая, отличающаяся лишь малой взаимной растворимостью обеих фаз в твердом состоянии. Растворимость хрома в у-уране примерно 4 ат. % при температуре 810° С. Растворимость в Р-уране, согласно оценкам, должна быть равна 1,5 ат. %. Растворимость в а-уране еще ниже, и ее точное значение пока не установлено. Однако она достаточно велика, чтобы мог возникнуть интерес к использова- [c.359]

Диаграмма состояния системы уран — кислород в интервале концентраций от и40д до из08(и02,бб7) проста при высоких температурах и сложна при низких из-за наличия в системе метастабильных тетрагональных фаз. Тетрагональные окислы легко образуются при низкотемпературном окислении иОг вблизи состава иОг.гз, когда Г>160°С. При более низких температурах эти фазы появляются только при длительных выдержках. Границы областей существования и данные по стабильности тетрагональных фаз, представленные различными авторами, не находятся в полном согласии. Расхождение результатов объясняется тем, что появление тетрагональных фаз зависит от исходного состояния окисла, и в первую очередь от состояния его поверхности. Интерпретация результатов затрудняется сложностью полу- [c.22]

Диаграмма состояния системы уран — кислород от УзОв до УОз сложна из-за наличия нескольких модификаций как для УзОз, так и для УОз. Долгое время считалось, что область УзОв—УОз однофазна, так как было найдено, что фаза со структурой УОз существует в системе от УОз до УОг,62- Непрерывный переход от УзОв к УОз казался правдоподобным также, исходя из предсказанной Захариасеном близости структур УзОв и УОз. Однако, как показано в более поздних работах [1], при разложении УОз не наблюдается образования препаратов с параметрами решетки, средними между параметрами УзОв и УОз. Хекстра и Зигель [81] показали, что область УзОв—УОз двухфазна и оба окисла имеют узкий интервал гомогенности, но в этом случае речь идет об определенной модификации трехокиси — у-УОз. [c.35]

Диаграмма состояния системы уран—кислород, показанная на рис. 1.7, б, отражает все фазы, стабильные и метастабильные, которые образует уран при взаимодействии с кислородом в практических условиях. Низкотемпературное окисление урана начинается с образования иОг, которая Способна окисляться далее с сохранением кубической структуры, образуя фазу состава иОг+т-Эта фаза до Г=300°С является метастабильной и при отжиге распадается на иОг и окисел и40д. Истинное растворение кислорода в иОг происходит при Г>300° С и увеличивается с ростом температуры. При 7 <600°С дальнейшее окисление ведет к образованию тетрагональных окислов состава ОзОу, иОг.з и иОг,4, а также закиси-окиси урана. При 7 >600°С тетрагональные окислы [c.48]

Система уран — медь. Диаграмма состояния для этой системы сильно напоминает диаграмму системы уран — торий с тем лишь исключением, что в этом случае имеет одно интерметаллическое соединение иСЦд при 83 ат. % меди. [c.358]

При 1450° С, обычной температуре разливки урановь1х слитков, уран может растворить, согласно диаграмме состояния, [c.321]

Система уран — торий. Диаграмма состояния этой системы показана на рис. 10. 4Р. Система имеет две эвтектики и перитектоид в области, богатой торием. Растворимость тория в уране очень невелика (0,3 ат. % Th при 900° С), однако уран растворяется в тории в количестве около 2 ат. % при 1000° С. Структура сплавов представляет собой в основном механическую смесь эвтектического типа. [c.356]

Система уран — висмут. Диаграмма состояния двойной системы свидетельствует о наличии трех интерметаллических соединений иВ1, изВ14 и иВ12. Интерес к этой диаграмме вызван тем, что разрабатывается гомогенное жидкое горючее в виде богатых висмутом урановых сплавов с температурой соли-дуса 270° С. [c.357]

Система уран — свинец. Диаграмма состояния этой двойной системы на рис. 10. 42 показывает наличие двух интерметаллических соединений и практически полное отсутствие растворимости в твердом состоянии. Несмотря на очень малую взаимную растворимость свинца и урана, соединение иРЬз образуется довольно легко, особенно в том случае, когда расплавленный свинец используется в качестве нагревательной среды. Поэтому выдержка урана при проведении термообработки в ваннах с расплавленным свинцом должна быть насколько возможно краткой. [c.358]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология