Ниобий поглощение водорода

В реакциях с водородом должны были бы получаться гидриды общей формулы МеН, однако образование твердых растворов гидридов с металлами приводит к непрерывному поглощению водорода металлами без каких-либо определенных стехиометрических отношений. Процесс растворения водорода ванадием, ниобием и танталом идет с выделением тепла, что свидетельствует о возникновении химических соединений. С повыщением температуры растворимость водорода в этих металлах понижается, оставаясь весьма значительной по сравнению с растворимостью в металлах, которые не образуют гидридов. В табл. 14 приведены данные о растворимости водорода в металлах УВ-группы в зависимости от температуры при постоянном давлении водорода (760 мм рт. ст.). [c.92]

Поглощение водорода такими металлами, как титан, цирконий, ванадий, ниобий, тантал, палладий происходит в значительно больших количествах и является пе полностью обратимым процессом. При повышении телшературы растворимость водорода в этих металлах снижается. Теплота растворения водорода рассчитана для металлов этой группы и составляет в кДж/моль [c.249]

Рис. 65. Кинетические кривые поглощения водорода титаном, цирконием, ниобием и танталом.

Рис. 52. Поглощение водорода ниобием при нагревании [312, 313].

Ниобий обладает высокой коррозионной стойкостью в кислых окислительных средах, но, так же как титан и тантал, нестоек в растворах, содержащих фтор-ион, и легко становится хрупким при поглощении водорода. В растворах сильных щелочей ниобий нестоек, образуются растворимые ниобаты. 1 [c.108]

Водород — наиболее вредная примесь в ниобии, сильно снижающая его пластичность. Компактный ниобий начинает взаимодействовать с водородом при 250 °С и очень быстро при 360 °С, образуя вначале твердый раствор, а затем гидрид (МЬН), имеющий две модификации. Поглощение водорода носит обратимый характер при нагревании в ва- [c.322]

Процесс поглощения водорода ниобием не подчиняется параболическому закону и протекает без образования гидридных пленок на поверхности. [c.430]

При обыкновенной температуре тантал не подвергается действию влаги и воздуха. При нагревании на воздухе выше 600° сгорает, образуя пятиокись. Выше 360° поглощает азот и другие газы. Особенно интересно поведение тантала по отношению к водороду. Максимальная растворимость водорода в тантале, так же как в ванадии и ниобии, наблюдается при обыкновенной температуре. С повышением температуры растворимость падает. При поглощении водорода тантал сохраняет свой металлический блеск, но становится хрупким. [c.261]

Диффузия водорода в ниобии. При исследовании поглощения водорода ниобием при 600, 650 и 700° С [46], был обнаружен параболический характер кинетики этого процесса. По расчетам авторов коэффициент диффузии водорода в ниобии в этих температурных пределах может быть представлен уравнением [c.165]

Как правило, гидриды ниобия и тантала изучали, наблюдая за поглощением этими металлами молекулярного водорода при определенных температурах и давлениях иногда насыщали водородом катод при электролизе растворов кислот. Поглощение водорода металлами — экзотермический процесс, поэтому растворимость водорода в металле наиболее высока при низких температурах, когда скорость реакции между металлом и газообразным водородом невелика. Равновесие в системе металл — водород как для ниобия, так и для тантала достигается быстро при высоких температурах, но при комнатной температуре, особенно если металлическая фольга предварительно не обработана, равновесие устанавливается только при очень медленном охлаждении нагретого металла (например, от 500 до 20° С в течение 10 ч) или при использовании водорода под давлением в начале реакции. Скорость поглощения водорода больше в тех образцах металла, которые были предварительно гидрированы и дегидрированы путем нагревания в вакууме. [c.130]

Помимо поглощения водорода, при нагревании ниобия в среде водорода образуется гидрид ниобия состава NbH. Это соединение принадлежит к числу так называемых металлообразных гидридов. При нагревании в высоком вакууме до 1000—1200 гидрид разлагается с удалением водорода. При нагревании на воздухе гидрид легко сгорает, образуя пятиокись ниобия и пары воды. [c.260]

Рис. 73. Температурная зависимость скорости поглощения водорода ниобием, р = 4-10" —10- мм рт. стл С = 0,003 — 0,006% атомн.

С введением соединений переходных металлов в реакционную массу существенно изменяется скорость образования диизобутилалюминийгидрида [20]. В присутствии небольших количеств гидрида титана, четыреххлористого титана, циркония и ванадия или пятихлористого ниобия скорость процесса возрастает (табл. 21). Нереакционноспособный алюминий марки АВ-000 в присутствии незначительных количеств гидрида титана реагирует с заметной скоростью. Кроме того, при введении хлоридов переходных металлов можно получать триизобутилалюминий при температуре 70°С и давлении 1,5 МПа. При добавлении в реакционную массу карбонильного железа наблюдалось интенсивное поглощение водорода — изобутилен полностью гидрировался в изобутан, а образование триизобутилалюминия не протекало. [c.160]

Скорость поглощения водорода ниобием и танталом [c.166]

Каприлат ниобия (кривая 3) характеризуется полосами поглощения с волновыми числами (см ) 3460, 3160, 2945, 2870, 1710, 1645, 1550, 1400, 1115, широкой интенсивной полосой поглощения 1000—500. Полоса поглощения с максимумом 3460 см характеризует присутствие ОН-групп, связанных водородными связями, а полоса около 3160 см отвечает валентным колебаниям ОН-групп молекул воды [7]. Свободной, не связанной с металлом каприловой кислоты очень мало (полоса с небольшой интенсивностью поглощения при 1710 см ). Отсутствует сдвинутая в длинноволновую часть спектра полоса (v =o), которая принадлежит недиссоцииро-ванной каприловой кислоте, координационно связанной с металлом через кислород С=0-группы [8]. Полоса 1400 см вызвана, вероятно, поглощением иона аммония, присутствие которого объясняется частичной экстракцией NH каприловой кислотой при pH равновесной водной фазы 4.5—5.0 [6]. Поглощение при 1550 см характеризует асимметричные валентные колебания СОО-группы и обусловлено обменом водорода каприловой кислоты на катион ниобия, т. е. экстракцией ниобия. В спектре не наблюдается полос поглощения, характеризующих сульфат-ион, что подтверждает результаты химического анализа каприлата ниобия. Поглощение в области 1645 см обусловлено деформационными колебаниями молекул воды, которая может быть как координационно связана с атомами ниобия, так и адсорбирована каприлатом ниобия. В области 1000—500 см присутствует широкая интенсивная полоса поглощения, характерная для полимерных цепей —Ме—О—Ме—О—Ме— [9]. С другой стороны, в спектре каприлата ниобия не обнаружено узкой интенсивной полосы в области 1000—800 см , которую можно отнести к валентным колебаниям изолированных связей Ме=0. [c.52]

В царской водке, в растворах едких щелочей при нагреве ниобий становится хрупким. Так же как и тантал, ниобий в условиях коррозии с водородной деполяризацией не следует применять в контакте с другими металлами, являющимися анодами, вследствие склонности ниобия к поглощению водорода. [c.265]

Рис. 67. Зависимость скорости поглощения от концентрации водорода в цирконии и ниобии.

При содержании в металле водорода выше установленного предела назначается вакуумный отжиг. Титан, например, отжигается в вакууме 0,013 н/ж (10 " мм рт, ст.) при температуре 700—800° С. Вакуумный отжиг ниобия производится при температуре 1700—2000° С с той же степенью разрежения. Однако вакуумный отжиг следует применять не всегда, так как он является иногда причиной потери пластичности металлом. После отжига металл активно поглощает водород даже из паров воды, в результате чего на поверхности металла образуется хрупкий слой. Кроме того, вакуумный отжиг является дорогостоящей операцией. Поэтому для уменьшения насыщения металлов водородом целесообразно назначать такие технологические процессы их обработки, которые обеспечивали бы меньшее содержание в них водорода. Для снижения содержания водорода в паяных швах необходимо применять обезвоженные флюсы и газовые среды с наименьшим содержанием влаги технология получения припоев должна способствовать тому, чтобы в них содержалось как можно меньше водорода. Для предупреждения поглощения водорода основным металлом в процессе его травления в растворах кислот и щелочей следует выбирать такие составы травителей, которые не вызывали бы наводороживания. [c.137]

Помимо поглощения, при нагревании ниобия в среде водорода образуется гидрид NbH. Он принадлежит к числу так называемых металлообразных гидридов. При нагревании в высоком вакууме до 600° разлагается с удалением водорода. При нагревании на воздухе сгорает до NbA и НаО. [c.52]

По данным Сивертса [145, 355], поглощение металлическим ниобием водорода убывает с повышением температуры (табл. 7). По характеру изобары абсорбции можно заключить о существовании в системе тантал — водород двух фаз аир. [c.104]

Поскольку ниобий, тантал и другие тугоплавкие металлы в присутствии водорода становятся хрупкими из-за его поглощения применение стойких к водороду карбонильных вольфрама и молибдена при высоких температурах в восстановительной среде практически незаменимо [349]. [c.173]

Рис. 71. Спектр поглощения комплекса ниобия с перекисью водорода (кюветы

Для ряда металлов окклюзия водорода сопровождается тепловыделением. Такие металлы называют экзотермическими окклюдерами. Основные из них палладий, ванадий, титан, ниобий, тантал, цирконий, торий, редкоземельные элементы. В этом случае наводороживание с ростом температуры понижается. Для таких металлов как никель, железо, кобальт, медь, алюминий, платина, серебро, олово, магний поглощение водорода сопровождается поглощением тепла и для них с ростом температуры наводороживание растет. Такие металлы — эндотермические окклюдеры. Они менее склонны к образованию гидридов, чем экзотермические окклюдеры. [c.500]

В случае нагрева ниобия в воздухе, без применения вакуума или защитной йтмооферы, он склонен к поглощению водорода, азота и кислорода, оказывающих вредное влияние на его пластичность нио бий становится в результате такого воздействия тазов хрупким. [c.553]

В условиях получения левулиновой кислоты были испытаны также следующие сплавы на основе ниобия ЫЬ + 5% Та (НТ5Э), ЫЬ + 30% Та (НТЗОЭ), ЫЬ + 40% Т1 + 4% А1 и N5 + 40% Т1 + -)-4% А1 + 4% Ш. Они обладают сравнительно высокой прочностью и пластичностью (табл. 18.1), хорошими технологическими свойствами и высокой коррозионной стойкостью во многих агрессивных средах, в частности в соляной и серной кислоте высоких концентраций [18, 22, 26, 28, 29]. Однако известно, что при значительных скоростях коррозии они могут охрупчиваться вследствие поглощения водорода, выделяющегося в процессе коррозии [22, 40]. [c.426]

Сивертсу и Морицу [1], которые исследовали поглощение водорода и дейтерия ниобием при температурах до 900° С, удалось при комнатной температуре ввести 104 сж водорода на 1 г ниобия со степенью чистоты 98,5%, что соответствует гидриду NbHo.ge-Равновесные растворимости дейтерия и водорода несколько различаются, но скорость растворения дейтерия меньше, особенно при 500° С. [c.131]

Используя ниобий, рафинированный электронно-лучевой плавкой, Комьяти [2] подробно исследовал равновесие в системе ниобий—водород в температурном интервале 300—1500° С и при давлении водорода О—760 мм рт. ст.-, он определил также термодинамические параметры процесса. В этом интервале температур и давлений гидриды состава до NbHo.gs образуют гомогенный твердый раствор с объемноцентрированной кубической решеткой, параметр которой увеличивается с повышением концентрации водорода. Теплота растворения в экзотермическом процессе возрастала с увеличением содержания водорода. При температуре выше 600° С характер процесса поглощения водорода совпадал с наблюдениями Сивертса и Морица [1], т. е. количество растворенного в ниобии водорода было пропорционально корню квадратному из давления газа, а это означает, что в металле растворяется атомарный водород. Ниже 600° С, однако, эта зависимость уже не была линейной. [c.131]

Гидрирование влияет на электрические и магнитные свойства ниобия и тантала. Металлический ниобий становится сверхпроводящим при 8,3° К, а ниобий, содержащий водорода больше, чем это соответствует составу NbHo.j (т. е. -фазе), не является сверхпроводящим выше 1,8° К- На существование химической связи (спиновое взаимодействие) между атомами водорода и атомами металлов указывает тот факт, что поглощение водорода влияет на магнитную восприимчивость металлов. При давлении водорода от 100 до 650 мм рт. ст. и температуре 600—900° С это влияние невелико (для ниобия), а при низких концентрациях водорода изменение магнитной восприимчивости, вызванное растворенным водородом, сравнимо с изменением этой характеристики в бинарных сплавах в соответствующем диапазоне отношений электрон—атом [c.133]

Коррозионная стойкость ниобия, как и тантала, связана с наличием прочно связанной с металлом пассивной окисной плеики. Правда, в более агрессивных средах ниобий уступает танталу по своей стойкости, и в литературе не сообщалось о случаях инертности ниобия к каким-либо коррозионным агентам, разрушающим тантал. По этой причине ниобий не нашел широкого ирименения в областях, требующих коррозионной стойкости, и данные о его стойкости в реальных условиях эксплуатации немногочисленны, Ниобий в большей степени, чем тантал, склонен к водородному охрупчиванию и к коррозии во многих водных растворах, В некоторых условиях водородное охрупчивание ниобия можно предотвратить, соединив его с платиной, но в общем случае этот метод, по-видимому, не эффективен. Плавиковая кислота вызывает коррозию ниобия при комнатной температуре, а концентрированные соляная, серная и фосфорная кислоты — при 100° С, В гидроокиси иатрия ниобий охруичивается, что связано скорее всего с поглощением водорода [8], Отрицательно влияет и контакт с сульфидом натрия. [c.182]

Растворимость водорода в металлах подгруппы ванадия довольно велика, однако компактные металлы хорошо поглощают его лишь после предварительной подготовки (путем нагревания в атмосфере Нг и затем в вакууме), или если они являются катодами при электролизе. Поглощение водорода сопровождается ростом твердости и хрупкости металла. Как видно из рис. IX-49, при повышении температуры раствори мость водорода последовательно уменьшается. Действием плавиковой кислоты на насыщенный водородом ниобий (или катодным гидрированием металлического ниобия) может быть получен черный гидрид состава NbHj. Описано также получение гидридов ванадия вплоть до VHi.e (которые являются, по-видимому, смесями VH и VH2). [c.469]

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 (H I, H2SO4 и Н3РО4) становятся хрупкими вследствие значительного поглощения водорода. В сеязн с тим при применении ниобия и тантала в слу- [c.13]

Как видно из таблицы, ниобий, как и тантал, ста овится хрупким даже при. небольшом коррозионном разрушеиии это указывает на значительное поглощение водорода. В связи с этим при 1при1ме1нении ниобия следует избегать контактов с другими металлами, в паре с которыми ниобий явился бы катодом в случае протекания коррозионного процесса с выделением [c.184]

Другой способ — гидрирование металлического ниобия под давлением 14]. Реакцию проводят в небольшом стальном автоклаве, снабженном внешним электрическим нагревателем (легированная сталь, внутренний диаметр 2 см, ввод термопары через просверленное углубление в дне, крышка с подводом газа под давлением и с манометром). Ниобий ( 10 г в виде кусочков или спресоованноро в таблетку порошка), помещенный в автоклав, сначала нагревают до 450 °С в высоком вакууме и по возможности полнее обезгаживают. Затем при той же температуре подают водород под давлени- м 7 бар, снижают температуру до 350°С, выдерживают ч и, нагревая до 450 °С, снова откачивают. Эти операции многократно повторяют до тех пор, пока, не произойдет внезапного сильного поглощения образцом водорода, что свидетельствует об активировании ниобия. После этого давление водорода повышают до 65 бар, медленно понижают температуру до 20 °С и выдерживают при этих условиях в течение нескольких часов. Ниобий полностью превращается в NbHj. [c.1544]

Перекись водорода образует окрашенные комплексы с некоторыми переходными элементами, преимущественно с высоковалент-ны ми. Для фотометрического анализа наиболее важны желтые соединения перекиси водорода с титаном, ванадием, ниобием и ураном. Описаны также методы определения тантала и вольфрама по поглощению в ультрафиолете их комплексов с перекисью водорода. Иютенсивяо окрашенное перекисное соединение — надхромовая кислота неудобна для фотометрического анализа из-за своей неустойчивости. Комплексы молибдена и церия с перекисью окрашены слабее и для этих элементов известно немало других реактивов, тем не менее реакции их с перекисью водорода нередко избирательны, поэтому они применяются в фотометрическом анализе. Известны также неокрашенные соединения ряда металлов [12] с перекисью водорода. [c.251]

Основными условиями применения в фотометрическом анализе комплексов титана, ванадия, ниобия и тантала с перекисью водорода является силь номи слая среда и достаточный избыток перекиси водорода. Хлориды и сульфаты мало влияют на оптические свойства этих комплексов, хотя по ряду данных они присоединяются к окрашенным комплексам Ме—Н2О2, образуя смешанные комплексы, иногда анионного типа. С другой стороны, комплексы титана и ванадия с Н2О2 вследствие своей невысокой прочности сравнительно легко подвергаются действию различных анионов, связывающих центральный ион. Например, щавелевая кислота резко ослабляет окраску или совсем обесцвечивает раствор перекисноводородного комплекса титана. При этом образуется смешанный комплекс, причем полоса поглощения постепенно сдвигается в ультрафиолетовую область спектра. Известно, что титан образует с фтором более прочный комплекс по сравнению с ванадием. Поэтому в смеси перекисных соединений этих элементов, при действии умеренных количеств фторидо В, можно обесцветить комплексное соединение титана, тогда как окрашенное соединение ванадия не разрушается. Это является основанием одного из методов колориметрического определения ванадия и титана при совместном присутствии. [c.254]

НИИ цепи — Ме — О — Ме — или—Ме Ме совершенно естественно ожидать, что два различных металла могут войти в одну цепь полимерного иона оксо- или гидроксокомплекса, особенно если численные значения растворимости гидроокисей мало отличаются. Подобные явления хорошо известны в аналитической химии ниобия и тантала, которые в обычных (не комплексантах) кислотах находятся.в виде различных полимерных гидроксокомплексов. В связи с этими явлениями многие свойства ниобия и тантала в смеси отличаются от их свойств, когда они находятся в отдельности [55]. Например, ниобий -связывает в комплекс перекись водорода, образуя прочное соединение, имеющее характерную полосу поглощения в ультрафиолете и очень медленно реагирующее с перманганатом [75]. Тантал в солянокислых или сернокислых растворах находится в полимерной форме и при небольших концентрациях перекиси водорода почти не образует комплекса в обычных условиях перекисный комплекс образуется лишь из фторотантала, если прибавить к нему Н2О2 и А1С1з. Таким образом, в обычных условиях можно рассчитывать, что тантал не будет препятствовать фотометрическому или титриметрическому определению ниобия. Однако нри совместном присутствии тантал и ниобий образуют смешанные гидроксокомплексы и ниобий теряет те особые свойства и отличия от тантала, которые присущи ему в растворе, не содержащем тантала [76]. [c.361]

Титан, цирконий, ниобий и тантал, используемые для поглощения газов в омпактной форме, идут в качестве конструкционных материалов на изготовление деталей приборов, например анодов, либо вводятся в прибор в виде таблеток, спиралей или лент. Нагревание их осуществляется электронной бомбардировкой, пропусканием тока или излучением. Предварительно такие поглотители прокаливают в процессе откачки приборов до 1 200—1 800° С для десорбции водорода и растворения окисных и нитрид- ньих пленок, после чего Понижают их температуру до рабочей. [c.17]

Зависимость константы скорости от температуры металла пре1дставлена на рис. 73 и 74. Для ниобия в интервале от 35 до 400° С поглощение ускоряется цриблизительно впятеро. Дальнейшее аг ревание приводит к более энергичной реа кции, но лишь при малой концентрации водорода, 166 [c.166]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология