Некоторые физические свойства чистых металлов

Проблемы воды при высокой температуре на атомных электростанциях. На атомных электростанциях определенного типа чистая (очищенная с помощью ионитных фильтров) (стр. 397) вода находится в контакте с металлом, причем она нагревается (под давлением) до температур значительно выше 100°. В некоторых случаях выбор металлов ограничен соображениями физических свойств, вне зависимости от их коррозии в этом отношении поведение некоторых материалов, таких как цирконий и его сплавы, а также алюминий, представляет особый интерес для физиков-атомщиков. В других условиях круг металлов менее ограничен, и здесь серьезную роль начинает играть группа нержавеющих сталей. Коррозионная стойкость почти всех рассматриваемых материалов обусловлена наличием на них защитной пленки, поэтому при выборе материала следует иметь в виду (особенно, если рассматриваются новые типы установок) наблюдения, сделанные в лаборатории Симнада в условиях, вероятно, более жестких, чем условия на атомных электростанциях. Эти наблюдения заключаются в том, что скорость растворения окиси железа в кислотах увеличивается после сильного облучения [85]. [c.427]

Металлическая связь не исключает некоторой доли ковалентности. Металлическая связь в чистом виде характерна только для щелочных и щелочно-земельных металлов. Ряд физических свойств других металлов, особенно переходных (температуры плавления и кипения, энергия атомизации, твердость, межатомные расстояния), свидетельствуют о несводимости химической связи в них то,пько к металлической. Современными физическими методами исследования установлено, что в переходных металлах лишь небольшая часть валентных электронов находится в состоянии обобществления. Число электронов, принадлежащих всему кристаллу, невелико--1 электрон/атом. Например, такой типичный переходный металл, как ниобий, имеет концетрацию обобществленных электронов всего лишь 1,2 на один атом Nb. Остальные же электроны осуществляют направлен- [c.95]

Объемный метод [23]. В этом методе применяется высоковакуумная система измеренный объем (1/ см , НТД) азота впускается из газовой бюретки в сосуд с адсорбентом в количестве Ш граммов, находящийся при температуре жидкого азота. После того как равновесие установилось, количество V см , НТД) азота, оставшегося в мертвом пространстве, вычисляется по давлению и температуре. Адсорбированное на 1 г адсорбента количество газа равно (V,,—У)/1У сл (НТД)/г. Объем мертвого пространства может быть определен вычитанием из полного эффективного объема адсорбционной системы (определяемого при впуске газа, как описано выше, в пустой адсорбционный сосуд) объема, занимаемого адсорбентом. Для вычисления этого последнего требуется знание массы адсорбента IV и его истинной плотности. Поправки на адсорбцию азота на стекле, поправки в связи с тем обстоятельством, что адсорбционный сосуд находится при температуре жидкого азота, а также некоторые другие учитываются автоматически при определении мертвого пространства адсорбционного сосуда, если эффективный объем адсорбента при температуре жидкого азота находят из его истинного объема при комнатной температуре, пользуясь законом Чарльза. Возможные отклонения от законов идеальных газов, относительно малые для азота, также учитываются при определении этого объема. Расчеты при определении адсорбированного количества можно сократить, проводя калибровку во всем интервале давлений, при которых производятся измерения. Перед адсорбцией адсорбент обезгаживается при повышенной температуре, но так, чтобы его физические и химические свойства остались без изменения. Необходимо только удалить физически адсорбированные газы и пары, сконденсировавшиеся в капиллярах. Наличие хемосорбированного слоя не мешает определению величины поверхности, и попытки удалить его часто приводят к ошибкам. Более того, в случаях, когда азот хемосорбируется, например на некоторых чистых металлах при —192° С, необходимо образовать стабильный хемосорбированный слой, например, водорода или кислорода перед измерением низкотемпературной адсорбции азота. Присутствие нижележащего хемосорбированного слоя не изменяет величины поверхности в пределах экспериментальных ошибок ее определения. [c.145]

Приложение IV. НЕКОТОРЫЕ ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЧИСТЫХ МЕТАЛЛОВ [c.332]

В табл. 5.1 приведены данные о физических свойствах для некоторых наиболее распространенных теплоносителей, в том числе и характерные для них величины перегрева. Из таблицы можно видеть, что особенно большой перегрев наблюдается при кипении щелочных металлов, главным образом на начальной стадии, когда давление очень низкое. Наибольшие трудности связаны с возникновением взрывного кипения при работе со щелочными металлами во избежание коррозии их приходилось использовать в исключительно чистых системах и жидкости должны были иметь высокую степень чистоты. Величина перегрева щелочных металлов может превышать 278 С. и если это случается, возникает энергичное взрывное кипение. [c.93]

Модифицирование алюминия нерастворимыми добавками изучал Овсиенко 102, 103]- При выборе последних автор исходил из ориентирующего влияния различных минералов на кристаллизацию алюминия из паровой фазы. В табл. 57 приведены избранные вещества с указанием некоторых физических свойств. Опыты осуществлялись в одинаковых условиях (чистота 99,996% А1). До бавки указанных веществ вводились в жидкий металл в одинаковых количествах ( 0,5%) в виде тонкоизмельченного порошка, завернутого в алюминиевую фольгу. Важным условием сравнимости результатов являлось использование металла одного сорта. Показано, что более грязный алюминий после кристаллизации имеет мелкозернистую структуру, тогда как чистый металл при одинаковых экспериментальных условиях — крупнозернистую. [c.395]

Исследование поведения названных сплавов в реакциях с участием водорода подтвердило, что их каталитическая активность непосредственно связана со степенью заполнения -зоны [20, 22]. По мере заполнения этой зоны активность в реакциях гидрирования падает и достигает нуля при составе, соответствующем целиком заполненной зоне. Тут следует напомнить, что чистая медь катализирует некоторые реакции с участием водорода, что согласуется с наличием некоторого небольшого числа свободных уровней в -зоне этого металла, как это показано путем измерения некоторых физических свойств. [c.131]

Некоторые физические свойства титана отличаются от аналогичных свойств широко распространенных конструкционных материалов. При температуре 882° С титан претерпевает кристаллографическое превращение выше этой температуры металл имеет о. ц. к. решетку, называемую р-фазой, а ниже — г. п. у, решетку, известную как а-фаза. Последняя характеризуется отношением с а=1,587, что значительно меньше, чем у других металлов с гексагональной решеткой, таких как магний, цинк и кадмий. Это означает наличие большего числа плоскостей скольжения, по которым может происходить деформация, и действительно высокочистый титан при комнатной температуре является сравнительно пластичным металлом. Допустимая деформация между отжигами составляет более 95%. Во многих сплавах с помощью фазового превращения можно получать некоторое повышение прочности, но это достигается ценой уменьшения пластичности. Таким образом, технически чистый титан достаточно мягок и легко поддается холодной штамповке, а более высокопрочные сплавы хорошо обрабатываются ковкой. Обработка резанием осуществляется с помощью обычного инструмента, но при меньших скоростях, чем для большинства других металлов и сплавов. Сварка титапа и большинства его сплавов может производиться аргоно-дуговым методом при защите аргоном обеих сторон шва. Основные физические свойства титана таковы [c.187]

Физические и химические свойства. Ванадий химически относительно активен. Некоторые его физико-химические свойства см. в табл. 1. Чистый металл, не содержащий нитрида и карбида, пластичен. Его можно легко протягивать в проволоку и прокатывать в листы и тонкую фольгу при обычной температуре. Металл, содержащий нитриды или карбиды, тверд и хрупок. В виде порошка при нагревании энергично соединяется с кислородом, серой и хлором. Компактный металл при обычной температуре даже во влажном воздухе остается блестящим. При нагревании в воздухе и в кислороде сначала темнеет, изменяя цвет, покрывается окислами различной степени окисления и,наконец, сгорает в УгОз. При нагревании в атмосфере водорода поглощает его, а при нагревании в атмосфере азота образует нитриды. В избытке хлора сгорает в УСЦ. Изучено взаимодействие ванадия с большим числом металлов и неметаллов. Данные о характере взаимодействия в соответствующих двойных и тройных системах с участием ванадия приведены в монографиях [5, 13]. [c.6]

Взаимоотношения между гомогенным и гетерогенным катализом изучены лишь слабо главным образом потому, что элементы, способные дать начало обоим видам катализа, пе исследованы по всему интервалу переменных (например, pH и концентрации), определяюнгих состояние катализатора. В качестве катализатора, нри котором можно наблюдать переход от гомогенного механизма к гетерогенному, можно назвать железо. В кислом растворе реакция чисто гомогенная. Однако если увеличивать pH, начинает появляться коллоидное вещество и одновременно происходит изменение скорости (см. рис. 76 на стр. 440). При еще более высоких pH может наблюдаться образование макроскопического осадка, а также и другие кинетические изменения. На скорость катализа могут влиять и изменения физической формы (наличие носителя для катализатора, спекание катализатора или изменение кристаллической структуры). Хотя еще не вполне точно определен pH, при котором начинает появляться коллоидное вещество, не подлежит никакому сомнению факт перехода от гомогенного разложения к гетерогенному при повышении pH. Однако существуют еще значительные неясности по вопросу природы изменения механизма. В некоторых случаях оба вида разложения могут быть качественно объяснены одним и тем же механизмом, например циклическим окислением и восстановлением. В то же время образование комплекса или осаждение катализатора в коллоидном или твердом состоянии может определить т -долю от общего количества имеющегося катализатора, которая способна фактически участвовать в реакции и таким образом влиять на наблюдаемую скорость разложения. Такого рода случай комплексообразования встречается при катализе полимеризации действием перекисей [79]. При чисто гетерогенном катализе наблюдаемая скорость зависит от степени дисперсности твердого катализатора, так как эта дисперсность определяет размер поверхности, находящейся в контакте со средой. Наоборот, вполне возможно, что при переходе от гомогенной системы к гетерогенной коренным образом изменяется и характер реакции, которой подвергается перекись водорода, например ионный механизм может перейти в радикальный. Возможно, что при изменении условий имеется сравнительно тонкая градация в переходе от одного механизма к другому. При выяснении различий гомогенного и гетерогенного катализа нужно всегда учитывать возможное влияние адсорбции из раствора на гомогенный катализ. Так, одновалентное серебро, не обладающее каталитическими свойствами нри гомогенном диспергировании, легко адсорбируется стеклом [80]. В адсорбированном состоянии оно может нриобрести каталитические свойства в результате либо истинного восстаровления до металла, либо только поляризации [81]. Последующее использование поверхности стекла в контакте с более щелочным раствором также может активировать адсорбированное серебро. Это особенно заметно в случае поверхности стеклянного электрода. [c.393]

Многие физические свойства элементов связаны с положением, которое они занимают в периодической системе. Так, атомные веса элементов возрастают с увеличением порядкового номера (исключение из этого правила составляют пары Аг—К, Со—N1, Те—J) некоторые свойства элементов в конденсированной фазе определяются их принадлежностью к той или иной группе все чистые полупроводники входят в четвертую главную подгруппу (С, 51, Ое. Зп), только переходные металлы с незастроенными - или / -оболочками обладают ферромагнитными (Ре, Со, N1, 0(1, ТЬ, Оу, Но, Ег, Тт, УЬ) и антиферромагнитными (Сг, Мп, Се.Рг, Ыс1, 5т, Ей) свойствами и т. д. Химические свойства элементов, входящих в одну группу, также сходны. [c.36]

Гальванотехникой называется электролитическое нанесение металлических покрытий с заданными физическими, механическими и химическими свойствами на токопроводящую основу (обычно — металл или токопроводящая пластмасса). Это наиболее универсальный метод нанесения металлических покрытий. С помощью гальванотехники можно получать покрытия из большинства металлов— и электроположительных (Аи, Ag, Си, металлы платиновой группы), и электроотрицательных (2п, А1). Некоторые электроотрицательные металлы можно осаждать из неводных растворов или из расплавленных солей. Наряду с чистыми металлами, осаждаются и гальванические сплавы. [c.209]

Железо Ре в химически чистом состоянии представляет собой блестящий серебристо-белый, мягкий и ковкий металл. При обычных температурах существует а-Ге, являющееся ферромагнетиком. К ферромагнетикам наряду с а-Ге относятся также никель, кобальт и некоторые редкоземельные металлы. Главная особенность всех ферромагнетиков — самопроизвольная намагниченность, которая возникает в результате особого взаимодействия неспаренных электронов -подуровней их атомов. В результате такого взаимодействия эти электроны имеют параллельные спины и, следовательно, параллельные магнитные моменты. При температуре 769 °С а-Ге теряет ферромагнитные свойства и превращается в (З-Ге, которое отличается от а-формы только магнитными свойствами оно парамагнитно. При еще более высоких температурах существуют у-Ге и -Ге, которые отличаются своими кристаллическими структурами и физическими свойствами от а-Ге. [c.550]

Не подвергавшиеся спеканию. металлические пленки, как правило, непригодны для изучения работы выхода вследствие того, что их электрические свойства определяются микрокристаллитами и отличаются от характеристик, полученных для. массивного металла [28]. Многие пленки показывают расширение параметров решетки на 1—2% [29] и приобретают нормальные металлические свойства только после спекания. Эти структурные изменения обнаруживаются при измерениях работы выхода, показывающих, что работа выхода металлической пленки в процессе спекания возрастает [30]. Напыленная пленка металла, весящая 50 мг, может содержать 10 000 атомных слоев и иметь внутреннюю поверхность, равную примерно 5000 см , а так как для покрытия этой поверхности необходимо 10 молекул (число, значительно превышающее количество газа, адсорбируемого на стенках хорошо обезгаженного сосуда), то можно ожидать, что пленка в течение некоторого времени сохранится незагрязненной [31]. Имеется много доводов в пользу чистоты металлической поверхности, полученной напылением [31]. В частности, найдено следующее а) данные Робертса по теплоте адсорбции на вольфрамовых нитях согласуются с данными Бика [32] для напыленных металлических пленок, так что в обоих случаях были получены, по всей вероятности, одинаковые поверхности, и можно предположить, что обе поверхности были чистыми б) величины поверхности, рассчитанные из данных по физической адсорбции, согласуются с результатами, полученными из хемосорбционных из.мерений, а это было бы невозможным, если бы часть поверхности была загрязнена, ибо величины, определенные по хемосорбции, были бы меньше найденных по физической адсорбции, которая не является специфичной в) было установлено, что величина хемосорбции находится в прямой зависимости от веса пленки, тогда как в случае существенного загрязнения пленок она была бы более заметной для пленки, весящей 5 лгг. че.м, скажем, для пленки весом 50 мг. [c.94]

Физические и химические свойства. Компактный тантал обладает цветом стали, но с голубоватым оттенком благодаря наличию на его поверхности тонкого слоя окислов. Свежеотполированный металл напоминает платину. Некоторые его физико-химические свойства см. втабл. I (стр. 4). Чистый тантал, если он отожжен, обладает высокой пластичностью, ковкостью и вязкостью. Его можно на холоду протягивать в проволоку диаметром 0,02 мм. Тантал, содержащий небольшое количество примасей, менее пластичен, чем чистый металл. При содержании >1% Водорода он становится хрупким. [c.53]

В процессе усовершенствования приемов металлургической обработки производились и наблюдения над свойствами отдельных металлов и их соединений. Изучение состава руд и минералов привело к открытию новых веш,еств. С течением времени накопился обширный опытный материал, позволивший сделать некоторые обобщения. Первое, что было замечено и доказано,— это постоянство свойств отдельных веществ, которое бессознательно использовалось металлургами уже с давних времен. Повидимому, первым приложением одного из методов физикохимического анализа явилось измерение удельного веса системы золото — серебро, произведенное знаменитым древнегреческим ученым Архимедом (287—221 гг. до н. э.). Он, как известно, разрешил в 240 г. до н. э. задачу, данную ему сиракузским царем Гиероном Младшим, о наличии серебра в золотой царской короне. Сравнив удельные веса золота и серебра в чистом состоянии с удельным весом короны (сплав золота и серебра), Архимед пришел к выводу, что в сплаве содержалось серебро Таким образом, Архимед решил задачу, исходя из совершенно правильного, но тогда еще не доказанного допущения, что численное значение физического свойства (удельного веса) химически индивидуального вещества (золота) должно измениться, если к последнему было примешано другое вещество, в данном случае более легкое— серебро. Количественно правильное решение вопроса заставляет предполагать, что Архимеду были уже известны некоторые данные о том, как меняется удельный вес сплавов золота и серебра от изменения соотношения компонентов. [c.12]

Для технических и научных целей в настоящее время необходимы вещества особо высокой чистоты. Это промышленность полупроводников, атомная, производство люминофоров, некоторые жа(ропрочные и механически прочные материалы, производство материалов для квантовой энергетики (лазеры) и т. д. Достаточно указать, что в важнейшем полупроводниковом материале германии примеси меди и никеля не должны превышать 10- %. Это составляет один атом примеси на миллиард атомов германия или 1 мг на 1 т. С повышением чистоты физические и химические свойства веществ сильно меняются. Например, прочность на разрыв лучших сортов стали составляет 180 кг/мм . Прочность железных усов (тонких монокристаллических нитей из чистого железа) составляет 1200 кг/мм . До 1942 г. считали, что уран имеет температуру плавления, равную 1850 °С. После получения этого металла в чистом состоянии оказалось, что температура его плавления равна 1130°С. Эти примеры показывают практическое значение очистки веществ. Необходимо отметить, что глубокой очистке подвергают уже довольно чистые вещества. [c.65]

При определении среднего атомного веса смеси редкоземельных элементов по методу, основанному на переведении оксалатов в окислы и титровании оксалатов перманганатом, титр раствора перманганата устанавливают по чистому оксалату тех редкоземельных металлов, которые являются основными компонентами смеси . Хотя определение атомного веса большей частью служит для контроля точных разделений, но оно представляет интерес и в рядовых анализах, так как может дать представление об относительном содержании некоторых металлов или подгрупп, особенно иттриевой группы, элементы которой мало различаются по физическим и химическим свойствам. [c.578]

Концентрация дислокаций, в отличие от точечных дефектов, не цодчиняется термодинамическим закономерностям. Дислокации возникают уже на стадии роста кристаллов в большинстве технологических процессов получения материалов. Однако числом дислокаций можно управлять с помощью определенных технологических приемов. Будем сравнивать свойства материалов с чистыми монокристаллами того же вещества. Монокристаллы многих металлов обладают сходными механическими свойствами они обладают высокой пластичностью, имеют сравнительно низкий предел текучести (значение механического напряжения, при котором в твердом теле возникают необратимые пластические деформации. Физической характеристикой материала не является). Упрочнение металлов и сплавов (повыщение сопротивления пластической деформации) достигают, затрудняя движение дислокаций и препятствуя их размножению. Рассмотрим некоторые способы упрочнения. [c.328]