Охрупчивание тантала

Заметное охрупчивание тантала при низких температурах наблюдается при легировании титаном. Хотя по кривым ударной вязкости сплавов [c.37]

При температурах выше 300° С тантал и все его известные сплавы взаимодействуют с водородом, азотом и кислородом. В чистом тантале водород растворяется и пр температуре выше 350° С [7], но при еще более высоких температурах начинается выделение водорода, а при 800° С его остается в металле очень мало [8, 9]. Охрупчивающее действие водорода используется для получения порошка, применяемого при производстве танталовых электрических конденсаторов. Азот также вызывает охрупчивание тантала. Взаимодействие с азотом происходит при температурах выше 400° С [7], но иногда окисная пленка может препятствовать этой реакции до достижения более высоких температур. Наряду с другими фазами на поверхности тантала при этом возникают нитриды. Дальнейшее повышение температуры вызывает их разложение, и при 2100° С освобождается весь азот [10]. [c.206]

Заметного охрупчивания тантала не наблюдалось. [c.207]

Интересной областью применения является также защита тантала от водородного охрупчивания путем контактирования с металлами платиновой группы. Уменьшение водородного перенапряжения или смещение потенциала свободной коррозии в сторону более положительных значений ведет очевидно к уменьшению степени покрытия поверхности металла адсорбированным водородом и соответственно к уменьшению абсорбции [50]. [c.399]

Впрочем, приведенные в литературе [36—39] данные по предельной концентрации кипящей Н2 804, при которой снижается сопротивление тантала коррозии, неоднозначны. В кипящей Н2 504 тантал стоек (скорость коррозии не более 0,1 мм/год, т.е. соответствует 1 баллу) при всех температурах и концентрациях кислоты. При длительном кипячении наблюдается охрупчивание Та, что связано с насыщением металла водородом. В уксусной и муравьиной кислотах и их смесях тантал абсолютно стоек. [c.49]

Метод анодной защиты при помощи катодного протектора может быть использован не только для защиты от коррозии, но также для защиты от возникновения водородной хрупкости. Известно, например, что в жестких условиях эксплуатации в концентрированных растворах соляной и серной кислот при высоких температурах тантал вследствие наводороживания в процессе коррозии становится хрупким [192]. В подобных условиях можно защитить тантал от охрупчивания путем контактирования его с платиной или палладием [193]. При этом отношение защищаемой анодной поверхности (тантала) к катоду (платина или палладий) очень велико. Защита от наводороживания вызывается сдвигом потенциала тантала к значениям, близким к значению равновесного водородного потенциала, что в значительной степени затрудняет процесс водородной деполяризации на тантале. Кроме того, анодная поляризация тантала при контакте с катодом (платиной, палладием) также тормозит процесс восстановления водорода на тантале. Эти факторы и приводят к устранению водородной хрупкости тантала при контакте его с платиной, палладием (табл. 36) и с другими металлами платиновой группы, а также при введении в раствор ионов этих металлов или при создании гальванических осадков этих металлов на поверхности тантала. [c.164]

Молибден в отличие от тантала и ниобия и их сплавов не подвержен водородному охрупчиванию [51]. [c.302]

Коррозия тантала отмечается даже в очень разбавленных растворах едких щелочей [55] она усиливается с повышением их концентрации и температуры. Коррозия и охрупчивание зависят та -же от характера гидроокиси. В насыщенном растворе гидроокиси бария тантал не корродирует. В 5% растворе едкого натра при 100° С скорость коррозии составляет 0,4 г м сутки), в 0,5% растворе едкого кали — только 0,003 г[ м сутки). В 40% растворе едкого натра при 110° С образцы тантала разрушались в течение двух дней [87]. [c.457]

Молибден в отличие от тантала, ниобия, никеля и их сплавов не подвержен водородному охрупчиванию и способен выдерживать резкие тепловые и механические нагрузки после экспозиции в газообразном водороде при высоких температурах. [c.173]

Ниобий несколько менее стоек к коррозии, чем тантал, и, подобно последнему, подвержен водородному охрупчиванию, если гальванический контакт или внешняя э. д. с. делают его катодным, а также при экспозиции в горячем водороде. Металл подвергается анодному окислению в кислых электролитах с образованием анодной окисной пленки, характеризующейся большой диэлектрической постоянной и высоким анодным потенциалом пробоя. Последнее свойство в сочетании с хорошей электропроводностью металла позволило использовать ниобий в качестве подложки для платиновых металлов при изготовлении анодов катодной защиты наложенным током, а также при производстве конденсаторов. [c.181]

Стерн И Бишоп [6а] сообщили, что охрупчивание можно предотвратить, соединив тантал с платиной, которая в такой паре является катодом и тем самым предотвращает выделение водорода на поверхности тантала. [c.206]

Как правило, наиболее важной реакцией является взаимодействие тантала с кислородом, что подтверждается образованием окислов при прогреве металла на воздухе. Взаимодействие с кислородом начинается при температуре выше 300° С и становится быстрым при температуре выше 600° С [11]. Образующаяся окалина не обладает адгезией, и если окисленный металл нагреть выше 1000° С, то кислород начинает диффундировать в объем металла и приводит к его охрупчиванию. При 1200° С скорость коррозии составляет 150 мм/ч [12]. Простым нагревом удалить кислород из металла нельзя, но в вакууме при температуре выше 2300° С он удаляется в виде окиси. [c.206]

При наличии электрического контакта с такими конструкционными металлами, как сталь или алюминий, на катодной поверхности тантала может выделяться водород. В кислых растворах это вызывает охрупчивание тантала [112], но в щелочной морской воде опасность такого разрушения, по-видимому, гораздо меньше. В гальванических парах с распространенными конструкционными металлами тантал подчиняется таким же закономерностям, как и титаГн. [c.161]

Тантал хорошо растворяет водород, образуя с ним два внутренних гидрида, но детальный механизм этого явления пока еще недостаточно ясен. Согласно имеющимся данным, при температуре ниже 370° С может происходить охрупчивание металла, Клаусе и Форестьер сообщали [6], что охрупчивание возможно при деформации тантала в водороде даже при комнатной температуре. Анализ литературных данных показывает, что склонность тантала к водородному охрупчиванию является одной из причин, приводящих к немногочисленным случаям слабой стойкости тантала к коррозии в водных средах. Хотя тантал инертен к концентрированной соляной кислоте при температурах до 110° С, но при значительно более высоких температурах некоторая реакция происходит, и металл может поглотить достаточно большое количество водорода, приводящее к охрупчиванию. Тантал становится катодом в гальванической ячейке практически с любым из конструкционных металлов, и, чтобы предотвратить разряд водорода и проникновение его в тантал, необходимо электрически изолировать последний от других металлов, находящихся с ним в общем электролите. [c.205]

Для титана этот метод более полезен, и в разделе 3.4 уже было описано влияние па титан небольших легирующих добавок налладия. Использование платины для предотвращения водородного охрупчивания тантала, упомянутое в разделе 3.5, также связано с ее низким перенапряжением водорода. [c.225]

На рис. 109 [220] приведены сравнительные данные по скорости коррозии тантала, ниобия, циркония, гафния в кипящей 75 %-ной H2SO4 (185°С). Видно, что в этих условиях ниобий значительно менее стоек, чем тантал. Гафний и цирконий занимают промежуточное положение. Для тантала и ниобия также, как для гафния и циркония, некоторую опасность представляет возможность охрупчивания под влиянием катодного наводороживания. Для устойчивого состояния металла наводороживание может быть достаточно медленным, однако этот процесс протекает заметно быстрее, если наступает ускорение коррозии или если стойкий в данных условиях металл (например, тантал) подвергается катодной поляризации или находится в контакте с менее стойким металлом. [c.299]

По имеющимся данным [51, 231], наводороживание тантала в кислотах и связанное с этим охрупчивание может быть устранено контактом тантала с платиной или легированием тантала небольщими присадками — 0,1—0,3 % Р1. В этом случае преимущественное выделение водорода идет на платине, имеющей более низкое перенапряжение водорода. [c.300]

Преимущество тантала перед ниобием заключается в его высокой коррозионной стойкости как в окислительных, так и восстановительных средах. В отличие от ниобия тантал не растворяется в концентрированных растворах серной кислоты при температурах 100—150° С благодаря высокой стабильности его пятиокиси. Пятиокись тантала в водных растворах кислот и в концентрированных кислотах не восстанавливается катодным током, а пяти оки сь ниобия восстанавливается с трудом. Этим и объясняется, что при потенциалах, отрицательнее стационарного значения, и ниобий, и тантал практически не растворяются. Недостатком этих двух металлов является их склонность к водородному охрупчиванию, проявляющаяся у них при катодной обработке при потенциалах ниже —0,1 в [52—54]. Пластичность этих металлов может вновь возрастать при отжиге их в вакууме, когда водород легко удаляется. При температурах до 100° С в растворах серной (за исключением концентрированных), соляной и фосфорной кислот оба металла при потенциалах, положительнее стационарного, пассивны скорость их растворения из пассивпого состояния ни- [c.81]

С водородом тантал образует гидриды, что приводит к его охрупчиванию. Гидриды можно разрушить только вакуумным отжигом в температурном интервале 300—450°С [88]. Атрмар-ный водород цогдощ,ается танталом при электролизе или в тех, [c.457]

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]

Как уже отмечалось, электрохимические процессы в гальванических парах, в которых тантал является катодом, могут оказывать на него разрушающее воздействие путем охрупчивания. В то же время если тантал оказывается анодом то разрушения не происходит, так как очень быстрая пассивация понижает гальванический ток до очень малой величины. Гальванические пары тантала с платиной, серебром, медью, висмутом, сурьмой, молибденом, никелем, свинцом, оловом, цинком и алюминием в 0,1 н. серной кислоте были исследованы в работе Хайсински [37]. Во всех случаях, за исключением цинка и алюминия, тантал оказывался отрицательным элементом (анодом) пары. В плавиковой кислоте тантал также был более положительным по отношению к цинку и алюминию, но более отрицательным по отношению к платине, серебру, меди, сурьме, никелю и свинцу. Перечисленные шесть пар характеризовались большими стационарными токами, так как в растворах ионов фтора тантал, как правило, не пассивируется, а корродирует. Очевидное аномальное поведение, наблюдавшееся в гальванических парах тантала с висмутом или железом в плавиковой кислоте, Хайсински объяснил образованием нерастворимых фторидов на поверхностях висмутовых и железных электродов. [c.208]

Помимо углеродистых сталей, водородная хрупкость наблюдается также у мартенситных и ферритных сплавов Сг—Fe, сплавов Мп—Fe [29], титана, ванадия, ниобия, молибдена и тантала. Механизм охрупчивания у последних элементов усложняется образованием гидридной фазы. Все эти металлы имеют объемноцент-рированную кубическую решетку, за исключением а-титана, для которого характерна плотноупакованная гексагональная решетка. В некоторых закаленных сплавах Мп—Fe также может быть плотноупакованная гексагональная решетка. Никель (гране-центрированная кубическая решетка) может подвергаться охрупчиванию только в условиях чрезвычайно сильной катодной поляризации. [c.118]

Тантал корродирует в щелочах и HF. Он легко охрупчивает-ся водородом при комнатной температуре, когда катодно поляризуется или когда образует в электролите пару с металлом, более активным в электрохимическом ряду. Охрупчивание катодно выделяющимся водородом может быть устранено контактом с металлом очень небольшой площади с низким перенапряжением, например с Pt [13]. Ион водорода будет разряжаться на платине, вместо того чтобы растворяться в тантале. Благодаря образованию гальванической пары с Pt хрупкость, вызываемая водородом, выделяющимся при коррозии, также будет устранена. Напри.мер, тантал не становится хрупким в концентрированной НС1 при температурах кипения, но охрупчивается при 190 °С под давлением. Если же тантал находится в контакте с платиной, при соотношении площади не менее Pt Та = 1 10000 охрупчивания не происходит. Платина может быть прикреплена к танталу клепкой, сваркой или же осаждена электролизом. Восстановить нормальные свойства металла, ставшего хрупким вследствие выделения на [c.302]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология