Гафний взаимодействие с азото

При обычной температуре по отношению к азоту титан, цирконий и гафний вполне устойчивы, однако при высоких температурах проявляют исключительную способность реагировать с ним. Достаточно заметить, что титан и цирконий способны гореть в атмосфере азота. Особенно бурно взаимодействуют с азотом расплавленные титан, цирконий и гафний. В результате взаимодействия металлов с азотом образуются нитриды [c.80]

При взаимодействии металлического гафния с азотом образуется нитрид состава HfN, который обычно получают взаимодействием порошка гафния с азотом или аммиаком при температуре 1200—1300° С (71. Описан также метод получения нитрида гафния восстановлением двуокиси гафния с помощью углерода в среде азота [64]. [c.30]

Взаимодействие гафния с азотом изучено волюметрическим методом в интервале температур 876—1034° Си давлений 38— АШ мм рт. с/п. [76]. Скорость реакции описывается параболическим уравнением [c.115]

В ряду титан, цирконий, гафний скорость реакции взаимодействия с азотом уменьшается, а энергия активации увеличивается. По измерениям внутреннего трения гафния, содержащего азот, коэффициент диффузии азота в гафний составляет [c.115]

Хлорирование нитридов и карбидов. Нитриды бора, хрома, молибдена, ниобия, тантала, титана, ванадия, циркония и гафния взаимодействуют с хлором при 800 °С. Выделяющийся элементный азот собирают над раствором гидроксида калия и измеряют его объем [5.1791, 5.1792]. Некоторые карбиды (Ti , Si и W ) также разлагаются хлором, однако, углерод частично теряется и определение металла по потере массы пробы вследствие отгонки летучих хлоридов не представляется возможным [5.1793]. Опыты показали, что при нагревании 3 ч при 200 °С нитриды алюминия, бора и кремния не взаимодействуют с хлором, нитриды титана, циркония и хрома взаимодействуют лишь частично, а нитриды ванадия, ниобия и тантала разлагаются в значительной степени. При 300 °С, а также при нагревании в атмосфере хлора в течение 3 ч, нитриды алюминия, бора и кремния не разлагаются, а другие нитриды (TiN, ZrN, NbN, TaN, VN, rN) разлагаются на 90— 100 % [5.1794]. [c.260]

Взаимодействие металлов с азотом протекает более медленно и при более высокой температуре. Так, цирконий реагирует с ним выше 900°. Коррозия циркония при этих температурах протекает быстрее в воздушной атмосфере, чем в атмосфере чистого кислорода или азота. Можно предполагать, что образующаяся в этом случае окисно-нитридная пленка имеет дефектную структуру с кислородными вакансиями, вследствие чего облегчается диффузия кислорода. При нагревании на воздухе гафний ведет себя так же, как и цирконий, однако скорость проникновения кислорода в гафний ниже, чем в цирконий. При 1200° компактный титан загорается на воздухе и в атмосфере азота. Это характерно только для немногих элементов. Стружка и порошки титана, циркония и гафния более активны, чем компактные металлы, обладают пирофорными свойствами, легко загораются. При горении порошков циркония развивается исключительно высокая температура. Циркониевая пыль с размерами частиц менее 10 мкм способна на воздухе взрываться. [c.212]

При нагревании металлический гафний взаимодействует с кислородом, галогенами, азотом и углеродом [c.129]

Отношение к элементарным веществам. Элементарные вещества по их отношению к титану, цирконию и гафнию разделяют на четыре группы. К первой группе относят галогены и халькогены, образующие с этими металлами соединения ионного или ковалентного характера, не растворимые или ограниченно растворимые в металлах. Ко второй группе относят водород, элементарные вещества группы азота, углерода, бора и большинство металлов В-групп, взаимодействующие с этими металлами с образованием соединений интерметаллидного характера и ограниченных твердых растворов. В третью группу входят металлы — ближайшие соседи титана, циркония и гафния по периодической системе справа, образующие с ними непрерывные твердые растворы, и, наконец, в четвертую — благородные газы, щелочные, щелочноземельные и редкоземельные (кроме скандия) металлы, не взаимодействующие с титаном, цирконием и гафнием. [c.79]

Фазы внедрения образуются и при взаимодействии титана, циркония и гафния с углеродом и азотом. Растворимость этих элементов в титане и его аналогах значительно меньше, чем водорода, хотя они также образуют твердые растворы внедрения. Поскольку атомные радиусы углерода и азота больше, чем водорода, предельный состав фаз внедрения в этом случае отвечает формуле ЭС и ЭЫ, т. е. заполняются только октаэдрические пустоты в ГЦК решетке. Эти фазы относятся к наиболее тугоплавким. Ниже приводим температуры плавления карбидов и нитридов в сопоставлении с температурами плавления металлов [c.243]

Фазы внедрения образуются при взаимодействии титана (как и циркония, и гафния) с углеродом и азотом. Растворимость этих элементов в титане и его аналогах значительно меньще, чем водорода. Поскольку атомные радиусы углерода и азота больше, чем у водорода, предельный состав фаз внедрения в этом случае отвечает формуле ТЮ и (Т Мх= 0,56-1)1 т.е. заполняются только октаэдрические пустоты в ГЦК решётке. Эти фазы относятся к наиболее тугоплавким. Следует отметить, что температуры плавления карбидов и нитридов существенно вьппе, чем самих металлов. А сплав 80% Т1С + 20% НЮ плавится рекордно высоко - при 4215 С. Эго самый тугоплавкий из всех известных в настоящее время материалов. Карбиды и нитриды титана и его аналоги к тому же обладают высокой твердостью, жаростойкостью, исключительно коррозионностойки и инертны по отношению к расплавленным металлам. [c.119]

При повышенных температурах эти элементы активны и легко реагируют не только с кислородом, галогенами и серой, фосфором, селеном, теллуром, но и с азотом, углеродом. На воздухе и в кислороде при повышенных температурах образуется окисная пленка, а выше 500— 00° С идет полное окисление. Особенно легко реагируют металлы с галогенами, например титан с Вга, Ог, Рг взаимодействуют уже при комнатной температуре [438]. Для этих элементов характерно поглощение больших количеств водорода 438, 440], даже при комнатной температуре, особенно порошками металлов оно усиливается при нагревании и достигает максимальной скорости для титана при 200—300° С, циркония — 300—400° С, гафния — 300— 400° С, для тория — при 200—300° С. [c.406]

Цирконий и гафний энергично взаимодействуют с кислородом [252, 430], а также с азотом при нагревании 1200, 483, 484]. [c.9]

Гафний — тугоплавкий металл, однако сравнительно легко подвергает ся горячей пластической деформации, включая ковку, протяжку, вытяжку. При нагреве он энергично взаимодействует с кислородом и азотом воздуха, поэтому нежелателен нагрев в газовых или пламенных печах, работающих на жидком топливе. Целесообразнее нагревать металл в расплавленных солевых ваннах обычно используют хлоридные солевые ванны, состав которых зависит от требуемой температуры нагрева. Рекомендуется одноразовый нагрев металла для осуществления технологической операции во избежание сильного загрязнения газовыми примесями. Пластическую деформацию гафния проводят в области температур устойчивого состояния а-фазы. Рекомендуемые температуры нагрева прутков для ковки 1080—1090 °С прокатку осуществляют после нагрева заготовки до 1000 °С. При горячей прокатке удается получить степень обжатия 15—20 % при каждом проходе, после чего необходим 15-мнн подогрев металла. Скорость прокатки в среднем 0,5—0,8 м/с. Гафний хорошо поддается холодной прокатке, прн этом не снижаются его коррозионные характеристики. [c.267]

Все элементы подгруппы титана металлы. При низких температурах они пассивны, нри высоких происходит энергичное взаимодействие титана и циркония со многими веществами, в том числе и с азотом. Гафний менее активен, чем титан и цирконий. [c.274]

Свойства в металлическом состоянии. Цирконий и гафний — прочные, тугоплавкие металлы. В компактной форме они не взаимодействуют с водой или воздухом при температуре ниже красного каления, но соединяются с кислородом или азотом при высоких температурах. [c.167]

При комнатной температуре цирконий исключительно инертен по отношению к атмосферным газам, и его поверхность неограниченное время остается блестящей. При повышении температуры выше 700° энергично реагирует с кислородом и азотом. Окислению способствует растворение продуктов реакции в металле и нарушение целостности поверхностной пленки при нагревании вследствие структурных изменений. При взаимодействии с водяным паром, начинающимся около 300°, образуются двуокись и гидрид, при более высоких температурах выделяется водород. С углекислым газом образуются карбид и двуокись. Поглощенные цирконием газы, в том числе и кислород, при нагревании в вакууме могут быть частично удалены из металла. При нагревании на воздухе гафний ведет себя так же, как и цирконий, только скорость проникновения кислорода в гафний ниже, чем в цирконий. [c.205]

Взаимодействие с другими неметаллами. Цирконий (гафний) — азот. При 700—800° цирконий образует с азотом золотисто-желтый нитрид 2гЫ. Нитрид устойчив вплоть до температуры плавления (приблизительно 2960°). В отличие от водорода при нагревании циркония в атмосфере азота на его поверхности образуется нитридная пленка. Диффузия азота в глубь металла становится заметной выше 1100°. Растворимость азота в а-2г приблизительно 20 ат. %. Гафний также образует нитрид НГЫ с температурой плавления 3300° [2, 16, 17]. [c.222]

При каких условиях титан, цирконий и гафний могут взаимодействовать с галогенами, кислородом, серой, углеродом, азотом Написать уравнения соответствующих реакций с участием циркония. [c.198]

Для фотометрического определения как гафния, так и циркония пригодны лишь хелатообразующие реагенты, у которых донорными атомами являются кислород или кислород и азот. При этом поведение циркония и гафния одинаково. В настоящее время отсутствуют селективные реагенты для определения гафния в присутствии циркония, и наоборот. В связи с этим хелатообразующий реагент, взаимодействующий с гафнием, можно применять и для определения циркония. [c.291]

Нитриды. Золотисто-желтые нитриды ZrN и HfN, имеющие широкие области гомогенности, образуются при нагревании Zr и Hf в атмосфере азота в интервале 700—800°. Они имеют структуру типа Na l, изоморфны нитриду титана и карбидам всех трех элементов. Устойчивы вплоть до температуры плавления. При взаимодействии азота с цирконием и гафнием на поверхности металла образуется нитридная пленка, препятствующая проникновению азота в глубь металла и только выше 1100° диффузия ускоряется. Это свидетельствует о сравнительно низкой подвижности азота в нитридных фазах. Азот довольно хорошо растворяется в цирконии ( 20 атомн.% в a-Zr) и гафнии. [c.301]

При высоких температурах гафний взаимодействует с углеродом, образуя карбид Hf , имеющий кристаллическую решетку типа Na l, и плавящийся при 3890 °С. Карбид гафния хорошо проводит электри-" ческий ток, при нагреве взаимодействует с кислородом, азотом и гало идами. Теплота образования Hf ДЯобр = —187,06 кДж/моль, [c.265]

Производство металлических циркония и гафния. То обстоятельство, что эти металлы имеют высокую точку плавления и обладают высокой химической активностью, сильно затрудняет их получение в чистом виде. Они образуют окислы, гидриды, нитриды и карбиды, которые растворяются в металлах, диффундируют в них и делают их твердыми и хрупкими даже при содержании порядка нескольких дe яfыx процента. Окислы этих металлов особенно стойки. Если металл однажды был загрязнен кислородом, то никакой восстановитель не сможет его полностью удалить. Цирконий и гафний взаимодействуют с воздухом и азотом при температуре свыше 300° С в мелкораздробленном состойнии они реагируют с водой даже при комнатной температуре. Вследствие этого высокотемпературные операции восстановления указанных металлов, литье или их горячую обработку необходимо производить либо в защитной атмосфере гелия или аргона, либо в вакууме тонкораздробленный металл нельзя очищать промывкой в воде или Б водных растворах. Расплавленный металл реагирует 174 [c.174]

Нитриды. Золотисто-желтые нитриды ZrN и HfN, имеющие широкие области гомогенности, образуются при нагревании Zr и Hf в атмосфере азота в интервале 700—800°. Они имеют структуру типа Na l, изоморфны нитриду титана и карбидам всех трех элементов. Устойчивы вплоть до температуры плавления. При взаимодействии азота с цирконием и гафнием на поверхности металла образуется нитридная пленка, препятствующая проникновению азота в глубь металла и только выше 1100° диффузия ускоряется. Это свидетельствует [c.301]

Сложные фазы внедрения. Число трех- и многокомпонентных систем переходных металлов и неметаллов очень велико. Тройные систем могут быть образованы металлом и двумя неметаллами либо двумя металлами и одним неметаллом. Для тройных систем титана, циркония и гафния с неметаллами характерны непрерывные и ограниченные твердые растворы сложные соединения, как правило, не образуются. О взаимодействии в них можно судить по соответствующим квазибинарным системам Ti — Zr , TiN — ZrN, Ti — TiN и т. д. Возможность образования непрерывных твердых растворов в системах определяется рядом факторов. Для изоструктурных карбидов и нитридов вследствие близости размеров атомов углерода и азота решающее значение имеет соотношение радиусов атомов металлов. Поэтому карбиды и нитриды титана, циркония и гафния обладают полной взаимной растворимостью. Непрерывные твердые растворы образуются также с карбидами и нитридами металлов других групп периодической системы. В этом отношении они достаточно точно следуют правилу 15% Юм Розери, сформулированному первоначально только для металлов. В случае карбидов и нитридов автоматически выполняется условие совпадения типа связи. Полная растворимость наблюдается и в других системах, например TiBj —2гВг. Техническое значение таких фаз огромно, так как возможность регулирования состава позволяет получать материалы с широкой гаммой свойств. [c.237]

Характерной особенностью элементов подгруппы титана является образование твердых растворов и фаз внедрения с легкими неметаллами (Н, В, С, N1 О). Это обстоятельство накладывает заметный отпечаток на металлохимию этих элементов. Титан и его аналоги обладают способностью сильно поглощать водород. Фазам внедрения отвечают номинальные составы ЭН и ЭН2(Т1Н2, 2гН и 2гН2, НШ и НШг)- Для этих фаз характерна ГЦК-решетка. Фазы внедрения образуются и при взаимодействии титана, циркония и гафния с тлеродом и азотом. Растворимость этих элементов в титане и его аналогах значительно меньше, чем водорода, хотя они также образуют твердые растворы внедрения. Поскольку атомные радиусы углерода и азота больше, чем водорода, предельный состав фаз внедрения в этом случае отвечает формуле ЭС и ЭК, т.е. заполняются только октаэдрические пустоты в ГЦК-решетке. Эти фазы относятся к наиболее тугоплавким. Ниже приведены температуры плавления карбидов и нитридов металлов подгруппы титана [c.396]

Hf U синтезируют аналогичным способом [10, 13]. Хлорирование гафния проводят при 320 °С. Из 70 г металла получают 100—115 г Hf U, что соответствует 80—90%-иому выходу. При получении хлоридов и бромидов циркония и гафния в случае применения азота в качестве газа-носителя реакция катализируется за счет образования нитридов на поверхности металла. В ходе процесса происходит также пассивирование металла, и остаток в 10—20% более не галогенируется. Для проведения с достаточной скоростью взаимодействия в атмосфере аргоиа необходимо поддерживать температуру почти на 200 С выше. [c.1451]

Циркон спекается с коксом или древесным углем с образованием карбида или карбонитрида циркония, который затем хлорируется до Zr U, Если нет необходимости в получении циркония реакторного сорта, то хлорид циркония непосредственно восстанавливается магнием при температуре 850°С в атмосфере гелия, а затем дальнейшим нагреванием до 960° С очищается от хлорида магння и избыточного магния. Хлорид цир-1.0НИЯ может также восстанавливаться натрием. Для получения циркония реакторного сорта необходимо отделить гафний противоточной экстракцией из водных растворов. Экстракция может проводиться из хлоридных пли нитратных растворов трибутилфосфатом или из тиоциаиатных растворов метилизобутилкетоном (гексо-пом). После разделения циркония и гафния они превращаются в хлориды для последующего восстановления до металла. Цирконий высшей степени чистоты можно получить разложением иодида циркония на раскаленной проволоке. Сущность этого метода состоит в том, что циркониевая губка, иолу. еиная прямым восстановлением, нагревается в парах иода с образованием летучего иодида. В свою очередь, иодид разлагается на раскаленной проволоке с выделением чистого циркония и регенерацией иода. Цирконий и гафний могут взаимодействовать с кислородом, азотом и водородом при температурах много ниже тех, при которых проводятся металлургические операции. Поэтому получение метал-, . ов необходимо проводить в вакууме, атмосфере инерт- [c.407]

Представляло интерес изучить влияние строения 3,4,5-три-и 1,3,4,5-тетразамещенных пиразолов с различными заместителями у азота и в ядре на их экстракционную способность. С этой целью исследовали взаимодействие циркония (IV), гафния (IV) и ниобия (V) с указанными экстрагентами в щи-роком интервале концентраций соляной кислоты. [c.40]

Тетрабутират гафния НГ (С3Н7 С00)4 образуется при взаимодействии ацетилацетоната гафния с масляной кислотой [9]. Синтез его проводят в токе сухого азота при 60° С, нагревая смесь в течение 5—8 ч. Соединение неустойчиво на воздухе, при соприкосновении с влагой воздуха гидролизуется и разлагается [c.242]

Во избежание гидролиза взаимодействие тетрахлоридов гафния и циркония с тиоцианатом калия исследовано в абсолютных ацетонитриле и диметилформамиде в токе сухого азота [73]. Кондуктомет-рически и спектрофотометрически показано, что взаимодействие происходит с образованием нескольких комплексов, содержащих до восьми ЫС5-групп. Общие константы устойчивости гафниевых тио- [c.286]

Эта система изучена мало. Известно лишь одно соединение—нитрид состава впервые полученный ван Аркелем и де Буром 157], а затем Моерсом [13, 58]. По данным [57], его можно получить из газовой фазы, содержащей тетрахлорид гафния, водород и бромистый азот, осаждением на нагретой до 1100—2700° С вольфрамовой проволоке. Он получается также восстановлением НЮа углем в токе азота [59] и прямым взаимодействием металла с азотом при высоких температурах [14, 60—62]. Гласер и сотрудники [14] получали Н1Ы нагреванием порошка гафния в атмосфере азота при 2000° С. Нитрид стехиометрического состава образуется при азотировании гафниевого порошка уже при температуре 1200° С [61, 621. Хэмфри [60] получал HfN азотированием тонкой стружки гафния при 1400—1500° С. [c.333]

При обычных условиях элементы подгруппы титана устойчивы по отношению к воздуху и воде при высоких температурах они химически активны и соединяются с галогенами, кислородом, серой, азотом и углеродом, образуя с последними соединения типа ЭЫ и ЭС. На способности титана и циркония соединяться с азотом и кислородом с образованием нитридов и окислов основано их приме-нй1ие в виде сплавов с железом (ферротитан и ферроцирконий) при выплавке стали. В расплавленную сталь вводится ферротитан или ферроцирконий, чаще первый. Титан и цирконий соединяются с азотом и кислородом в стали и в виде нитридов и окислов уходят в шлак. Тем самым предотвращается образование в отливках стали пузырей и литье получается однородным. При взаимодействии с кислородом титан образует ряд окислов, например Т120з и ТЮа, а цирконий и гафний — 2Юг и НЮг. [c.443]

Торий — белый ковкий металл, похожий на платину, т. пл. 1800°, плотность 11,7. Разбавленные кислоты не действуют на него, но концентрированная соляная кислота и особенно царская водка его легко растворяют. Порошок или проволока из тория горят в кислороде с выделением большого количества тепла, образуя ТЬОг. При 500° он энергично соединяется с хлором и серой при более высокой температуре он взаимодействует с азотом, образуя нитрид ThgN4. При 500° торий реагирует энергично с водородом с образованием гидрида ТЬНз (стр. 593). Он также образует карбид ТЬСг, который отличается от карбидов циркония и гафния тем, что является соединением с ионным характером. В соединениях торий преимущественно четырехвалентен. Гидроокись тория(1У) обладает только основными свойствами. [c.731]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология