Гафний углеродом

Рис. 33. Фазовая диаграмма системы гафний — углерод [2].

К четвертой группе относятся типические элементы (углерод, кремний), элементы подгруппы германия (германий, олово, свинец) и элементы подгруппы титана (титан, цирконий, гафний, курчатовий). [c.446]

ГАФНИЙ (Hafnium, от древнего названия Копенгагена) Hf — химический элемент IV группы 6-го периода периодической системы элементов Д. И. Менделеева, п. н. 72, ат. м. 178,49 природный Г. состоит из шести изотопов. Положение Г. в периодической системе предсказал Д. И. Менделеев задолго до его открытия. Основываясь на выводах Н, Бора о строении атома 72-го элемента, Д. Костер и Г. Хевеши обнаружили этот элемент в минералах циркония и назвали его. Г.— рассеянный элемент, не имеет собственных минералов, в природе сопутствует цирконию (I — 7%). Г.— серебристо-белый металл, т. нл. 2222 30 С чистый Г. очень пластичен и ковок, легко поддается холодной и горячей обработке. По своим химическим свойствам очень близок к цирконию, потому их трудно разделить. В соединениях Г. четырехвалентен. Металлический Г. легко поглощает газы. На воздухе Г. покрывается тонкой пленкой оксида HfOj. При нагревании реагирует с галогенами, а при высоких температурах — с азотом и углеродом, [c.65]

СИСТЕМА ГАФНИЙ — УГЛЕРОД [c.326]

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]

Титан, цирконий и гафний являются типичными металлами, напоминающими по внешнему виду сталь. Они тугоплавки, хорошо поддаются механической обработке. Однако присутствие в этих металлах примесей кислорода, азота, углерода или водорода весьма отрицательно сказывается на их пластичности, ковкости, прочности на разрыв и других механических характеристиках. Основные константы, характеризующие свойства рассматриваемых металлов [c.283]

Окислы. Атом кислорода невелик, его радиус меньше радиусов атомов углерода и азота однако настоящие фазы внедрения кислорода — только твердые растворы и низшие окислы переходных металлов. В силицидах и боридах фактором, препятствующим образованию фаз внедрения, является большой атомный радиус, в окислах такой фактор — электронная структура атома кислорода. Электронная оболочка атома кислорода ls 2s 2p имеет два неспаренных электрона. Кислород подчиняется правилу октета, и завершенная электронная структура может быть получена путем приобретения двух электронов. Поэтому у кислорода донорная способность ослаблена склонностью к поглощению электронов. Цирконий и гафний легче отдают электроны, поэтому только титан образует с кислородом фазу переменного состава на основе окисла TiO с преимущественно металлической связью (радиус кислорода в ней 0,7 A) и координационным числом титана 6. [c.236]

Соединения циркония и гафния с оксикислотами относятся к типу внутрикомплексных. В них замыкаются пяти- и шестичленные циклы. Соединения с кислотами винной, лимонной и других хорошо растворяются в воде. Соединения с оксикислотами, имеющими большое число атомов углерода, например с миндальной, не растворяются в воде и разбавленных кислотах. Характерные представители внутрикомплексных соединений 2г и НГ — соединения с Р-дикетонами ацетилацетоном и его производными. Ацетилацетонаты образуются в кислой среде и содержат четыре молекулы ацетилацетона [c.303]

СИСТЕМА ГАФНИЙ — УГЛЕРОД — ВОДОРОД [c.360]

Цирконий (гафний)—углерод. Цирконий образует с углеродом тугоплавкое соединение — карбид циркония 2гС т. пл. 3500°. Карбид циркония имеет твердость по шкале Мооса 8—9. Для него характерны электронный тип проводимости и низкое удельное сопротивление. Область существования твердого раствора углерода в цирконии очень мала уже при содержании углерода 0,04 вес. % обнаруживается фаза карбида. Карбид циркония можно получить нагреванием до 1800° двуокиси циркония и угольной пыли или нагреванием порошкообразного циркония с углеводородами. [c.223]

ЭТОМ отчетливо вырисовывается, что линии, отвечающие однотипным хлоридам, принадлежат к одному семейству и сравнительно мало -различаются по углу наклона. Такова группа линий хлоридов лития, натрия, калия и серебра, к которым можно было бы добавить и другие подобные им хлориды, не показанные на рисунке во избежание его загромождения. Такова группа линий тетрахлоридов углерода, кремния, германия, олова, титана, циркония и гафния. [c.101]

При восстановлении двуокиси гафния углеродом в зависимости от температуры реакции образуются различные продукты восстановления. Так, в области температур 1470—1730°С и давлении 70—100 мм рт. ст. образуется оксикарбид гафния практически постоянного состава [112] [c.154]

С углеродом титан, цирконий и гафний взаимодействуют лишь при очень высоких температурах. В системах металл — углерод при этих условиях образуются карбиды Т1С, Zг , НГС, представляющие собой кристаллические металлоподобные вещества, очень твердые н тугоплавкие. [c.85]

Нитриды. Нитрид титана (как и нитриды циркония и гафния) во многих отношениях близок к карбиду. Для нитридов характерно преобладание металлической связи они изоструктурны карбидам, имеют достаточно высокие температуры плавления и твердость. Однако существуют и различия, обусловленные особенностями строения атомов углерода и азота. Оболочка L атома азота имеет 5 электронов — 2s 2p , т. е. она более достроена до октета, чем оболочка L атома углерода, следовательно, более стабильна, поэтому у азота ослаблена до-норная и усилена акцепторная способность. В основном состоянии атом азота имеет три неспаренных (2р ) электрона, которые прежде [c.235]

Диаграмма состояния системы гафний — углерод исследовалась в ряде работ. По Гольдшмидту [2], эвтектика, содержащая 3,2% углерода, плавится при 2160° С, по данным [20] — примерно при 2800° С. Дистектика имеет температуру плавления около 3900° С [2]. [c.331]

При высоких температурах защитное действие оксидной пленки ослабевает, и металлы проявляют заметную химическую активность. В кислороде титан, цирконий и гафний сгорают, образуя диоксиды ЭОг. Они энергично соединяются также с галогенами (ЭНа , серой (ЭЗа), азотом и углеродом. В порошкообразном состоянии Ti, 2г и Н способны поглощать большие количества водорода. [c.284]

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]

Карбиды активных металлов характеризуются наличием полярной связи и разлагаются водой или кислотами. Помимо них, известны карбиды с типичной ковалентной связью, например, карбид кремния 31С и карбид бора В4С. У первого кристаллическая решетка алмазного типа, а у второго — сложная структура, состоящая из ромбоэдрической ячейки, содержащей 12 атомов бора, в виде каркаса, в пустотах которого расположены линейно 3 атома углерода. Оба карбида обладают твердостью, высокой температурой плавления и химической инертностью. Наконец, -элементы образуют карбиды, относящиеся к фазам внедрения в порах кристаллической решетки первых внедрены атомы углерода. Эти карбиды обладают жаропрочностью, тугоплавкостью, твердостью и относительной устойчивостью к кислотам. К таковым относятся карбиды титана, циркония, гафния, ванадия, ниобия, молибдена, вольфрама и др. [c.468]

С углеродом титан, цирконий и гафний реагируют с образованием карбидов. [c.80]

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]

Аргон бо.пее доступен, чем гелий и неон. Этот газ широко используют в металлургии. Обычно им пользуются при горячей обработке титана, ниобия, гафния, урана, тория, щелочных металлов, где исключается контакт с кислородом, азотом, водой и оксидом углерода (IV). Широкое внедрение нашел метод дуговой электросварки в среде аргона. [c.228]

Гафний ИГ 178,5 Молибден Мо 96 Углерод С 12 [c.296]

Двойные ограничивающие системы гафний — углерод и молибден — углерод исследовались неоднократно [1—9]. Однако до настоящего времени некоторые детали диаграмм состояния данных систем остаются спорными. В системе гафний — углерод образуется конгру-энтноплавящийся карбид гафния Hf с кубической решеткой типа Na l. При температуре 3150—3180° С [4—7] карбид гафния образует эвтектику с углеродом. Установлено, что в системе имеет место перитектическая реакция [c.90]

П 1иродные ресурсы. Содержание а земной коре составляет Т1 0,57%, Zr 1.7 -10 НГ 3,2 -10 %. Таким образом, титан довольно распространен (в земной коре его больше, чем углерода), а цирконий и гафний - сравнительно редкие элементы. [c.487]

Таким образом, в этой форме периодической системы элементов титан, цирконий и гафний, рассмотренные нами ранее в качестве примера, оказываются в IVB-rpynne, расположенной достаточно далеко от IVA-группы, в которой находятся углерод, кремний, германий, олово и свинец. Высшие степени окисления тех и других (Ф4) совпадают, и их соединения в этих степенях окисления имеют сходные свойства, так как общее число электронов на внешнем уровне [c.24]

Для выяснения поведения сплавов в системе гафний — углерод при высоких температурах нами были исследованы сплавы нескольких составов при малых содержаниях углерода на нижней границе области гомогенности Hf и в области эвтектической кристаллизации (Hf + С). Найдено, что эвтектическая температура (Hf + С) составляет 3150 30° С, что согласуется с данными [4—7], а температура перитектического превращения — 2240° С в согласии с данными работы [4]. Нами наблюдалось также снижение температуры плавления гафния до 2140° С при малых добавках углерода, что в сочетании с фактом стабилизации a-Hi до перитектической температуры свидетельствует в пользу эвтектической реакции (1). [c.90]

В чистом виде гафний, подобно другим элементам подгруппы титана,— металл, по внешнему виду похожий на сталь. При низкой температуре устойчив. При высокой температуре, наоборот, химически очень активен. Это является общей чертой металлов Ti, 2г и Ш при нагревании они энергично соединяются с галоидами, кислородом, серой, углеродом и азотом. Карбид Н1С очень тугоплавок (/ л 3890°). Карбиды металлов подгруппы титана общей формулы ЭС (Т1С, 2гС и НГС) — очень твердые кристаллы металлического вида, применяются при изготовлении твердых сплавов. Сплав, состоящий нз 80%ДЮ и 20% НГС, отличается высокой тугоплавкостью 4215°). Высокая температура плавления характерна и для двуокиси гафния Н10а (2770°). [c.464]

Методом исследования сдвига равновесия при образовании карбонитридов титана, циркония и гафния определены избыточные по отношению к графиту свободные энергии сажи и высокодисперсного углерода, выделяюшегося при азотировании карбида. В первом случае эта энергия (ДСс) равна 2,4+1,6 кДж/моль, во втором 5,2 4,1 кДж/моль. [c.130]

Водород обратимо растворяется в титане, цирконии и гафнии. Предельное содержание водорода в них отвечает формуле ЭН а- С углеродом эти металлы взаимодействуют при высокой температуре и образуют очень твердые металлоподобные вещества переменного состава. Карбиды типа ЭС образуют твердые растворы с металлами, друг с другом и с карбидами других элементов. Сплав 20% Hf и 80% ТаС плавится при 4215° С. Карбиды Ti , Zr , Hf плавятся соответственно при 3140, 3630 и 3890° С. С уменьшением углерода в карбиде, например у титана до Ti o, . твердость и жаростойкость постепенно уменьшаются при обычной температуре они ведут себя подобно элементарным металлам. [c.331]

Проведенное исследование показало, что в области температур 470-520 С в матрице происходила поликонденсация смол, при 700-750 С образовывался углеродный пек. Оксиды гафния и циркония имели моноклинную структу а углерод - турбостратную. С повышением температуры термообработки до 1300 С параметры решеток оксидов тугоплавких металлов практически не изменялись. А при указанной температуре на дифракторгаммах появлялись рефлексы индивидуальных фаз оксикарбидов гафния и циркония. Благодаря высокой дисперсности зерен оксидов реакция карбидообразования протекала при температурах на 150-200 С ниже по сравнению с обычными порошковыми материалами. Нагревание композита выше 16(Ю"С сопровождалось плавным изменением параметров кубических решеток оксикарбидов металлов, расстояние между рефлексами индивидуальных оксикарбидов уменьшалось, что свидтельствовало об образовании твердого раствора между компонентами, и после отжига при 1950-2050 С композит состоял из твердого раствора оксикарбидов металлов и небольшого избытка углерода. [c.196]

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]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология