Гафний коррозия

Титан — один из наиболее легких -металлов. Все металлы ГУБ группы необычайно устойчивы к коррозии. В растворах титан (IV) и цирконий (IV) существуют в виде гидратированных ионов (Т10)2+ и (2гО)2+. Гидроксиды Т1 (IV) похожи на гидри-ксиды 5п (IV). Все производные Т1 (IV) и 7г (IV) в воде гидролизуются. Гафний в растворах существует в основном в виде ионов Н1 +. Соединения Т1 (IV) в кислой среде можно перевести в соединения со степенью окисления +3. Существуют ионы состава [Т1(Н20)б] +. Важнейшими соединениями элементов 1УБ являются галогениды, оксиды, карбиды. [c.517]

При обычных температурах титан, цирконий и гафний устойчивы к коррозии и к агрессивным средам, не проявляют высокой восстановительной активности, но она быстро растет при нагревании. [c.409]

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]

Цирконий и гафний — металлы серебристо-белого цвета. Одним из наиболее ценных свойств является их стойкость против коррозии. Азотная, соляная и разбавленная (50%-ная) серная кислоты, а также растворы ше-лочей практически не растворяют металлы. [c.132]

В настоящее время редкие металлы получили применение в самых разнообразных областях науки и техники, причем области применения их из года в год расширяются. Это прежде всего объясняется особыми физическими и химическими свойствами редких металлов, так, например, германий является ценнейшим материалом дЛ1 изготовления полупроводниковых приборов, широко применяемых в различных областях радиотехники и электронике. Для этих же целей применяются индий, теллур, селен и другие. Введение редких металлов в стали и в сплавы цветных металлов обеспечило получение материалов, стойких против коррозии, жаропрочных, обладающих большой механической прочностью и другими ценными свойствами. В химической технологии и металлургии принято разделять редкие металлы на следующие технические подгруппы а) легкие литий, рубидий, цезий, бериллий и др б) тугоплавкие титан, цирконий, гафний, ванадий, ниобий, тантал, молибден, вольфрам, рений в) рассеянные галлий, индий, таллий, германий г) редкоземельные скандий, иттрий, лантан и лантаноиды радиоактивные полоний, радий, актиний и актиноиды. [c.419]

По химическим свойствам Т. близок к РЗЭ (лантаноидам), а также к элементам второй подгруппы IV группы периодической системы — титану, цирконию, гафнию. В соединениях Т, почти исключительно проявляет степень окисления +4. На воздухе при 20 °С Т. окисляется незначительно. В дистиллированной воде покрывается пленкой оксида ТЬОз, предохраняю щей его от дальнейшей коррозии оксид также получается при сгорании Т, на воздухе, С парами воды Т. при 200—600 °С [c.263]

Коррозия гафния в различных агрессивных средах при температуре [c.414]

Скорость коррозии гафния в различных средах (выдержка при 35° С в течение 14 суток) [52] [c.46]

Легирование циркония и гафния преследует две цели повышение сопротивления ползучести и коррозии причем ограничивающим фактором для циркония является необходимость сохранить достаточно низкое значение поперечного сечения захвата тепловых нейтронов. [c.127]

Гребенников Р. В. и др. Коррозионная стойкость в пароводяной среде и механические свойства гафния с повышенным содержанием циркония. Б сб. докладов Коррозия реакторных материалов . Вена. 1962. [c.149]

Гафний также находит применение в ядерных реакторах там, где требуется материал с большим поперечным сечением захвата нейтронов. Высокая стойкость против коррозии и механическая прочность гафния являются ценными свойствами при его использовании в управляющих элементах охлаждаемых водой реакторов. [c.165]

Коррозия гафния в воде. Гафний проявляет хорошую сопротивляемость коррозии в холодной воде, при высоких температурах (до 399° С) под давлением до 245 атм (24,8 Мн м ) и в водяном паре [4, 771. Он устойчив в горячей воде (316° С), циркулирующей со скоростью 9 м сек. Высокой коррозионной стойкостью в воде при 350° С обладают также сплавы гафния с цирконием с содержанием последнего до 30%. Длительное воздействие паро-водяной среды [c.115]

Таблица 19. Растворимость и скорость коррозии гафния в различных средах при 35°С [5]

Ядерно чистый металлический цирконий используют в качестве конструкционного материала для термоядерных реакторов, поскольку он обладает низкой теплопроводностью, большой механической прочностью, высокой стойкостью к химической коррозии, очень низким сечением захвата тепловых нейтронов, т. е. пе задерживает нейтроны, высвобождающиеся в результате цепной ядерной реакции при расщеплении топлива в реакторе. С точки зрения потребности в металлах для ядерной техники цирконий превосходит алюминий, магний и бериллий в качестве конструкционного материала для ядерных реакторов. Цирконий, применяемый для этих целей, не должен содержать примесей гафния, поскольку последний обладает большим эффективным сечением захвата нейтронов. [c.112]

Но и гафнию в чистом виде нашлось применение в ядерной технике. Из него делают регулирующие стержни и защитные устройства от нейтронного облучения. Тугоплавкость и стойкость к коррозии дают ему преимущества перед бористой сталью и кадмием. У этого металла блестящие перспективы его вводят в состав жаростойких сплавов, он становится компонентом сплавов, быстро поглощающих и тотчас отдающих тепло благодаря высокой эмиссионной способности его охотно применяют в электро-, радио- и рентгенотехнике. [c.162]

Хромоникелевые стали под напряжением склонны к коррозии. Интенсивно взаимодействуют с фреоном-11 титановые, алюминиевые и медные сплавы. Медь, сурьма, цирконий, гафний, ниобий сильно изменяют состав газообразной фазы и при избытке фреона могут полностью превращаться в галогениды. [c.285]

В табл. 41 приведены данные, необходимые для определения скорости коррозии в воде циркония, содержащего небольшое количество гафния. [c.122]

В группе элементов, объединяющей кремний, титан, цирконий и гафний, титан менее других стоек против коррозии. Металл этот обладает отличной ковкостью в холодном и горячем состояниях, но лишь тогда, когда в нем отсутствуют кислород и азот. Малейшие следы этих примесей делают титан хрупким. [c.387]

При комнатной температуре в воде, насыщенной воздухом, коррозия урана идет преимущественно с кислородной деполяризацией, а металл находится в пассивном состоянии. В кипящей дистиллированной воде уран находится в активном состоянии, а его коррозия идет с водородной деполяризацией. Коррозионная стойкость урана в воде и паре в условиях работы первого контура ядерных реакторов низка. Стойкость урана возрастает при легировании его гафнием, цирконием, никелем, ниобием, танталом, молибденом, кремнием. [c.306]

К вопросу о механизме окисления титана, циркония, гафния и их сплавов с учетом диффузии кислорода в них. Коробков И. И.— Сб. Высокотемпературная коррозия и методы защиты от нее . Изд-во Наука , 1973 г., стр. 55—63. [c.125]

Оба эти металла применяются в атомных реакторах. Цирконий отличается высоким сопротивлением коррозии и действию нейтронов и не подвергается изменениям во время облучения. Поэтому цирконий применяется для защиты топлива в атомных реакторах и накладывается в виде рубашки на пруты металлического урана, которые вводятся внутрь реактора. Совершенно противоположные свойства у гафния, который хороига абсорбирует нейтроны и поэтому является хорошим замедлителем. Так как оба металла, как правило, в природе встречаются вместе, то их приходится разделять. При этом возникают затруднения, связанные с большим сходством этих металлов по свойствам. Разделение их обычными химическими методами практически невозможно. Промышленное решение этого вопроса основывается на физических процессах, главным образом на экстракции органическими жидкостями из водных солянокислых или азотнокислых растворов [468, 471, 485]. [c.445]

Несмотря на исключительно многообразные возможности применения редких металлов и их сплавов, выделим здесь лишь некоторые основные области их применения. Это прежде всего ядерная техника, где необходимы такие металлы, как бериллий, ниобий и цирконий и др., в качестве материалов оболочки ядерного горючего в различных типах реакторов. Эти металлы отличаются малым сечением захвата тепловых нейтронов, высокой твердостью при рабочих температурах, хорошей теплопроводностью, устойчивостью к коррозии и т. д. Галлий и литий предложены, кроме того, в качестве рабочих жидкостей [последний— при условии его отделения от изотопа зЫ почему ) ]. Благодаря свойству значительно поглош,ать нейтроны гафний индий и европий используют для изготовления регулирующих стержней. Значительное количество редких металлов потребляет производство стали. Наряду с чистыми легирующими компонентами (например, Мо, V, , V) ряд редких и др. металлов используется в качестве раскислителей (например, редкоземельные элементы, кремний). Для современной авиационной промышленности и космической техники необходимы жаростой- [c.589]

IV группы 5-го периода периодической системы элементов Д. И. Менделеева, п. н. 40, ат. м. 91,22. Открыт Ц. в 1789,г. М, Клапротом. В состав природного Ц. входят пять стабильных изотопов, известны 14 радиоактивных изотопов. В природе распространепы главным образом минералы циркон ZrSi04 и бадде-леит ZrOa. Все природные минералы Ц. имеют примесь гафния. Ц.— металл серебристо-белого цвета с характерным блеском, т. пл. 1852° С. Химически чистый металл исключительно ковок и пластичен. В соединениях проявляет степень окисления -f-4. Ц, очень устойчив против коррозии в химически агрессивных средах. Ц., очищенный от гафния, находит применение как конструкционный материал в ядерной энергетике, электровакуумной технике (как геттер), в металлургии как легирующий металл, в химическом машиностроении. Из диоксида Ц. и циркона изготовляют огнеупорные материалы, керамику, эмали и особые сорта стекла. [c.285]

Покрытия из металлов п сплавов используют в качестве антикоррозионных (хром, никель, нихром), жаростойких (ниобий, мо либден), жароэрозионностойких (вольфрам). Хромоникелевые само-флюсующиеся сплавы обладают износостойкостью, эрозионной и коррозионной стойкостью, стойкостью к окислению при высокой температуре. Оксиды (оксид алминия, оксид хрома, диоксиды циркония или титана) применяют как теплозащитные покрытия, обладающие высокой жаро- и коррозионной стойкостью, твердостью. Бориды различных металлов имеют высокую твердость и хорошую жаростойкость, силициды — высокую термо- и жаростойкость. Карбиды металлов в большинстве случаев характеризуются высокой твердостью, износо- и жаростойкостью нитриды титана, циркония, гафния — высокой твердостью, износо- и термостойкостью, устойчивостью к коррозии. [c.139]

Гафний. Данных о коррозии гафния в морских средах найти пе удалось, но можно ожидать, что по стойкости в морских условиях он аналогичен цирконию. В стоячем 20 -ном растворе Na l при 35 °С скорость коррозия гафния составила около 2 мкм/год [116] (см. также табл. 62). [c.162]

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]

Этот вид коррозии нужно иметь в виду при электролитическом рафииировании таких электроотрицательных металлов, как титан, цирконий, гафний, торий и т. п. в расплавленных электролитах. В результате оплавообразования могут меняться механические и другие свойства конструкционных материалов электролизеров, соприкасающихся с расплавленным солевым электролитом [12, 191. [c.185]

В общей схеме ядерного топливного цикла прямо не показаны новые электротехнологические процессы производства неурановых материалов, используемых в ядерном энергетическом цикле, таких как поглощающие материалы (карбид бора, гафний, соединения редкоземельных металлов и т.д.), конструкционные материалы (например, цирконий, ниобий, никель, скандий), фторид водорода, фтор и т.д. Эти процессы основаны на применении плазменной обработки, прямого высокочастотного индукционного нагрева и микроволновой обработки в газовой и конденсированной фазах. Не показаны также широко применяемые в ядерной технике и технологии процессы нанесения защитных и служебных покрытий на элементы ядерного реактора, на подвергающиеся коррозии и эрозии элементы емкостного оборудования [6]. Сведения о некоторых из них приведены в предыдущих главах и монографии [6. [c.736]

Цирконий распространен в природе в виде минералов бадде-леита ХгОг и циркона 2г5Ю4. Гафний всегда сопровождает цирконий в количествах долей процента от его содержания. Разделение этих металлов — трудная задача, но с помощью экстракции растворителями и ионообменных смол ее удается решить. Сами металлы получают с помощью процесса Кролла (разд. 24.5). По физическим свойствам оба они похожи на титан твердые, обладают высоким, сопротивлением к коррозии и похожи на нержавеющую сталь как по внешнему виду, так и химически. Они легко реагируют лишь с НР с образованием фторидных ком плексов. [c.494]

Металлический цирконий, т. пл. 1855 15°, подобно титану, довольно тверд и устойчив к коррозии по внешнему виду он напо.ми-нает нержавеющую сталь. Его получают по методу Кролля (стр. 208). Металлический гафний, т. пл. 2222+30°, похож на цирконий. Подобно титану, они почти не поддаются действию кислот и лучше всего растворяются в НР образующиеся при этом анионные фторид-ные комплексы важны для стабилизации раствора. При высокой температуре цирконий горит на воздухе, причем с азотом он реагирует быстрее, чем с кислородом, и при этом образуется смесь нитрида, окиси и оксонитрида Zr.jONo. [c.339]

С электрохимической активацией водорода Джемс и Страу-манис [89а] связывают образование гидридов титана, циркония и гафния при действии растворов плавиковой кислоты на соответствующие металлы. Они считают также возможным образование гидридов этих металлов за счет работы микрогальва-нических элементов в процессе коррозии в атмосферных условиях. [c.20]

Для ректификации наименее пригодны алкоголяты, так как они кипят без разложения только в вакууме. Ректификация молекулярных соединений с хлорокисью фос( ра сопряжена с применением ядовитого и огнеопасного РС15, сильной коррозией аппаратуры, сложностью выделения циркония и гафния из комплексного соединения после разделения. Ректификация тетрахлоридов циркония и гафния возможна только при давлении выше атмосферного. Давление паров 2гС14 и НГСЦ в тройной точке соответственно равно 19,0 и 30,2 атм. Рабочее давление при ректификации более 33 атм, температура выше 300° С [1, 73, 89—92]. [c.462]

Кинетика и механизм коррозии гафния под действием горячей воды исследовались на предварительно протравленных и обезжиренных образцах кристаллического гафния (после дуговой плавки), содержащих 2—5 масс.% циркония [51]. Результаты опытов показали, что после обработки горячей водой гафниевые образцы увеличиваются в весе, например при 360° С и давлении 187 атм (18,9 Мн1м ) прирост веса образца в течение 44 суток составил 6—9 мг1дм и дальше почти не изменился в течение 200 суток. [c.116]

По отношению к действию щелочей гафний очень устойчив коррозия металла не наблюдается даже в кипящем растворе натриевой щелочи в присутствии перекиси натрия [801. Скорость коррозии в NaOH при 500° С примерно такая же, как нержавеющей стали, и составляет 10,0 мг дм месяц [51 ]. [c.118]

Многие /-элементы ГУ-УП групп используются как легирующие добавки для улучшения качества сталей. В состав сталей их обычно вводят в виде ферросплавов (сплавов с железом), например, феррохрома, ферромарганца, ферротитана, феррованадия и др. Легирование ими придает сталям ценные качества, например коррозионную стойкость (хром, марганец, титан), твердость и ударная вязкость (цирконий), твердость и пластичность (титан), прочность, ударная вязкость и износостойкость (ванадий), твердость и износостойкость (вольфрам), твердость и ударная вязкость (марганец), жаропрочность и коррозионную стойкость (молибден, ниобий). Марганец используется как раскислитель стали. Все более широкое применение получают эти металлы и их сплавы, как конструкционные, инструментальные и другие материалы. Так, титан и его сплавы, характеризуемые легкостью, коррозионной устойчивостью и жаропрочностью, применяются в авиастроении, космической технике, судостроении, химической промышленности и медицине. В атомных реакторах используются цирконий (конструкционный материал, отражающий нейтроны), гафний (поглотитель нейтронов), ванадий, ниобий и тантал. Вследствие высокой химической стойкости тантал, ниобий, вольфрам и молибден служат конструкционными материалами аппаратов химической промышленности. Вольфрам, молибден и рений, как тугоплавкие металлы, используются для изготовления катодов электровакуумных приборов и нитей накаливания термопар и в плазмотронах. Вместе с тем при высоких температурах вольфрам и молибден окисляются кислородом, причем образующиеся при высокой температуре оксиды не защищают эти металлы от коррозии, поэтому на воздухе они не жаростойки. Вольфрам служит основой сверхтвердых сплавов. Хромовое покрьггие придает изделиям декоративный вид, повышает твердость и износостойкость. [c.373]

Для тех случаев, когда выбор материалов не ограничивается физическими соображениями, существует, как это можно заключить из наблюдений Роебука, несколько металлов, обладающих необходимой стойкостью. Так, титан, цирконий, гафний, платина, аустенитные нержавеющие стали и некоторые сплавы на основе кобальта практически не меняются под воздействием воды (за исключением того, что в некоторых случаях поверхность тускнеет) вплоть до 360°, эти металлические материалы устойчивы также и в перегретом паре при 400°. Никель стоек в воде лишь до 205°, медь и алюминий до 150°. Концентрация растворенного кислорода в применявшейся воде равнялась около 1 мл/л (даже на обычных силовых станциях она считалась бы очень высокой). Эти результаты можно было бы считать удовлетворительными, однако Де Поль показал, что в щелях (например, между головками заклепок и листом) даже нержавеющая сталь и сплавы кобальта подвергаются значительной коррозии уже при 260°, если кислород находится в количествах, равных от 5 до 10 мл/л отрицательное влияние кислорода значительно уменьшается, если зазор превышает 0,13 мм. [c.427]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология