Гафний плавления

Химические свойства. Титан, цирконий и гафний представляют очень большой интерес в связи С тем, что их восстановительная активность весьма сильно зависит от температуры. При обычных температурах титан, цирконий и гафний имеют чрезвычайно низкую восстановительную активность и обладают высокой коррозионной устойчивостью в большинстве агрессивных сред. С повышением температуры восстановительная активность металлов растет и у титана при температуре его плавления является одной из самых высоких среди металлов. [c.79]

Как уже было указано, титан, цирконий и гафний (особенно в расплавленном виде) способны интенсивно реагировать с азотом при высоких температурах с образованием рядов твердых растворов, а также нитридов, из которых преимущественную роль играют мононитриды МеЫ. Нитриды титана, циркония и гафния — кристаллические очень твердые и тугоплавкие металлоподобные вещества. Температуры их плавления соответственно равны 2930, 2950, 3310° С. [c.85]

Во многих случаях в системах, образованных титаном, цирконием или гафнием с другими металлами, возникают интерметаллические соединения. Как правило, они сравнительно непрочны. С некоторыми металлами только а-видоизменения образуют интерметаллиды, а р-видоизменения образуют с этими металлами только твердые растворы. Интерметаллические соединения титана, циркония и гафния с этими металлами существуют только при сравнительно низких температурах и разлагаются при температурах полиморфных превращений а р. Большинство интерметаллических соединений титана, циркония и гафния нацело разлагаются при плавлении, и только некоторые из них остаются частично неразложенными. С титаном, цирконием и гафнием образуют соединения металлы, расположенные в периодической системе правее У1В-группы, т. е. сравнительно мало активные. [c.86]

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]

Указанные особенности — малое изменение энтропии при плавлении, незначительные колебания в величинах координационных чисел, сохранение в жидкой фазе фрагментов кристаллической решетки и электронного состояния, типичного для твердой фазы, характерны для большинства металлических жидкостей. Переходные металлы обнаруживают некоторые индивидуальные черты. Так, у циркония и гафния исключительно велик температурный интервал, в котором существует жидкая фаза (2500 и 3000 К соответственно). [c.238]

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]

Торий — пластичный серебристо-белый металл с плотностью 11,72 г/см и температурой плавления 1750 °С. Он обладает диморфизмом низкотемпературная ГЦК-модификация (а-ТЬ) при 1450 °С переходит в ОЦК-модификацию (Р-ТЬ). По физическим свойствам напоминает цирконий и гафний. [c.435]

Прочность металлической связи возрастает с ростом числа валентных электронов, участвующих в ее образовании, о чем можно судить по температурам плавления. Титан, цирконий и гафний имеют по 4 валентных электрона (хотя точно не известно, сколько электронов они отдают на образование металлической связи), их температуры плавления выше температур плавления, например, металлов третьей группы, но ниже температур плавления металлов V и VI групп, имеющих большее число валентных электронов. [c.211]

Титан, цирконий и гафний наиболее заметно различаются по плотности, температуре плавления и температуре кипения. Кроме того, у гафния высокое эффективное поперечное сечение поглощения тепловых нейтронов, равное 105 барн у циркония оно 0,18 0,02 барн. [c.212]

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]

Подгруппа титана (Ti, Zr, Hf). Кристаллы каждого из этих элементов существуют в двух модификациях. Низкотемпературная а-модификация характеризуется гексагональной плотной упаковкой атомов -модификация обладает ОЦК структурой. Отношение параметров решетки da у гексагональных упаковок составляет около 1,59 оно несколько меньше, чем при гексагональной плотной упаковке шаров. Энтропия плавления титана, циркония и гафния мала. Хотя дифракционные исследования строения жидких фаз еще не производились, можно думать, что в окрестности температуры плавления среднее координационное число атомов жидкости остается почти таким же, как в ОЦК кристаллах (см. табл. 16). Температурный интервал существования жидкой фазы очень велик. У циркония он составляет более 2500 К, а у гафния — более 3000 К. Можно предполагать, что в жидкой фазе четыре валентных s- и d-электрона обобществлены и таким образом концентрация электронного газа (или электронной жидкости ) велика. Поэтому жидкая фаза сохраняет устойчивость до температур 4—5 тыс. градусов. С этих позиций можно пытаться истолковать и аномально большие энтропии испарения. Они могут быть обусловлены иониза- [c.189]

Цирконий и гафний представляют собой серебристобелые металлы с температурами плавления 1855 С (Zr) и 2230 °С (НР). Химическая активность их невелика, что обусловлено образованием на пх поверхности защитных оксидных пленок. Цирконий и гафний устойчивы к действию растворов щелочей, азотной и хлороводородной кислот. Они растворяются в концентрированной серной кислоте ири нагревании, фтороводородной кислоте и царской водке с образованием комплексных соединений, наиример [c.263]

Расплав, представляет эвтектику МеС + С и включает большие атомные группировки углерода это имеет место в случае науглероживания титана, циркония, гафния при температурах плавления эвтектик МеС + С. [c.129]

Другой причиной, препятствующей определению р и а двойных сплавов на основе железа, является высокая химическая активность ряда элементов. Нет пока материалов, которые могли бы контактировать, не взаимодействуя, с жидким титаном, цирконием, ванадием и рядом лантанидов. Изучение р и сг двойных систем на основе железа во всем концентрационном интервале также ограничено высокой температурой плавления одного из компонентов (бор, гафний, ниобий, тантал, молибден, вольфрам, рений, рутений, родий, осмий, иридий). [c.39]

Физико-химические характеристики титана и его аналогов дефектность <1- электронной оболочки, средние по величине значения потенциалов ионизации и атомных радиусов, высокие температуры плавления и типичные для металлов плотноупакованные структуры обуславливают многообразие металлохимических возможностей этих элементов. Титан и его аналоги цирконий и гафний образуют непрерывные твердые растворы друг с другом в обеих модификациях. Это тройная система является единственным примером системы, в которой реализуется два вида непрерывных твёрдых трехкомпонентных растворов в двух модификациях (а+р - Т1). Со многими переходными металлами они также образуют твердые растворы замещения, часто непрерывные (Р-Т1 с ванадием). При этом по мере увеличения различия в электронной конфигурации атомов растворимость элементов в титане [c.120]

Из других методов получения ниобия и тантала высокой степени чистоты укажем на рафинирование зонной плавкой с нагревом зоны плавления токами высокой частоты. Эту зону можно нагреть электронной бомбардировкой или другим методом. Можно применять и иодид-ное рафинирование по аналогии с рафинированием циркония, гафния, титана. [c.88]

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]

В мире совре.менных материалов керамике принадлежит заметная роль, обусловленная широким диапазоном ее разнообразных физических и химических свойств. Керамика не окисляется и устойчива в более высокотемпературной области, че.м металлы, например, те.мпература плавления карбида гафния (3930°С) на 250° выше, чем у вольфрама. У распространенных керамических. материалов (оксидов алюминия, магния, тория) тер.мическая устойчивость намного превышает устойчивость большинства сталей и сплавов. [c.51]

Гафний в промышленности используется пока еще мало. Представляет интерес его применение в регулирующих и защитных устройствах атомных реакторов благодаря высокому сечению захвата тепловых нейтронов. Перспективно применение соединений и сплавов гафния в производстве высокотемпературных и жаропрочных материалов. Например, температура плавления карбида гафния 3890°С сплав ниобия и тантала, содержащий 2—10% гафния и 8—10% вольфрама, прочен даже при 2000 °С, [c.132]

Температура плавления циркония 1852 10°С, гафний более тугоплавок его температура плавления 2222 30°С. [c.132]

Диоксид гафния (IV) Н[Ог — тугоплавкое вещество белого цвета, температура плавления которого 2800 25 "С. Получают его при прокаливании гидроксида или солей гафния (нитрата, оксихлорида и др.). [c.134]

Методом вакуумного плавления можно одновременно определить содержание кислорода в пробе (см. стр. 76). При анализе этим методом гафния реакторного сорта берут навески пробы 0,2 г и платины 25 2. [c.136]

Хлорирование в настоящее время широко используют в технологии редких металлов для перевода рудных концентратов и некоторых промежуточных продуктов технологии в хлориды, удобные для последующего разделения, очистки и получения металлов. Хлорирование является основным методом, используемым в технологии титана. Хлорируется значительная доля рудных концентратов циркония и гафния, тантала и ниобия, редкоземельных элементов и др. Фторирование применяют в-значительно меньшем масштабе, главным образом для получения фторидов редких металлов из окислов или вторичных металлов с целью их металлотермического или электрохимического восстановления. Хлорирование и фторирование широко используют при переработке комплексных руд и различного рода сложных композиций окислов или металлов, так как различие в температуре плавления и температуре кипения хлоридов и фторидов редких металлов позволяет успешно разделять их и осуществлять их тонкую очистку. На основе процессов хлорирования и фторирования созданы короткие, изящные технологические схемы. Благодаря высокой реакционной способности хлора и фтора процессы хлорирования и фторирования практически осуществляются нацело, и степень перевода исходных материалов в хлориды и фториды колеблется между 98 и 100%. Их огромным преимуществом перед другими методами вскрытия и переработки рудных концентратов и других соединений редких металлов является отсутствие сточных вод и сброса в атмосферу. Создание технологических схем без водных и атмосферных сбросов является эффективной мерой по охране природы. [c.65]

Г фиий, а также искусственно полученный элемент курчатовин (№ 104). Конфигурация электронной оболочки атомов этих элементов такая же, как у титана, — d s . Аналоги титана цирконий и гафний являются тяжелыми металлами — их плотности соответственно 6,45 и 13,31 г/см температуры их плавления также выше, чем у титана 1852 и 2225°С. Цирконий и гафний образуют разнообразные соединения, в устойчивых и наиболее характерных из которых цирконий и гафний четырехвалентны. Устойчивость соединений, в которых эти элементы трех- и двухвалентны, невелика п убывает в направлении Ti—Zr — Hf. В этом же направлении возрастает металлическая активность этих элементов. Цирконий и гафний, подобно титану, существуют в двух полиморфных видо-измеР ениях — а и р. Также подобно титану цирконий и гафпин при обычных температурах химически неактивны и коррозионноустойчивы, а при высокой температуре реагируют с кислородом, азотом н другими элементарными окислителями. [c.275]

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]

Каждый из грех твердых металлов существует в двух полиморфных видоизменениях — а и р. Видоизменения а, устойчивые при сравнительно низких температурах, имеют плотно упакованную гексагональную решетку, высокотемпературные видоизменения р — объем-ноцентрированную кубическую решетку. В табл 11 приведены значения температур полиморфного превращения, плавления, кипения и скрытых теплот этих превращении титана, циркония и гафния. [c.78]

Сверхтвердые сплавы состоят из карбидов и силицидов вольфрама, хрома, титана, тантала. Сцементированные кобальтом, никелем или железом, они обладают твердостью, приближающейся к твердости алмаза (9,6 по шкале Мооса) и в особенности карбосилицид титана. Такие сплавы имеют чрезвычайно высокую температуру плавления (например, температура плавления сплава тантала с карбидом гафния 3950° С) и при нагревании твердость их не снижается. [c.353]

Соединения с галогенами. К галогенидам циркония и гафния относятся соединения различных типов — тетрагалогениды, продукты присоединения к ним, продукты замещения, галогеноцирконаты и гало геногафнаты, галогениды низших степеней окисления. Фториды весьма существенно отличаются от других галогенидов хлориды, бромиды и иодиды сходны между собой. Отличия фторидов обусловлены большой прочностью связей 2г — Р и НГ — Р, устойчивых в присутствии воды. В водных растворах существуют в зависимости от кислотности и концентрации ионов Р комплекс 1ые ионы [МеР ] " (где = 1 Ч- 6). Поэтому из них даже при низкой кислотности выделяются фторидные соединения, не содержащие гидроксо- и оксогрупп. Из-за малых размеров и низкой поляризуемости иона Р координационное число во фторидных соединениях циркония и гафния достигает 8, в остальных галогенидах оно не превышает 6. Соединения циркония и гафния со фтором имеют более высокие температуры плавления и сублимации, менее гигроскопичны, чем хлориды, бромиды и иодиды. В противоположность последним не известны фториды циркония и гафния низших степеней окисления [12, 151. [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]

Свойства титана, циркония и гафиия. Титан, шрконий и гафний — сеоебристо-белые тугоплавкие металлы. Они образуют по две аллотропических модификации а-форма устойчива при комнатной температуре, а р-(зЬоржа —при высоких температурах. Плотность, теМ пературы плавления и кипения, а также электрическая проводимость возрастают от титана к гафнию, причем последняя для гафния в 3 раза выше, чем для титана. [c.460]

Соединения первого и третьего классов можно назвать металлоподобными. Они обладают высокими тепло- и электропроводностью, твердостью и температурой плавления (до 4200° С). Карбид гафния самое тугоплавкое соединение на земле. Коэффициент термического расширения у него ниже, чем у соответствующих элементов. Все металлоподобные соединения стойки против кислот, хорошо сопротивляются газовой коррозииТИз соединений неметаллов особый интерес представляет нитрид бора, полученный [c.215]

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]

Аналогичными свойствами обладают соединения титана как и циркония, гафния с кремнием (Т18 г), бором (ТШ, ТШг, Т12В) и другими неметаллами. Все вышеуказанные металлиды имеют структуру типа КаС1 и друг с другом образуют твёрдые растворы. Ценные физикохимические свойства металлидов элементов подгруппы титана определяют их большое значение для техники. Ыапример, вышеуказанный сплав карбидов титана и гафния, имеющий самую высокую температуру плавления. [c.120]

Это находит подтверждение в наблюдающемся отличии в поведении тория по сравнению с элементами подгруппы титана [953, 1898, 1920, 2019], что выражается, например, в нарушении закономерности изменения величин удельных весов и температур плавления при переходе от титана к торию. Заметны также различия в химическом составе и свойствах их гидридов, нитридов и кapбидoJB и некоторых других соединений. Кроме того, весьма показательным в смысле принадлежности тория к ряду актиноидов является его нахождение в природе совместно с ураном и р. з. э., а не с цирконием и гафнием. [c.9]

Способ 4. Полученная путем наращивания металлическая проволок превращается при нагревании в атмосфере углеводорода в карбид. Однак это видоизменение метода, описанного выше (способ 3), не очень удобно дл металлов с низкими точками плавления (титан, цирконий), так как при это необходимо производить накаливание в течение очень продолжительного вр( мени. Для получения карбидов вольфрама, тантала и гафния этот метод м( жет быть успешно применен [12,, 13]. [c.1482]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология