Термодинамические титана

Титан и его спчавы обладают очень высокой коррозионной стойкостью в морской воде, влажной морской и промышленной атмосфере. В этих средах скорость коррозии титановых сплавов не превышает 0,0001 мм/год. Несмотря на то, что титан относится к наиболее термодинамически неустойчивым металлам, его высокая коррозионная стойкость обусловлена защитными свойствами образующихся гидридных и оксидных пленок. Титановые сплавы устойчивы в окислительных средах даже в присутствии больших количеств хлор-ионов в большинстве органических сред. Исключение составляют серная, соляная,. муравьиная, щавелевая, винная, лимонная, смесь ледяной уксусной кислоты с уксусным ангидридом. Технические титановые сплавы, легированные алюминием (до 6%), марганцем (1...2%), оловом широко используются в химическом машиностроении, пищевой промышленности. [c.158]

Из новых материалов для изготовления конденсаторных трубок перспективны титан и сплавы на его основе. О термодинамической устойчивости титана в водных средах можно судить по диаграмме Пурбэ (рис. 2.9). Уравнения электрохимических реакций, по которым построена эта диаграмма, приведены в табл. 2.9. [c.52]

Термодинамически титан — активный металл. Его нормальный потенциал по отношению к раствору, содержащему ионы Ti +, составляет 4-4,63 в [24]. Титан неустойчив в растворах соляной и серной кислот, за исключением очень разбавленных, действующих при комнатной и более низких температурах [9, И, 25]. В растворах соляной и фосфорной кислот скорость коррозии титана повышается с увеличением температуры и концентрации. [c.68]

Поликристаллы изготовляют не только прямым синтезом, но и спеканием под давлением мелких кристаллов алмаза в области его термодинамической устойчивости. Процесс спекания проводят в тех же установках, где и синтез, но в качестве реакционной щихты берут алмазный порошок. При соответствующих температуре и давлении реакционную массу выдерживают определенное время, чтобы отдельные кристаллы спеклись в единый агрегат. Кроме того, в последние годы начали развиваться методы получения композиционных материалов к алмазу в процессе синтеза (или спекания) добавляются различные вещества (титан, вольфрам, бор и т. д.), придающие алмазным композитам свойства, нужные для различных технологических целей. [c.144]

До сих пор рассматривалась скорость коррозии, лимитируемая катодными реакциями. Однако иногда коррозия может контролироваться и анодными реакциями. Обычно это наблюдается на металлах, способных пассивироваться, таких, как хром, алюминий, титан, цирконий, никель, тантал и др. Пассивностью металла называется состояние его повышенной коррозионной устойчивости, вызванное торможением анодного процесса. Согласно термодинамическим расчетам, пассивный металл может подвергаться коррозии, но практически не корродирует из-за того, что анодное растворение его протекает крайне медленно. Например, стандартные потенциалы алюминия (Еар+/а1 = = —1,66В), циркония (Е г +/2г= —1,54 В), титана (Ет =+/т1 = = —1,63В), хрома (Есг"+/сг = — 0,74 В) значительно отрицательнее потенциалов кислородного и водородного электродов, поэтому можно было бы ожидать, что они будут корродировать как с выделением водорода, так и с поглощением кислорода. Однако они отличаются высокой коррозионной стойкостью благодаря склонности к пассивации. Пассивность в основном вы- [c.233]

В нейтральных водных средах корродируют щелочные и щелочно-земельные металлы, магний, алюминий, цинк, железо, марганец, хром и даже титан. Поэтому такие металлы характеризуют как металлы с повышенной термодинамической нестабильностью. При понижении значений pH (в кислых средах) коррозии подвергаются кобальт, никель, свинец, молибден, вольфрам. Особенно активно разрушает металлы вода, содержащая растворенный в ней кислород, так как потенциал такой окислительной системы (О2 + Н2О) может достигать +0,815 В. [c.258]

Избирательное химическое или электрохимическое растворение отдельных фаз системы может основываться либо на термодинамике, либо на кинетике селективного растворения. Термодинамика селективности обусловлена резко различной термодинамической устойчивостью разделяемых фаз в условиях анализа. В водных растворах электролитов часто резко различаются по своей термодинамической устойчивости матрица из неблагородного металла и включенные в нее частицы неметаллических фаз. На термодинамической селективности основаны, например, методы определения оксида алюминия в алюминии, а также диоксида титана в титане с помощью кислоты или хлора. [c.825]

Из этого следует, что такие широко применяемые металлы, как цинк, титан, алюминий, а также железо, являющееся основным компонентом сталей, в кислых й водных средах термодинамически неустойчивы (склонны к коррозии). Одаако титан и алюминий достаточно коррозионностойки в нейтральных вод- [c.19]

Химическая стабильность оксидов изменяется по мере увеличения атомного номера элемента катиона в группе при движении поперек периодической таблицы элементов. Это особенно очевидно, когда изучается поведение различных оксидов в среде сероводорода, особенно при повышенных температурах [I]. Можно различить три степени стабильности. Наиболее стабильные оксиды образуют алюминий, кремний и щелочноземельные металлы бериллий и магний [1]. Оксиды редкоземельных элементов, также как металлы группы IV (титан, цирконий, гафний), показывают промежуточную стабильность. Все оксиды других переходных металлов термодинамически не- [c.115]

Стандартный электродный потенциал для реакции ионизации титана с образованием трехвалентных ионов (что более характерно для активного растворения титана в большинстве условий) равен —1,21 В. Это значение гораздо более отрицательно, чем потенциалы ионизации таких металлов как железо или цинк, что указывает на большую термодинамическую нестабильность титана по сравнению с этими металлами. Тем не менее, титан коррозионно более стоек, чем железо или цинк. Это зависит в первую очередь от большой склонности титана к пассивации. Стационарные потенциалы коррозии титана и его сплавов обычно [c.241]

Для предотвращения выпадения карбидов хрома содержание углерода в стали снижают до значения меньшего, чем 0,015 %. При легировании аустенитной хромоникелевой стали карбидообразующими элементами (титаном, ниобием, танталом) эти элементы связывают углерод в карбиды. Легирование аустенитной стали такими элементами называют иногда процессом стабилизации углерода. Значение термодинамического потенциала А2, кДж, карбидов хрома и стабилизирующих элементов может быть оценено по формулам [c.482]

Термодинамический расчет подтверждает, что последняя реакция (3) — реакция хлорирования в кратере электрода угольной дуги-—протекает при температурах 1200—1800 К-Четыреххлористый титан по сравнению с двуокисью титана— более летучее соединение, скорость испарения его увеличивается и чувствительность определения повышается. [c.20]

Титан по своим термодинамическим свойствам является химически активным металлом. Однако па поверхности титана очень быстро образуется тонкая инертная пассивирующая пленка, которая отличается большей устойчивостью, чем пассивирующие пленки других металлов. [c.225]

Металлический титан был получен в 1910 г. американским химиком. М. Хантером восстановлением тетрахлорида титана металлическим натрием. Получение титана сопряжено с большими трудностями вследствие очень большой его реакционной способности при высоких температурах и особенно в расплавленном состоянии. Большое сродство к кислороду — основное препятствие для получения титана восстановлением окислов. Термодинамически возможно восстановить двуокись титана углеродом в вакууме при 2400°, металлическим кальцием или сплавом кальция и натрия. Но получаемый этими способами металл загрязнен либо углеродом, либо низшими окислами. Более эффективен метод восстановления двуокиси титана гидридом кальция [c.182]

Термодинамически титан весьма нестабилен, потенциалы ионизации атомов титана значительно более отрицательны, чем стандартный потенциал водородного электрода. Титан должен вытеснять водород из воды, однако он способен самопассивироваться и стоек не только в воде, но и в разбавленных кислотах. [c.108]

С кислородом воздуха титан и цирконий энергично образуют диоксиды титан при 1200°, цирконий —при 650° С. В атмосфере азота оба горят, образуя нитриды типа 3N. Это очень твердые вещества переменного состава, с металлической проводимостью, температура плавления порядка 3000° С. Нитрид циркония — один из самых прочных в термодинамическом отношении нитридов. Состав его ZrNi изменяется от д = О до л = 0,42, энтальпия образования соответственно изменяется от —90,7 до —56,1 ккал ф.вес, а свободная энергия образования Д бивариантной системе — в зависимости от температуры и давления азота [49, стр. 251 ) [c.330]

Алюминий доступен, дешев и легко рафинируется. Однако из термодинамических данных следует, что ниже 1400° он восстанавливает TIO2 только до TIO. Во-вторых, вследствие образования с титаном твердых растворов и интерметаллических соединений при восстановлении алюминием можно получить только сплавы, содержащие 12— 29% Ti и до 0,3% кислорода. Реакция восстановления (56) имеет большой тепловой эффект, поэтому процесс можно проводить методом внепечной металлургии [c.269]

Титан ио своим термодинамическим свойствам является химически актпп-ным металлом. Однако на иоверхиости титана очень быстро образуется тонкая [c.191]

Титан является термодинамически очень активным металлом. Его равновесный электрохимический потенциал равен —1,63 В. Характерной особенностью титана является высокая склонность к пассивации в окислительных и нейтральных средах. Вследствие этого-его стационарный потенциал в ряде сред (например, в морской воде) положительнее потенциалов конструкционных материалов, т. е. для титана не опасна контактная коррозия. Как указывалось в гл. 2, титан обладает высокой стойкостью в растворах, содерл<аших ионы хлора, в окислительных кислотах, в нейтральных средах, в щелочах средних концентраций (до 20%). Титан неустойчив в смеси плавиковой кислоты с азотной, а также в неокисляющих кислотах при повышенной температуре, в расплавленных солях. [c.76]

Титан и его сплавы обладают очень высокой коррозионной стойкостью в морской воде, влажной морской и промышленной атмосфере. В этих средах скорость коррозии титановых сплавов не превышает 0,0001 мм/год. Несмотря на то, что титан относится к наи(5олее термодинамически [c.87]

Отрицательное влияние углерода на склонность к я.к. бьшо установлено при исследовании, конструкционной стали Х13ЮС в области температур до 1000°С [ 54 — 56] и объяснено окислением железохромистых карбидов (Ре, Сг)7Сз. В работе бьшо предложено два пути для исключения я.к. Первый состоит в понижении содержания углерода до значений меньших или весьма близких к его предельной растворимости в хромистом феррите при комнатной температуре. Этот путь трудно осуществим при массовом производстве сплавов. Второй путь состоит в том, чтобы легировать сталь элементами, образующими термодинамически стабильные и труднорастворимые карбиды в количествах, исключающих выделения карбидов хрома с железом. В качестве таких элементов бьши использованы титан и ниобий. Можно рассчитать минимально необходи- [c.95]

При применении нерастворимых анодов (платина, платинированный титан, сгаль 12Х18Н9Т) пассивное поведение серебра в первую очередь связано с термодинамической неустойчивостью электролита, при определенных значениях pH и потенциалов (рис. 80). [c.162]

Эффект стереорегулярности можно поэтому объяснить ориентацией мономера на новерхности кристаллической решетки катализатора либо в стадии образования я-комплекса с катализатором, либо в переходном состоянии. Такое представление делает понятной связь между кристаллической структурой катализатора и его стереоспецифичностью. Необходимо подчеркнуть, что образование макромолекулы изотактического строения является энергетически менее выгодным, так как в этом случае расстояния между ближайшими боковыми группами полимерной цепи оказываются наименьшими. При синтезе изотактических полимеров катализатор навязывает растущей цепи структуру, менее вероятную с термодинамической точки зрения. Поэтому для объяснения механизма стереоспецифичности недостаточно приписать твердому катализатору ориентирующую способность по отношению к растущей цепи. Детальная интерпретация этого явления требует сопоставления пространственных структур катализатора и мономера с микроструктурой полимера. Как полагает Косси [40], для системы пропилен—Ti lg—AlRg можно принять, что начало реакции происходит за счет вакантного места (дефекта) на новерхности кристаллической решетки катализатора (образование я-комплекса мономера с титаном), рост идет но связи Ti—С и снова возникает вакантное место при закреплении очередной молекулы мономера в составе растущей цепи [c.419]

ЖАРОСТОЙКАЯ СТАЛЬ - сталь, отличаюЕцаяся жаростойкостью. Стойка против интенсивного окисления на воздухе или в других газовых средах при т-ре выше 550° С. Используется с конца 19 в. Жаростойкость обусловлена наличием на поверхности Ж. с. плотной и тонкой пленки окислов, достаточно прочно сцепленной с осн. металлом. Пленка состоит преим. из окислов легирующих элементов — хрома, кремния и алюминия, термодинамически более стойких, чем окислы железа. Содержание этих элементов определяет класс Ж. с. (табл. 1). Хром, являясь осн. легирующим элементом Ж. с., повышает жаростойкость пропорционально увеличению его содержания (рис.). Никель способствует образованию аустенитной структуры (см. Аустенит). Стали с такой структурой легче обрабатывать, они отличаются хорошими мех. св-вами. Добавки кремния (более 2%) и алюминия (более 0,5%) ухудшают мех. св-ва стали. Титан, ниобий и тантал связывают углерод в карбиды, предотвращая выделение карбидов хрома, которое обедняет близлежащую металлическую основу хромом и приводит к уменьшению жаростойкости. Молибден и вольфрам (в небольших количествах) незначительно повышают жаростойкость, но уменьшают склонность стали к ползучести при высокой т-ре. Если молибдена содержится более 3—4%, жаростойкость стали резко ухудшается из-за образования нестойких и рыхлых его окислов. Церий и бе- [c.420]

КОРРОЗИОННОСТОЙКИЕ МАТЕРИА л Ы — материалы, отличающиеся повышенной коррозионной стойкостью. Различают К. ы. конструкционные (металлические, неметаллические, композиционные), используемые для изготовления конструкций, и защитные, предохраняющие металлические сооружения от коррозии. Материалы, обладающие повышенной хим. стойкостью к активным газовым средам при повышенных т-рах, обычно выделяют в разряд жаростойких материалов (см. также Коррозия металлов. Коррозия бетона, Защитные покрытия). К м е т а л л и ч е с к и м К. м. относятся стали, чугуны, сплавы на основе никеля, меди (бронзы, латуни), алюминия, титана, циркония, тантала, ниобия и др. Их стойкость против электрохимической коррозии в принципе можно повышать увеличением термодинамической стабильности или торможением катодного и анодного нроцессов. На практике повышения коррозионной стойкости технических сплавов обычно добиваются легированием, тормозящим анодный процесс, т. е. улучшающим пассивационные характеристики (см. Пассивирование), обусловливая возможность самопассивиро-вания сплава в условиях эксплуатации. Наиболее легко пассивируются хром и титан. Повышенная способность хрома к пассивации нри его введении в менее пассивирующиеся металлы, напр, железо, может передаваться сплаву. На этом принципе основано получение нержавеющих сталей. Чем больше введено хрома, тем выше коррозионная стойкость [c.625]

Большое влияние фазовой структуры на коррозионное поведение сплавов можно также иллюстрировать данными по исследованию сплава Т1—15 % Мо [42]. Сплавы этого состава после отпуска при 550 °С имеют двухфазную структуру (а- -р), где а-фаза имеет гексагональную решетку, свойственную чистому титану, а р-фаза — объемно центрированную кубическую. При коррозии двухфазного сплава в активном состоянии в 40 %-ной Н2504 а-фаза, более бедная молибденом и менее термодинамически стабильная, преимущественно растворяется, р-фаза, более устойчивая в этих условиях, накапливается на поверхности. Если р-фаза не представляет собой основного фона структуры, то ее накопление не приводит к образованию сплошного за- [c.65]

Молибден, имеющий сравнительно низкое водородное перепапряжение и достаточную термодинамическую стабильность по сравнению с титаном, можно, аналогично никелю в определенных условиях рассматривать и как катодную легирующую добавку в титановом сплаве. Таким образом, присадки молибдена, а также, повидимому, и вольфрама можно считать компонентами, повышающими катодную эффективность и одновременно воздействующими как легирующие добавки, повышающие собственную анодную пассивность титана. [c.252]

В зависимости от структуры металла и оксида поверхностный фазовый слой и.меет разнообразный характер. На некоторых металлах (цинк, кадмий, магний и др.) образуются рыхлые высокопористые слои, достигающие значительных толщин. На других металлах (алюминий, висмут, титан и др.) образуются плотные малопористые или беспористые слон, толщина которых не больше 1 мкм. В ряде случаев (например, на железе) образуются сплошные пленки, в которых под влиянием структуры металла-подложки, а также из-за действия поверхностных химических сил кристаллическая решетка искажена. Физико-хи.мические и термодинамические параметры таких пленок отличаются от параметров обычных объемных оксидов. Из-за наличия внутренних напряжений деформированной решетки такие п-ленни устойчивы только при незначительной толщине, примерно до 3—5 нм. [c.332]

Уменьшение скорости коррозии титана за счет введения в него молибдена проявляется при потенциалах, соответствующих областям термодинамической стабильности и пассивности молибдена. Следовательно, с одной стороны, присутствие молибдена в сплаве титан — молибден увеличивает термодинамическую стабильность сплава, а с другой — повышает защитные свойства поверхностных окисных пленок, благодаря чему затормаживается и процесс образования гидридов титана. В области потенциалов неустойчивого состояния молибдена (при потенциалах перепассивации и положительнее) благоприятное влияние оказывает титан, затормаживая процесс окисления молибдена (рис. 5). Производилось измерение толщины пленки в условиях анодной и катодной поляризации на сплаве титана, содержащем 30% молибдена в 40%-ном растворе серной кислоты при комнатной температуре [9]. Прп катодной поляризации (кривые 1, 1 ) увеличение плотности катодного тока в пределах до 100 мка/ся и снижение потенциала до —0,25 в почти пе изменяют толщины пленки ее значения остаются в пределах 50—60 А. При плотности тока выше 100 мка см толщина пленки увеличивается вдвое, но дальнейщее увеличение тока влияния почти не оказывает. Колебания толщины пленки в этом случае можно объяснить одновременным протеканием на поверхности сплава двух про- [c.72]

Давно известно, что скорость коррозии многих металлов значительно меньше в растворах сильных окислителей, чем в растворах окислителей более слабых. Сюда относятся такие металлы, как железо, хром, никель, титан, цирконий, алюминий и многие другие. Резкое уменьшение скорости коррозии (на несколько порядков) в сильных окислителях, казалось бы нротиворечаш ее термодинамическим свойствам металла и окислителя, называется пассивацией, а состояние металла — пассивным. [c.195]

Эфирные растворы LiAlHi термодинамически метастабильны и самопроизвольно разлагаются под каталитическим воздействием мелко раздробленных металлов (титан, железо, медь, алюминий, ртуть, серебро) и неметаллов (бор и кремний). Вследствие этого не исключено самопроизвольное разложение эфирных концентрированных растворов LiAlH4 под влиянием каталитических загрязнений. Такие растворы можно стабилизировать на многие месяцы добавлением мелкоизмельчеиного гидрида лития [2976] или хранением в инертной атмосфере [1431]. [c.97]

Титан относится к термодинамически неустойчивым металлам. Стандартный электродный потенциал ионизации металлического титана равен —1,21 В, если при растворении образуются ионы Т1 + [17 18]. Следовательно, титан должен был бы активно растворяться в воде с выделением водорода. Однако титан обладает исключительно высокой коррозионной стой-1ч0стью во многих агрессивных средах, включая кислоты. Этот феномен объясняется сильнейшей пассивируемостью титана. [c.23]