химический каталог




Цирконий. Химические и физические методы анализа

Автор С.В.Елинсон, К.И.Петров

их большим поперечным сечением захвата тепловых нейтронов, таких, как кадмий (or = 2550 барн), бор (в --- 755 барк), литий (а = 71 барн), некоторые редкие земли и т. д. Важное значение имеет содержание в цирконии гафния. Известно, что содержание гафния в цирконии, не подвергнутом специальной очистке, составляет приблизительно 1—2%. Присутствие в цирконии такого количества гафния (0 = 115 барн) увеличивает поперечное сечение захвата с 0,18 примерно до 1 барн.

Переходя к рассмотрению влияния, примесей на механические свойства циркония, следует отметить сильную зависимость этих свойств от содержания в нем, в первую очередь, газов. Так, по данным Маджа [5], примесь водорода в концентрации Ы0~8% уже придает цирконию заметную хрупкость. Твердость металла существенно повышается с увеличением содержания кислорода и азота [6):

Содержание кислорода, вес. % Твердость по Виккерсу

0,47 203

0,50 220

0,69 254

В работе (7) указывается, что коррозионная стойкость циркония значительно снижается при содержании в металле азота, углерода и кислорода. Содержание 0,05% углерода уже будет критическим, так как в этом случае цирконий быстро корродирует. Азот снижает коррозионную стойкость в большей степени, чем углерод или кислород (из этих трех элементов кислород считается наименее вредной добавкой).

2. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ЦИРКОНИЯ С ГАЗАМИ

При комнатной температуре цирконий устойчив к воздействию газов, но при температуре в несколько сот градусов он легко взаимодействует с водородом, кислородом и азотом.

Реакция с водородом начинается при температуре 300°, при температурах выше 400° цирконий энергично взаимодействует С кислородом и азотом,

Цирконий поглощает водород с образованием твердых растворов, являющихся фазами внедрения [81. Растворимость, изменяясь пропорционально $/ Р (Р — парциальное давление водорода), в определенном интервале значений Р уменьшается с увеличением температуры, что указывает на экзотермический характер реакции поглощения водорода цирконием.

Растворимость водорода в цирконии изучалась Холлом, Мартином и Рисом [91. Они установили, что при температуре 20э и атмосферном давлении она составляет — 240 см* водорода на 1 г циркония. При 400, 800 и 1100° эта величина соответственно равна 235, 160 и 40 см*/г.

Система цирконий—водород исследовалась неоднократно (10, 11, 121. При этом было обнаружено, что при содержании менее 5 ат. % водорода образуется твердый раствор с цирконием, а при более высоких концентрациях образуются следующие гидридные фазы: Zr4H, Zr2H, ZrH и ZrH2. Водород практически можно полностью удалить из циркония при температуре 800—900°. Однако при этих температурах отжига для снижения содержания водорода до малых концентраций (— 1 • 10~3 вес. %) необходимо, чтобы парциальное давление водорода над металлом не превышало 4-10-* — 2-Ю-3 мм рт. ст. [51.

Скорость взаимодействия циркония с кислородом зависит в первую очередь от температуры и величины зерна. Так, порошок циркония взаимодействует с кислородом уже при температуре 180° [1 ]; при 250° реакция протекает очень бурно и со взрывом. Компактный цирконий начинает поглощать кислород при температурах выше 700—850° [13, 14]. Наиболее бурно реакция происходит в начальной стадии окисления; в дальнейшем на цирконии образуется окисная пленка, обладающая защитными свойствами.

Система цирконий—кислород наиболее. детально изучена Домогалом и Макферсоном [22]. Ими установлено, что цирконий растворяет значительные количества кислорода, образуя устойчивый твердый раствор. Максимальная растворимость кислорода в а-цирконии составляет 29 ат. %, а в Р-цирконии — 10,5 ат. "о. При дальнейшем увеличении содержания кислорода происходит образование новой фазы, соответствующей составу Zr02.

Цирконий не взаимодействует с азотом при комнатной температуре. Реакция начинается при 400° и быстро развивается при 800°. Порошкообразный цирконий полностью поглощает азот уже при температуре 600° [16]. Наиболее благоприятные температуры для поглощения цирконием азота, так же как и кислорода, лежат в интервале 1000—1600°. Скорость взаимодействия циркония с азотом значительно меньше, чем с кислородом и водородом [17].

По некоторым данным, приведенным в монографии Миллера [1 ], азот в количестве до 20 ат. % образует твердый раствор с цирконием. При дальнейшем поглощении азота наряду с образованием твердого раствора возникает новая фаза — нитрид циркония 6

(ZrN). Поданным Гудьднера и Бутона [16], растворимость азота в цирконии несколько ниже и не превышает 13 ат. %.

Как и для кислорода, давление азота, находящегося в равновесии с насыщенным раствором азота в цирконии, весьма низко и при 1500° не превышает Ю-* атм. Это свидетельствует о том, что растворенный азот, как и кислород, невозможно полностью удалить путем нагревания циркония в вакууме.

3. ПОЛУЧЕНИЕ ЦИРКОНИЯ

Методы получения металлического циркония можно разбить на три группы: а) методы восстановления, б) методы термической диссоциации и в) электролитические методы.

Методы восстановления включа

страница 2
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96

Скачать книгу "Цирконий. Химические и физические методы анализа" (1.72Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
профнастил в рубцовске цена
купить биметаллические батареи отопления
пуф pebble
посуда konig international

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(06.12.2016)