|
|
Большая Советская Энциклопедия (цитаты)
|
|
|
|
|
Тугоплавкие металлы | Тугоплавкие металлы (далее Т), по технической классификации — металлы, плавящиеся при температуре выше 1650—1700 °С; в число Т (таблица) входят титан , цирконий , гафний ( группа периодической системы), ванадий , ниобий , тантал ( группа), хром , молибден , вольфрам ( группа), рений ( группа). Все эти элементы (кроме ) относятся к редким металлам, a — к рассеянным редким металлам. (Высокой температурой плавления характеризуются также металлы группы и но они по технической классификации не относятся к Т)
Т
Название
|
знак
|
номер
|
Внешняя электронная оболочка
|
Температура плавления
|
|
Gf
|
22
23
24
40
41
42
72
73
74
75
|
3d2 4s2
3d3 4s2
3d5 4s1
4d2 5s1
4d4 5s1
4d5 5s1
5d2 6s2
5d3 6s2
5d4 6s2
5d5 6s2
|
1688
1900
1903
1852
2500
2620
2222
2996
3410
3180
|
Т имеют близкое электронное строение и являются переходными элементами с достраивающимися d-oболочками (см. табл.). В межатомных связях Т участвуют не только наружные s-электроны, но и d-электроны, что определяет большую прочность межатомных связей и, как следствие, высокую температуру плавления, повышенные механические прочность, твердость, электрическое сопротивление. Т имеют близкие свойства. Переменная валентность Т обусловливает многообразие их соединений; они образуют металлоподобные тугоплавкие твердые соединения.
В природе Т в свободном виде не встречаются, в минералах часто изоморфно замещают друг друга: изоморфно ассоциирован с , с , с ; разделение этих пар — одна из весьма трудных задач технологии, решаемая обычно методами экстракции или сорбции из растворов либо ректификации
Физические и свойства. решетки Т группы и гексагональные, остальных, а также выше 882 °, выше 862 ° и выше 1310° — объемно-центрированные кубические. , и — относительно легкие металлы, а самые тугоплавкие из всех металлов — и — по плотности уступают лишь , lr и . Чистые отожженные Т — пластичные металлы, поддаются как горячей, так и холодной обработке давлением, особенно хорошо — Т и групп. Для применения Т важно, что благоприятные механические свойства их и сплавов на их основе сохраняются до весьма высоких температур; это позволяет рассматривать их, в частности, как жаропрочные конструкционные материалы. Однако механические свойства Т в значительной мере зависят от их чистоты, степени деформации и условий термообработки. Так, и его сплавы даже при малом содержании некоторых примесей становятся непластичными, a , имеющий высокий модуль упругости, подвержен сильному наклепу, вследствие чего даже при небольшой степени деформации его необходимо отжигать. Особенно сильно на свойства Т влияют примеси (исключая ), (для металлов и групп), присутствие которых делает Т хрупкими. Характерные свойства всех Т— устойчивость к действию воздуха и многих агрессивных сред при комнатной температуре и небольшом нагревании и высокая реакционная способность при больших температурах, при которых их следует нагревать в вакууме или в атмосфере инертных к ним газов. Особенно активны при нагревании Т и групп, на которые действует также причем при 400—900 ° он поглощается с получением хрупких гидридов, а при нагревании в вакууме при 700—1000 ° вновь выделяется; этим пользуются для превращения компактных металлов в порошки путем гидрирования (и охрупчивания) металлов, измельчения и дегидрирования. Т группы и менее активны (их активность падает от к ), они не взаимодействуют с a — и с взаимодействие с начинается лишь выше 1500 °, а — выше 2000 °. Т способны образовывать сплавы со многими металлами.
Получение. Примерно 80—85% , , (США, 1973) и значительные количества других Т, кроме , и , получают из рудных концентратов или технических окислов алюмино- или силикотермическими способами в виде ферросплавов для введения в стали с целью легирования; концентраты при этом предварительно обжигают. Чистые Т получают из рудных концентратов по сложной технологии в 3 стадии: вскрытие концентрата, выделение и очистка соединений, восстановление и рафинирование металла. Основой производства компактных , , и и их сплавов является порошковая металлургия, которая частично используется в производстве и др. Т В металлургии всех Т все шире применяют дуговую, электроннолучевую и плазменную плавки. Т и сплавы особо высокой чистоты производят в виде монокристаллов бестигельной электроннолучевой или плазменной зонной плавкой. Полуфабрикаты из Т — листы, фольгу, проволоку, трубы и т.д. изготовляют обычными методами обработки металлов давлением с промежуточной термообработкой.
Применение. Огромное значение Т, сплавов и соединений связано с их исключительно благоприятными свойствами и сочетаниями свойств, характерными для отдельных Т Важнейшая область применения большинства Т — использование их в виде сплавов в качестве жаропрочных материалов, прежде всего в самолетостроении, ракетной и космической технике, энергетике, высокотемпературной технике. Детали из сплавов Т при этом обычно предохраняют жаростойкими покрытиями.
Т и их сплавы используются в качестве конструкционных материалов также в машиностроении, морском судостроении, электронной, электротехнической, промышленности и в др. отраслях техники. Широкое применение находят окислы и многие др. соединения Т Более подробно о свойствах, способах получения и практического использовании Т см. в статьях об отдельных элементах и их сплавах.
Лит.: Тугоплавкие материалы в машиностроении. Справочник, М., 1967; Основы металлургии, т. 4, М., 1967; Савицкий Е. М., Бурханов Г. С., Металловедение сплавов тугоплавких и редких металлов, 2 изд., М., 1971; Крупин А. В., Соловьев В. Я., Пластическая деформация тугоплавких металлов, М., 1971; 3еликман А. Н., Меерсон Г. А., Металлургия редких металлов, М., 1973; Савицкий Е. М., Клячко В. С., Металлы космической эры, М., 1972; и технология редких и рассеянных элементов, т. 1—2, М., 1965—69; "Engineering and Mining Journal", 1974, v. 175, March.
О. П. Колчин. |
Для поиска, наберите искомое слово (или его часть) в поле поиска
|
|
 |
 |
 |
|
|
|
Новости 23.12.2024 03:55:08
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
