WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаХімія → Титан - Реферат

Титан - Реферат

корозії? Справа в тім, що реакцій титану з багатьма елементами відбуваються тільки при високих температурах. При звичайних температурах хімічна активність титану надзвичайно мала і він практично не вступає в реакції. Зв'язано це з тим, що на свіжій поверхні чистого титану, як тільки вона утвориться, дуже швидко з'являється інертна, що добре зростається з металом найтонша (у трохи ангстрем (1А=10-10м) плівка диоксидe титану, що охороняє його від подальшого окислювання. Якщо навіть цю плівкузняти, то в будь-якім середовищі, що містить чи кисень інші сильні окислювачі (наприклад, в азотній чи хромовій кислоті), ця плівка з'являється знову, і метал, як говорять, нею "пасивується", тобто захищає сам себе від подальшого руйнування.
Розглянемо трохи докладніше поводження чистого титану в різних агресивних середовищах. Протистоїть титан і ерозійної корозії, що відбуває в результаті сполучення хімічного і механічного впливу на метал. У цьому відношенні він не уступає кращим маркам нержавіючих сталей, сплавам на основі міді й інших конструкційних матеріалів. Добре протистоїть титан і усталостной корозії, що виявляється часто у виді порушень цілісності і міцності металу (розтріскування, локальні вогнища корозії і т.п.). Поводження титану в багатьох агресивних середовищах, у таких, як азотна, соляна, сірчана, "царська горілка" і інші кислоти і луги, викликає подив і замилування цим металом.
В азотній кислоті, що є сильним окислювачем, у якому швидко розчиняються дуже багато металів, титан винятково стійкий. При будь-якій концентрації азотної кислоти (від 10 до 99%-ний), при будь-яких температурах швидкість корозії титану не перевищує 0,1-0,2 мм/рік. Небезпечна тільки червона азотна кислота, що димить, пересичена (20% і більш) вільними диоксидами азоту: у ній чистий титан бурхливо, з вибухом, реагує. Однак варто додати в таку кислоту хоча б небагато води (1-2% і більш), як реакція закінчується і корозія титану припиняється.
У соляній кислоті титан стійок лише в розведених її розчинах. Наприклад, у 0,5%-ний соляній кислоті навіть при нагріванні до 100° С швидкість корозії титану не перевищує 0,01 мм/рік, у 10%-ний при кімнатній температурі швидкість корозії досягає 0,1 мм/рік, а в 20%-ний при 20° С-0,58 мм/рік. При нагріванні швидкість корозії титану в соляній кислоті різко підвищується. Так, навіть у 1,5%-ний соляній кислоті при 100° С швидкість корозії титану складає 4,4 мм/рік, а в 20%-ний при нагріванні до 60° С - уже 29,8 мм/рік. Це порозумівається тим, що соляна кислота, особливо при нагріванні, розчиняє плівку, що пасивує, диоксида титану і починається розчинення металу. Однак швидкість корозії титану в соляній кислоті при всіх умовах залишається нижче, ніж у нержавіючих сталей.
У сірчаній кислоті слабкої концентрації (до 0,5-1% ) титан стійок навіть при температурі розчину до 50-95° С. Стійок він і в більш концентрованих розчинах (10-20%-них) при кімнатній температурі, у цих умовах швидкість корозії титану не перевищує 0,005-0,01 мм/рік. Але з підвищенням температури розчину титан у сірчаній кислоті навіть порівняно слабкої концентрації (10-20%-ний) починає розчинятися, причому швидкість корозії досягає 9-10 мм/рік. Сірчана кислота, так само як і соляна, руйнує захисну плівку диоксиду титану і підвищує його розчинність. Її можна різко понизити, якщо в розчини цих кислот додавати визначена кількість азотної, хромової, марганцевий кислот, з'єднань чи хлору інших окислювачів, що швидко пасивують поверхня титану захисною плівкою і припиняють його подальше розчинення. От чому титан практично єдиний метал, що не розчиняється в "царській горілці": у ній при звичайних температурах (10-20° С) корозія титану не перевищує 0,005 мм/рік. Слабко коризує титан і в киплячій "царській горілці", але ж у ній, як відомо, багато металів, і навіть такі, як золото, розчиняються майже миттєво.
Дуже слабко коризує титан у більшості органічних кислот (оцтової, молочної, винної), у розведених лугах, у розчинах багатьох хлористих солей, у фізіологічному розчині. А от з розплавами хлоридів при температурі вище 375° С титан взаємодіє дуже бурхливо.
У розплаві багатьох металів чистий титан виявляє дивну стійкість. У рідких гарячі магнії, олові, галії, ртуті, літії, натрії, калії, у розплавленій сірці титан практично не коризує, і лише при дуже високих температурах розплавів (вище 300-400° С) швидкість його корозії в них може досягати 1 мм/рік. Однак є чимало агресивних розчинів і розплавів, у яких титан розчиняється дуже інтенсивно. Головний "ворог" титану - плавикова кислота (HF). Навіть у 1%-ному її розчині швидкість корозії титану дуже висока, а в більш концентрованих розчинах титан "тане", як лід у гарячій воді. Фтор - цей "руйнуючий усе" (гречок.) елемент - бурхливо реагує практично з усіма металами і спалює їх.
Не може протистояти титан кремнефтористоводородной і фосфорної кислотам навіть слабкої концентрації, перекису водню, сухим хлору і брому, спиртам, у тому числі спиртовій настойці йоду, розплавленому цинку. Однак стійкість титану можна збільшити, якщо додати різні окислювачі - так називані інгібітори, наприклад у розчини соляної і сарною кислот - азотну і хромову. Інгібіторами можуть бути й іони різних металів у розчині: залізо, мідь і ін.
У титан можна вводити деякі метали, що підвищують його стійкість у десятки і сотні разів, наприклад до 10% цирконію, гафнію, танталу, вольфраму. Введення в титан 20-30% молібдену робить, цей сплав настільки стійким до будь-яких концентрацій соляний, сарною й іншими кислотами, що він може замінити навіть золото в роботі з цими кислотами. Найбільший ефект досягається завдяки добавкам у титан чотирьох металів платинової групи: платини, палладія, родію і рутенію. Досить всього 0,2% цих металів, щоб знизити швидкість корозії титану в киплячих концентрованих соляний і сарною кислотах у десятки разів. Слід зазначити, що шляхетні платиноїди впливають лише на стійкість титану, а якщо додавати їх, скажемо, у залізо, алюміній, магній, руйнування і корозія цих конструкційних металів не зменшуються.
Фізичні і механічні властивості титану
Титан дуже тугоплавкий метал. Довгий час вважався, що він плавиться при 1800° С, однак у середині 50-х рр. англійські вчені Діардорф і Хейс установили температуру плавлення для чистого елементарного титану. Вона склала 1668±3° С. По своїй тугоплавкості титан уступає лише таким металам, як вольфрам, тантал, ніобій, реній, молібден, платиноїди, цирконій, а
Loading...

 
 

Цікаве