тугоплавкие соединения

вольфрам
W
Элемент IV группы Периодич. системы; ат. н. 74, ат. м. 183,85; тугоплавкий тяжелый металл светло-серого цвета. Природный W состоит из смеси пяти стабильных изотопов:"Х 182W, ""W, 184W, I86W. Был открыт и выделен в виде WO₃ в 1781 г. швед, химиком К. Шееле. Металлич. W был получен восстановлением WO₃ углеродом в 1783 г. исп. химиками братьями д'Элуяр. W мало распространен в природе; его содержание в земной коре 1 • КГ4 мас. %. В свободном состоянии не встречается, образует собственные минералы, гл. обр., вольфраматы (соли вольфрамовых кислот с общей формулой лсН₂О • >>WO₃, из кот-рых пром. значение имеют вольфрамит (Fe, Mn)WO₄ (содержащий 74-76 % WO,) и шеелит CaWO₄ (-80 % WO,).
W имеет ОЦК решетку с периодом а = = 0,31647 нм; у = 19,3 г/см*; tm = 3400 + 20 ^оС; tfm = 5900 °С; Х20.с= 130,2 Вт/(м • К), р20.с= = 5,5 • 10"* Ом • см. Для кованого слитка а.= = 1,0-4,3 ГПа; НВ = 3,5-4,0 ГПа; Е= 350+ 380 ГПа для проволоки и 390-410 ГПа для монокристаллич. нити. При комн. темп-ре W малопластичен. В обычных условиях W химически стоек. При 400—500 ^оС компактный металл заметно окисляется на воздухе до WO₃. Галогены, сера, углерод, кремний, бор взаимодействуют с W при высоких темп-pax. С водородом W не реагирует до tm; с азотом выше 1500 °С образует нитрид. При обычных условиях W стоек к кислотам НСl, H₂SO₄, HNO, и HF, а также к царской водке. Валентность W в соединениях от 2 до 6, наиболее устойчивы соединения высшей валентности. W образует четыре оксида: высший — WO₃ (вольфрамовый ангидрид), низший - WO₂ и два промежуточных - W₁₀O₂, и W₄Olr С хлором W образует ряд хлоридов и оксихлоридов. Наиболее важные их них: WCl₆ (/1И = 275 ^оС, tfm= 348 °С) и WO₂Cl₂ (С_кип = 266 ^оС, выше 300 ^оС сублимирует) — получаются при действии хлора на WO, в присутствии угля. С серой W образует сульфиды WS₂ и WS,. Карбиды вольфрама WC (tm = 2900 ^оС) и W₂C (tm = 2750 °С) — тв. тугоплавкие соединения; образуются при взаимодействии W с углеродом при 1000-1500 °С.
Сырьем для пром. получения W служат вольфрамитовые и шеелитовые концентраты (50-60 % WO,). Из концентратов непосредственно выплавляют ферровольфрам (сплав Fe с 65-80 % W), использ. в произ-ве стали. Для получения W, его сплавов и соединений выделяют WO₃. В пром-сти применяют неск. способов получения WO₃. Шеелитовые концентраты разлагают в автоклавах р-ром соды при 180—200 ^оС (получают техн. р-р вольфрамата натрия) или соляной кислотой (получают техническую вольфрамовую к-ту):
= Na₂WO₄
CaWO₄(TB)
СаСО,(тв),
CaWO₄(TB) + 2НСl(ж) = H₂WO₄(TB) +
+ СаСl₂(р-р). ***#*
Вольфрамитовые концентраты разлагают либо спеканием с содой при 800-900 °С с последующим выщелачиванием Na₂WO₄ водой, либо обработкой при нагревании р-ром NaOH. При разложении щелочными агентами (содой или едким натром) образуется раствор Na₂WO₄, загрязн. примесями. После их отделения из р-ра выделяют H₂WO₄. Высушенный H₂WO₄ содержит 0,2—0,3 % примесей. Прокаливанием H₂WO₄ при 700—800 °С получают WO₃, а уже из него металлич. W и его соединения. При этом для произ-ва металлич. W дополнительно H₂WO₄ очищают аммиачным способом. Порошок W получают восстановлением WO₃ водородом, а также и углеродом (в произ-ве тв. сплавов) в трубчатых электрич. печах при 700—850 °С. Компактный металл получают из порошка способами порошковой металлургии в виде заготовок-штабиков, которые хорошо поддаются обработке давлением (ковке, волочению, прокатке и т.п.). Из штабиков методом бестигельной электроннолучевой зонной плавки получают также монокристаллы W.
W широко применяется в совр. технике в виде чистого металла и ряде сплавов, наиболее важные из которых легиров. конструкционные, быстрореж., инструмент. стали, тв. сплавы на основе карбида W, жаропрочные и нек-рые др. спец. сплавы (см. Вольфрамовые сплавы). Тугоплавкость и низкое давление пара при высоких темп-pax делают W незаменимым для деталей электровакуумных приборов в радио- и рентгенотехнике. В разных областях техники используют нек. хим. соединения W, напр. Na₂WO₄ (в лакокрасочной и текстильной пром-сти), WS₂ (катализатор в органич. синтезе, тв. смазка для трения).
[ http://metaltrade.ru/abc/a.htm]

Тематики

• металлургия в целом

Синонимы

• W

EN

• tungsten

микролегирование
Введение в металлич. сплав неб. (до 0,1 % его массы) добавок легир. элементов для изменения его св-в в нужном направлении, напр, для повышения прокаливаемое™ или хладостойкости конструкц., жаропроч. и коррозионно стойких никелевых сплавов. Часто в понятие «микролегирование» ошибочно включают процессы раскисления и модифицирования, отлич. механизмом влияния на структуру и св-ва стали и сплавов (см. Раскисание Fe, Модифицирование). Роль малых добавок при микролегир. проявляется преимущ. в рез-те их воздействия на тв. состояние металла (образование тв. р-ра внедрения или замещения; размер вторичных зерен; дисперсность, форму и распределение неметаллич, включений: строение границ и тонкую структуру зерен; снижение отриц. влияния вредных примесей). Теоретич. обоснованием эффективного влияния малых добавок легир. элементов на структуру и св-ва сталей и сплавов являются положения теории внутр. адсорбции в металлах, по к-рой обогащение дефектных участков (зон структурной неоднородности) металла нек-рыми примес. атомами сниж. их избыт, энергию. Положит, абсорбц. активность р-ренных примесей наз. горофильностью, а примеси, обладающие такой активностью, — горофиль-ными. Частный случай — межкристаллитная внутр. адсорбция, связ. с обогащением мик-рокристаллитных сочленений горофильными примесями. Напр., горофильные легир. элементы адсорбируются на границах зерен, уменьшают вредное влияние легкоплавких примесей (S, Pb, Sn, Bi), связывая их в тугоплавкие соединения.
Для м. стали и сплавов применяют тугоплавкие металлы (Zr, Ti, Nb, V), РЗМ (Се, La, Y и др.) и их смеси (ферроцерий, миш-металл), а тж. Al, Ca, Mg, В, Ва и N. Оптим..содержание РЗМ в сталях 0,02-0,05 %, бора в конструкц. сталях 0,001-0,002 %, в нерж. и жаропрочных — 0,0015-0,002 %. М. стали РЗМ используют для получения контролир. формы неметаллич. включений, снижения зональной и дендритной ликвации в крупных слитках.
[ http://metaltrade.ru/abc/a.htm]

Тематики

• металлургия в целом

EN

• microalloying

обессеребривание и деаурумизация свинца
Извлечение Ag и Аu из свинца присадкой в жидкую ванну металлического цинка (способ Паркеса), образующего с Ag и Аu нерастворимые в свинце тугоплавкие соединения Ag₂Zn₃ и Ag₂Zn₅, AuZn, Au₃Zn₅ и AuZn₃ с меньшим удельным весом, чем у свинца; в результе они всплывают на поверхность свинцовой ванны в виде пены, которую снимают шумовкой и т.п. и направляют на переработку (дистилляцию и купелирование). Так как сродство цинка к золоту больше сродства его к серебру, то образование химического соединения предшествует получению серебристой пены. Поэтому в первых порциях пены содержится большая часть золота. Если в свинце содержится медь, первая порция пены получается медистой. Ее собирают отдельно, т.е отдельно собирают золотистую пену.
[ http://metaltrade.ru/abc/a.htm]

Тематики

• металлургия в целом

EN

• lead desulverization and desaurumization

после́довательно-паралле́льное соедине́ние — послідо́вно-парале́льне злу́чення

после́довательно-паралле́льное соедине́ние — послідо́вно-парале́льне злу́чення

неметаллические включения
Инородные образования в жидких и тв. металлах и сплавах — хим. соединения металлов с неметаллами. Н. в. классифицируют по хим., минералогам, составу, происхождению. По хим. составу н. в. подразделяют на: алюминатные (осн. составляющая — Аl₂О₃); карбидные (Fe₃C, Мn₃С, СrС₂); карбонитридные [Ti(C,N), Nb(C,N)]; нитридные (TiN, AlN, ZrN, Cr₂N); оксидные (FeO, MnO, Cr₂O₃, Si02, Al₂O₃, MgO); силикатные (2СаО • SiO₂, 2MnO-SiO₂); сульфидные (FeS, MnS, CaS); оксисульфидные (MnS • MnO, FeS • FeO, CaS • FeO); фосфидные (Fe₃P, MnP₂).
По происхождению н. в. делятся на экзогенные, вносимые в металл извне шихтой, ферросплавами, огнеупорами, и эндогенные, образующ. в металле по ходу плавки, разливки, кристаллизации и в результате превращений в тв. фазе, взаимодействия металла со шлаком, огнеупорами, газ. фазой, с примесями, содержащими О, S, N, с раскислителями, легир. добавками. По способу образования н. в. разделяют на первичные, образующ. в жидком металле; вторичные, образующ. при кристаллизации; третичные, выделяющ. в тв. р-ре в результате рекристаллизации, диффузии, старения и т.п. Кол-во и размеры н. в. в металлах и сплавах зависят от способа произ-ва, методов рафинирования. Обычные стали и сплавы содержат 0,01-0,02 мас. % н. в., стали и сплавы, выплавл. в вакуумных печах, < 0,005 %, а наиб, чистые металлы, получ. методами э.-л. плавки и зонной очистки, <0,001 %. Крупные н. в. имеют размеры > 100 мкм, ср. 5-200 мкм, мелкие < 5 мкм. Н. в. отрицат. влияют на предел усталости, кач-во поверхности, свариваемость, обрабатываемость металла. Скопления н. в. и отдельные крупные н. в. служат концентраторами напряжений и вызывают разрушения при напряжениях < о, осн. металла. Мелкие и округлые н. в. менее опасны, чем пластинчатые или пленочные. Прочные и хрупкие н. в. оказывают более отриц. воздействие, чем пластичные. От наличия н. в. зависят длительная прочность жаропрочных сплавов при повышенных темп-рах, пределы пластичности и прочности. Н. в. образуют на поверхности металлич. изделий локальные гальванич. элементы (развитие электро-хим. коррозии при работе в корроз. средах), способствуют появлению усталостных трещин и микровыкрашиванию.
В литой стали н. в. присутствуют в виде глобулей и кристаллов, в кованой и катаной стали - в виде строчек, нитей, ориентиров, в направлении деформации. Глобулярные н. в. образуются из легкоплавких вещ-в, в первую очередь из железистых силикатов на основе соединений типа FeO • MnO. Тугоплавкие оксиды, нитриды, карбиды образуют н. в. в видеограненных кристаллов — оксиды Сг, Al, Zr, шпинели и т.п.
Интенсивность образования зародышей н. в. тем больше, чем меньше межфазное натяжение на границе металл—н. в., чем выше степень пересыщения, металла взаимодейств, элементами, напр, раскислителя с О, Сг и N. При образовании оксидных н. в. в них преимуществ, переходят компоненты, имеющие повыш. сродство к О и вызывающие наиб. снижение поверхн. натяжения на границе с исх. фазой. Легче зарождаются н. в. на готовых поверхностях раздела. Чем меньше угол смачивания н. в. подложки, тем больше возможность зарождения мелких н. в.
Удаление н. в. может происходить естеств. всплыванием к поверхности раздела металл-шлак и переходом в шлак при перемешивании ванны, либо в результате термич. диссоциации. При вакуумной плавке н. в. могут восстанавливаться углеродом:
МеО + [С] = СО + Me.
Методы оценки н. в. разделяются на металлографич., хим. и др. Для выделения н. в. из металла применяют кислотный метод: с помощью кислот растворяют металлич. основу. Метод замещения состоит в том, что с помощью Hg или Си переводят металлич. составляющую в р-р их солей. При использовании галоидных методов образцы обрабатывают в струе Сl, образуя Сl-соединения металла; сульфиды, карбиды, фосфиды, нитриды хлорируются и уносятся в токе газа, а оксидные н. в. остаются без изменения. Электролитич. методы состоят в анодном р-рении металлич. основы; нер-ряющиеся н. в. изолируют спец. мембранами. Выделенные н. в. взвешивают, определяют их масс, содержание в металле и проводят хим. анализ состава н. в.
Металлографич. оценку н. в. проводят на шлифах сравн. с эталонными шкалами включений определ. вида, загрязненность оценивают по баллам. Металлографич. метод используют и для кол-венного определ. н. в. с использ. автоматич. эл-нных оптич. счетчиков. Природу и состав н. в. определяют петрографич. методами и с помощью лазерного микрозонда. Фаз. состав и кристаллич. структуру н. в. определяют рентг.-структурными методами.
[ http://metaltrade.ru/abc/a.htm]

Тематики

• металлургия в целом

EN

• nonmetalic inclusions

порошковые материалы
Консолидиров. материалы, получ. из порошков; в литературе часто использ. наряду с «п. м.» термин «спеченные материалы», т.к. один из осн. способов консолидации порошков — спекание. П. м. называют тж. «металлокерамика» или «металлокерамические материалы».
Осн. преимущ. п. м. перед др. материалами, напр. литыми, — возможность получения материалов с уник, св-вами, сочетание в одном материале разнородных, не соединяемых др. способами компонентов и фаз, безотходность технологии и др. п. м. в зависимости от состава, структуры, способа изготовления и назначения подразделяют на: конструкц. (порошковые легиров. стали аустенит., феррит, и перлит, классов, композиц. материалы с металлич. и неметаллич. матрицей), износост. (тв. сплавы: WC-Co, WC-TiC-Co, WC-TiC-TaC-Со и безвольфрамовые TiC, MoC-Ni, с тв. до HRA 90), сверхтв. (синтетич. вещ-ва с ковалентной и ионной связью, в частности сложные бориды, силициды и др. соединения тугоплавких металлов с тв. > 20 ГПа); тугоплавкие (металлы с более высокой tm, чем у железа: V, W, Hf, Mo, Nb и др., а тж. кислородные и бескислородные соединения (алюминиды, бериллиды, бориды, карбиды, нитриды, силициды и др.) с tm > 1500 °С); антифрикц. с металлич., графитовой и полимерной матрицей и спец. антифрикц. добавками (напр., Bi, Pb, MoS₂); фрикц., магн. (магн.-мягкие, магн.-тв., магн.-стрикц., термомагн. и др.), резистивные, термоэлектрич. (для непосредств. преобразования тепловой энергии в электрич. или, наоборот, электрич. в тепловую), термоэмисс. и др.
[ http://metaltrade.ru/abc/a.htm]

Тематики

• металлургия в целом

EN

• powders materials