» » Тантал и ниобий

Тантал и ниобий

Тантал и ниобий
Соседи вольфрама и молибдена по периодической системе названы именем гордого царя Тантала и его дочери Ниобы, восставших против богов и в наказание обреченных на вечные муки.

Когда в 1801 г. химик Эксберг нашел в минералах Скандинавского полуострова новый элемент, который из-за высокой химической стойкости ему было мучительно трудно выделить он назвал его танталом. В 1844 г. химик Розе доказал, что танталоносные минералы содержат обычно еще один родственный ему по свойствам элемент, его назвали ниобием.

Муки и слезы химиков стали со временем надеждой и радостью хирургов, электротехников и конструкторов гиперзвуковых и космических кораблей.

Тантал представляет собой тугоплавкий (3030 С) и тяжелый (16,6 г/см3) серо-стальной металл. Он тверд и вместе с тем высоко пластичен. Он сочетает в себе химическую стойкость платины (поэтому его и было трудно выделить) и деформируемость золота, которое легко прокатывается в тончайшие листки. Тантал нерастворим в кислотах и многих их смесях. Не растворяет его и «царская водка», растворяющая другие металлы. Только смесь плавиковой и азотной кислот разъедает тантал. В организме человека тантал не корродирует и не раздражает живую ткань, поэтому он применяется в костной и пластической хирургии. Он проводит ток почти так же, как и нервные волокна, и может заменять поврежденные нервы. Им сшивают кровеносные сосуды и нервы, прикрывают повреждения черепной коробки и т. д. Он позволяет решать хирургические задачи, недавно относившиеся к области мечты и фантастики.

В электронике тантал и ниобий применяются в катодах, анодах и сетках радиоламп, а также в виде особой комбинации, называемой криотронным элементом, в сверхпроводниковых ячейках памяти вычислительных машин.

Весьма стойкий при нормальных температурах тантал при нагреве выше 700° С начинает интенсивно окисляться. В авиационных и ракетных конструкциях тяжелый тантал и его сплавы применяются относительно редко. Сообщалось, например, что из тантал-вольфрамового сплава (90% Та, 10% W), который при 1650° С в-4 раза прочнее тантала, делают сопла ракет, а также что он может быть использован для обшивки космических летательных аппаратов, возвращающихся на Землю.

Ниобий более легок (8,6 г/см3) и более легкоплавок (2450°С), чем тантал. Все же он и его сплавы сохраняют значительную прочность при столь высоких температурах, когда железные и никелевые сплавы уже расплавлены. Он обладает высокой химической стойкостью при нормальной и слегка повышенной температуре в атмосфере, морской воде, азотной кислоте и многих других средах. Но начиная с 400° С на воздухе он интенсивно окисляется, хотя и не так быстро, как молибден. Для защиты его от окисления применяют различные поверхностные покрытия. Например, сообщалось о хорошей защите, получаемой окунанием деталей из ниобия в расплавленный цинк с последующим нагревом. Защитные покрытия обеспечивают возможность длительной работы деталей при температурах до 1100° С, а иногда до 1200° С. Кратковременно детали из ниобиевых сплавов могут работать при нагреве до 1450—1500° С без защитного покрытия.

В космических просторах повышенная окисляемость ниобия уже не имеет значения.

В основном предполагается применять ниобиевые сплавы в космических летательных аппаратах. За границей из ниобиевых сплавов собираются изготовлять передние кромки, где температура может достичь 1650° С, трубы атомных реакторов, особенно теплообменников, заполненных жидкими щелочными металлами, антенны, а также детали турбореактивных двигателей, работающие при температурах 760— 1650° С.

Дата: 29-03-2010, 22:24
Категория: Технологии

Добавить комментарий