難溶金屬——鈦和鋯

1 鈦和鋯的性質

鈦和鋯的熔點都很高,屬于難熔金屬。此外,它們的共同特性是:密度、膨脹系數(shù)、逸出功以及在真空中的蒸發(fā)率都較小。

鈦和鋯的導熱率都很小，但它們的電阻率卻高于其他金屬。鈦和鋯的最重要的性能就是它們能夠吸收氣體，并且在很大的溫度變化范圍內不放出來。鈦和鋯吸收氣體之后,脆性增大,延伸率變小。

去氣以后的鋯能可靠的吸收02、00、00，、N2,并形成固溶體或化合物;在400℃時已經(jīng)能顯著地吸收氣體，隨著溫度的增加，鋯吸收上述氣體的活性也增大。

鋯能溶解大量的氫,在大氣壓強下,溶解氫的體積可超過本身體積的1000倍。鋯在300℃時開始吸收氫,且溶解度隨溫度升高而增加;但在800℃以后,鋯又開始放出氫氣。由于Zr在氫氣爐中加熱時能急劇改變性質,所以不能在氫氣爐中預去氣。

要注意!干燥的鋯粉容易自燃和爆炸，因此在保存或運輸時，必須保持潮濕狀態(tài)。

鈦也和鋯一樣具有吸收各種氣體的能力，所不同的是它不象鋯那樣會爆炸。

在700℃時鈦能很好地吸收O2、N2、0O?。在室溫下,1g 鈦能吸收407mL氫,在1000℃時,能吸收66mL氫,生成固溶體。鈦也能很好地吸收水蒸氣。鈦吸收大量氣體后,就變得很脆了。

鈦(在500~600℃時)和鋯(在600~800℃時)都能大量吸收氮氣。

鈦和鋯都能受氫氟酸與硝酸混合液的腐蝕。

2 鈦和鋯的應用

鈦和鋯材料是真空技術中廣泛用于獲得和維持真空的重要手段;常用抽速2100L/s鈦升華泵來維持超高真空度;鈦粉和鋯粉經(jīng)過燒結處理之后,不僅能作吸氣劑,而且還因具有較高的熱輻射系數(shù)，使熱量更迅速散除。鋯的氧化物ZrO:和硅酸鋯(ZrSiOs)是金屬鹵化物燈的冷端保溫涂層材料。具有延性的鈦和鋯能制作耐高溫的結構零件,同時起到吸氣作用。