- •Глава 1. Основы теплообмена
- •1.1. Радиационное охлаждение
- •1.3. Перенос тепла в теплозащитном покрытии (тзп)
- •1.3.1. Пористое охлаждение
- •1.4. Физико-химические основы разрушения теплозащитных материалов
- •1.5. Немного о графите
- •1.6. Радиационный теплообмен
- •Глава 2. Особенности работы рдтт
- •Глава 3. Композиционные материалы
- •3.1 Межфазное взаимодействие
- •3.1.1 Армирующие волокна
- •3.1.2. Матричные материалы
- •3.2. Полимерные матрицы
- •3.3 Адгезия в твердых полимерах
- •3.4 Межфазовые взаимодействия в км
- •3.1 Смачивание
- •10. Схема смачивания:
- •Глава 4. Полимерные пластики
- •4.1. Стеклопластики
- •4.1.1 Методы изготовления стеклопластиковых изделий
- •4.1.2 Связующие
- •4.1.3. Стекловолокнистые
- •4.1.4. Свойства стеклопластиков
- •4.2. Органопластики
- •4.2.1. Синтетические волокна
- •4.2.2. Другие искусственные волокна
- •4.2.3. Высокопрочные органические волокна
- •4.3.1. Порядок изготовления корпуса
- •Глава 5
- •5.1. Армирующие волокна
- •Температурная зависимость модуля упругости и прочности волокон
- •Сравнительные характеристики волокон
- •Свойства борных волокон, произведенных в разных станах
- •5.2. Металлические матрицы
- •5.2.1. Матрицы на основе алюминия
- •5.2.2. Системы al—в и алюминий – борсик
- •Глава 6
- •6.1. Физические свойства
- •6.2. Изменение свойств
- •Основные свойства и реакции графита
- •6.4. Получение
- •Важнейшие исходные материалы:
- •6.4.1. Характеристика исходных материалов и
- •6.5. Углеродные волокна
- •6.5.1. Некоторые свойства углеродных волокон
- •Механические свойства некоторых углеродных волокон
- •Физические свойства углеродных волокон
- •Свойства некоторых пкм с волокнистыми наполнителями
- •6.6. Углепластики
- •6.6.1. Технология изготовления углепластиков
- •6.6.1.1. Метод прямого прессования
- •6.6.1.2. Метод намотки
- •Механические свойства вольфрамовой проволоки
- •Характеристики умп
- •6.7.1. Технология изготовления углеметаллопластиков
- •Режимы резания
- •Теплофзические свойства углеметалопластиков
- •Режимы резания
- •Теплофзические свойства углеметалопластиков
- •6.8. Углерод-углеродные композиционные материалы
- •6.8.1. Краткое описание технологии получения раструба из уукм
- •6.8.2. Пластинчатый пирографит
- •Глава 7: получение изделий методами порошковой металлургии
- •7.1.Методы получения и свойства металлических порошков
- •7.1.1. Свойства металлических порошков
- •7.1.1.1. Физические свойства
- •7.1.1.2. Методы исследования гранулометрического состава порошков.
- •7.1.1.3. Форма частиц
- •7.1.1.4. Микротвердость
- •7.1.1.5. Удельная поверхность
- •7.1.1.6. Состояние кристаллической структуры металлических порошков
- •7.2. Технологические свойства порошков
- •7.2.1. Насыпной вес
- •7.2.2. Текучесть порошков
- •7.2.3. Прессуемость
- •7.3. Производство порошков
- •7.3.1. Метод восстановления
- •7.3.1.1. Физико–химические
- •7.3.1.2. Восстановление газами и углеродом
- •7.3.2. Получение порошков электролизом
- •7.3.3. Методы механического дробления
- •7.3.4. Распыление расплавов металлов и сплавов
- •7.4. Прессование порошков
- •7.5. Спекание порошков.
- •7.6. Вольфрам
- •7.6.1. Химические свойства вольфрама
- •7.6.2. Разрушение вольфрама под действием
- •7.6.3. Действие горячих газов на вольфрам
- •7.7. Псевдосплавы на основе
- •7.7.1. Технология изготовления облицовки из псевдосплава авмг
- •7.7.1.1. Недостатки технологии
- •7.7.2. Псевдосплав вндс-1
- •7.7.2.1. Технология получения вндс
- •1. Как и в случае с авмг, производятся такой же химический и другие анализы порошков.
- •7.7.2.2. Пропитка пористой
- •Глава 8
- •8.1. Карбиды
- •8.1.1. Карбид кремния
- •8.1.2. Силицированныи графит
- •8.1.3. Карбид титана
- •8.1.4. Карбид бора
- •8.2. Нитриды
- •8.2.1. Получение нитридов
- •8.2.2. Нитриды бора и кремния
- •8.2.3. Нитриды бериллия и алюминия
- •8.2.4. Нитриды скандия, иттрия,лантана и редкоземельных элементов
- •8.2.5. Нитриды титана,циркония и гафния
- •8.2.6. Физико-механическиеи химические свойства нитридов
- •8.2.7. Области применениябескислородной керамики
- •Глава 9
- •9.1. Сплавы на основе алюминия
- •9.1.1 Деформируемые алюминиевые сплавы
- •9.1.1.2. Конструкционные свариваемые сплавы
- •9.1.1.3. Сплавы, упрочняемыетермической обработкой
- •9.1.1.4. Высокопрочные сплавы
- •9.1.1.5. Жаропрочные сплавы
- •9.1.1.6. Ковочные сплавы
- •9.1.1.7. Литейные сплавы
- •9.1.2. Композиционные сплавы
- •9.2. Бериллии и его сплавы
- •9.2.1. Минералы бериллия
- •9.2.2. Свойства бериллия
- •9.2.3. Сплавы бериллия
- •9.3.1. Краткие исторические сведения
- •9.3.2. Получение титана. Его свойства
- •9.3.3. Промышленные титановые сплавы
- •9.3.3.1. Деформируемые сплавы
- •Свойства жаропрочных сплавов
- •9.3.3.2. Литейные сплавы
- •9.4. Ниобии и его сплавы
- •9.4.1. Краткие исторические сведения
- •9.4.2. Сырьевые источники
- •9. 4. 3. Физические свойства ниобия
- •9.4.4. Химические свойства ниобия
- •9.4.5 Коррозионные свойства
- •9.4.6 Сплавы ниобия и их свойства
- •9.4.7 Конструкционные сплавы
- •9.4.7.1. Сплавы низкой прочности
- •9.4.7.2. Сплавы средней прочности
- •9.4.7.3. Сплавы высокой прочности
- •9.4 7.4. Прецизионные сплавы
- •9.4.8. Применение ниобия и его сплавов
- •9.5. Молибден
- •9.5.1. Краткие исторические сведения
- •9.5.2. Свойства молибдена
- •Физико-механические свойства молибдена
- •9.5.3. Минералы, руды и рудные концентраты
- •9.5.4. Способы переработки
- •9.6 Тантал и его сплавы
- •9.6.1 Краткие исторические сведения
- •9.6.2 Физико-механические свойства
- •9.6.3 Минералы, руды и рудные концентраты
- •9.6.4 Получение тантала
- •9.6.5 Сплавы тантала
- •Химический состав и механические свойства жаропрочных танталовых сплавов
- •9.6.6. Области применения
- •9.7. Ванадий и его сплавы
- •9.7.1. История открытия ванадия
- •9.7.2. Определение ванадия
- •9.7.3. Свойства ванадия
- •Химический состав металлического ванадия
- •Механические свойства ванадия
- •9.7.4. Сплавы ванадия
- •9.7.5. Применение ванадия и его сплавов
- •9.8. Цирконий
- •9.8.1. Свойства циркония
- •Физические свойства циркония
- •9.8.2. Области применения циркония
- •9.8.2.1. Атомная энергетика
- •9.8.2.2. Пиротехника и производство боеприпасов
- •9.8.2.3. Машиностроение
- •9.8.3. Производство сталей и сплавов
- •9.8.4. Производство огнеупоров, фарфора,
- •9.8.5. Прочие области применения
- •9.8.6. Минералы, руды и рудные концентраты
- •9.8.7. Способы получения циркония
- •Глава 1. Основы теплообмена
9.7.2. Определение ванадия
Ванадий широко распространен в природе, содержание его - около 0,02 % от веса земной коры, то есть примерно столько же, сколько цинка и никеля. Однако, будучи более распространенным, он присутствует в виде следов во многих рудах. Собственные руды ванадия очень редки. Небольшое количество его найдено в железных, свинцовых, свин- цово-цинковых, свинцово-медных и алюминиевых рудах. Практически весь ванадий земной коры находится в ее твердой оболочке - литосфере - в изверженных породах, где он, вследствие близости ионных радиусов V3+ и Fe3+, изоморфно замещает катион железа.
Получение чистого ванадия сопряжено с большими трудностями ввиду повышенной реакционной способности металла, имеющей место при высокой температуре по отношению к кислороду, азоту и некоторым другим элементам. Большинство методов получения металлического ванадия сводится к восстановлению его окислов или галогени- дов (главным образом хлоридов) различными восстановителями.
У атомов ванадия характерное для переходных элементов строение: их валентные электроны расположены в двух внешних слоях, в периферийном слое два электрона. Из оболочки 3d3 в определенных условиях ванадий отдает еще до трех электронов. Валентность ванадия в соединениях - II, III, IV и VI. Валентность его в обычных условиях наиболее стабильна. Электронная формула ванадия: ls22s22p63s23p63d34s2.
Ванадий - тугоплавкий металл серого цвета, твердый, но хорошо поддающийся механической обработке. Образует кубическую объемно-центрированную кристаллическую решетку.
9.7.3. Свойства ванадия
В компактном состоянии ванадий весьма устойчив к действию различных реагентов. Растворяется в плавиковой кислоте HF и тех кислотах, которые являются сильными окислителями: в HN03, царской водке. Растворы щелочей на него не действуют, однако расплавленные щелочи постепенно растворяют его. В виде порошка при нагревании он энергично реагирует с кислородом, хромом и серой. Способен поглощать большое количество водорода. При температуре до 300 °С он может поглотить 157 см3/г водорода с образованием гидрида, который разлагается при 900 °С в вакууме. Азот также поглощается ванадием: нитрид ванадия разлагается при температуре выше 2 000 °С.
В табл. 49 приведены некоторые физические свойства ванадия.
Ванадий химически относительно активен. Чистый металл, не содержащий нитридов и карбидов, он пластичен. Его можно легко протягивать в проволоку и прокатывать в листы и тонкую фольгу при обычной температуре. Металл, содержащий нитриды и карбиды. тверд и хрупок. Компактный металл при обычной температуре даже во влажном воздухе остается блестящим. При нагревании на воздухе и в кислороде сначала темнеет, изменяя цвет, покрывается окислом различной степени окисления и, наконец, сгорает в V2O5.
Таблица 49
Некоторые физические свойства природных изотопов ванадия
Свойства |
Единица измерения |
Количественные значения |
Порядковый номер |
|
23 |
Атомная масса |
|
50,95 |
Атомный радиус |
Å |
1,3112 |
Ионный радиус 25+ |
Å |
0,4 |
Изотопы природные |
|
47,48,49,50,51,52 |
Плотность |
кг/м3 |
6100 |
Температура плавления |
оС |
1900±25 |
Температура кипения |
оС |
3000 |
Твердость по Бринеллю |
МПа |
3600 |
Скрытая теплота плавления |
Дж/кг |
335,04·103 |
Удельная теплоемкость |
Дж/(кг·К) |
0,48·103 (при 0…100 оС) |
Удельное электросопротивление |
Ом·м |
26·108 (после холодной обработки) |
Коэффициент термического расширения |
1/град., 106 |
9,6 ·106 (при 20…500 оС) |
Коэффициент теплопроводности |
Вт/(м·К) |
31 |
Поперечное сечение захвата тепловых нейтронов |
м2 |
45±0,9 |
Что касается механических свойств ванадия, то они очень зависимы от наличия примесей внедрения. В целях производства ванадия в лабораторных или промышленных количествах применяются следующие методы:
1. Прямое восстановление V2О5 кальцием (основной метод производства в промышленном масштабе).
2. Восстановление VCl3 магнием.
3. Алюмотермическое восстановление V2O5.
Четвертым методом - разложением VJ2 на горячей проволоке (процесс Ван Арксия) - получают в небольших количествах ванадий высокой чистоты. В связи с тем что давление пара VJ2 низкое, этот процесс сейчас можно использовать только в лабораторных масштабах.
Первым и вторым способами получают более чистый ванадий. Из-за взаимодействия алюминия и кислорода третий способ менее перспективен для получения ванадия высокой чистоты. Однако низкая цена продукта обусловливает перспективность этого способа для производства сплавов, в которых легирующие добавки снижают вредное влияние избытка кислорода.
Табл. 50 демонстрирует типичный состав двух сортов металлического ванадия.
Таблица 50