title-icon Статьи о ремонте
title-icon
» » Свойства циркониевого порошка, полученного электролизом

Свойства циркониевого порошка, полученного электролизом

Циркониевый порошок, полученный электролизом расплавленных фтористых соединений, является достаточно крупнозернистым. Типичный ситовой анализ его, приведенный в табл. 7, показывает, что свыше 50% (по весу) порошка составляют частицы крупнее 200 меш (плюс 0,074 мм).
Несмотря на изменения и усовершенствования технологии, охарактеризованные во втором сообщении, сопоставление спектральных анализов образцов металла, полученного в ранних и последующих опытах, показало, что, хотя количество одних примесей уменьшилось, количество других — увеличилось. В частности, содержание железа повысилось слегка (с 0,080 до 0,085%), титана — в четверо (с 0,027 до 0,10%), а алюминия—более чем в 30 раз (с 0,006 до 0,073%). Химический анализ того же самого образца показал содержание С=0,027%; O2=O,16% и N2=O,0018%. Содержание кислорода в этом образце выше среднего; проверка нескольких образцов на кислород и азот дала величины, колеблющиеся между 0,033—0,184% для кислорода и 0,0012—0,012% для азота. Среднее содержание кислорода в 11 образцах было 0,08%, а азота — 0,004%.

Брикеты порошка, сплавленные в плотный металл методом «капельного плавления», имели твердость по Rв-81. Металл прокатывался в холодном состоянии с обжатием на 71,5% без появления трещин на кромках.
Коррозионная стойкость выплавленного циркония в парах воды при 315° оказалась низкой. Это было отнесено на счет таких металлических примесей, как железо и титан, попадавших в цирконий из исходного фтороцирконата калия, несмотря на его очистку.
В работе Штейнберга, Зиберта и Вайнера наряду с обзором литературы по получению металлического циркония электролизом освещаются собственные исследования авторов по этому вопросу. Большая часть их работы изложена выше, но их последние сообщения посвящены детальному рассмотрению различных составов ванн. Лучшими составами ванн для осаждения циркония оказались следующие: 1) 35 частей хлористого натрия, 65 частей хлористого кальция и 5—25 частей фтороцирконата калия с 3 частями двуокиси циркония и 2) 100 частей хлористого натрия и 25 частей фтороцирконата калия. Последний состав ванны дает более чистый цирконий и имеет то преимущество, что все соли растворимы в воде.
Для получения кристаллического циркония применялась описанная выше печь с графитовым нагревателем и атмосферой инертного газа. Использованные в процессе газ и соли были в высокой степени чистыми. Ванна состояла из смеси фтороцирконата калия и хлористого натрия, как уже упоминалось в первом сообщении Зиберта. В табл. 8 приводятся условия процесса и свойства полученного циркония.
Процесс, описанный в последнем сообщении Штейнберга, несколько отличается от процесса, указанного в первой работе. В цикле предварительного электролиза после удаления графитового катода металлический катод вставлялся в графитовый держатель. Для катода можно применять молибден, титан или сталь при условии, что металл все время является катодом и находится в ванне ниже уровня расплава.

Осадок удаляется из ванны вместе с катодом и охлаждается в аргоне примерно до 150° или ниже, что занимает 4—6 час. Техника промывки осадка для получения металла отличается от описанной в первом сообщении, которая, как указывалось, завершалась промывкой разбавленной серной кислотой. Вместо этого первая промывка производилась 10%-ным раствором соляной кислоты с последующей промывкой водой и спиртом, а затем металл просушивался на воздухе.
В работе сделано заключение, что необходимы следующие условия для успешного получения циркония электролизом: 1) ванна с атмосферой инертного газа; 2) очистка фтороцирконата калия; 3) применение нейтрального тигля в качестве анода; 4) понижение температуры процесса с 1000° до 800—850°.
Первые три условия могут обеспечить получение циркония, но последнее условие особенно важно для получения пластичного металла.
Несомненно, циркониевый порошок фирмы Горизонс является лучшим из полученных электролизом, но, несмотря на попытки улучшить качество металла, он не выдерживает испытаний на коррозионную стойкость. Даже если проблема чистоты металла будет решена, электролиз все же не имеет преимуществ перед магниетермическим процессом, так как в нем сохраняется тот же недостаток: цирконий получается смешанным с солями, которые необходимо удалять. Удалять же хлористый магний гораздо проще, чем фтороцирконат калия, а последний обязательно должен быть удален. Магниетермическим процессом цирконий получается в виде сравнительно плотной губки, которая, конечно, не идеальна, но много лучше, чем порошок, полученный путем промывки электролитического осадка. Циркониевый порошок имеет преимущества лишь при последующей переработке методами порошковой металлургии.

title-icon Подобные новости