Кіріспе
Титан гидриді, әдетте, ТиН2 және оған ұқсас стеохиометриялық емес заттарға қатысты. Ол тұрақты сұр/қара ұнтақ түрінде сатылады, ол Alnico синтерленген магниттерін өндіруде, ұнтақ металдарды синтерлеуде, металл көбік өндіруде, ұнтақ титан металл өндіруде және пиротехникада қоспа ретінде қолданылады. Бұл титан, сутек және басқа элементтердің қорытпасы. Сутек негізгі қорытпа элементі болған кезде, оның титан гидридіндегі мөлшері салмағы бойынша 0,02-ден 4,0% аралығында болады. Титан гидридінің сипаттамаларын өзгерту үшін әдейі қосылған қорытпа элементтеріне галлий, темір, ванадий және алюминий жатады.
Titanium hydride normally refers to the inorganic compound |TiH2 and related nonstoichiometric materials. It is commercially available as a stable grey/black powder, which is used as an additive in the production of Alnico sintered magnets, in the sintering of powdered metals, the production of metal foam, the production of powdered titanium metal and in pyrotechnics. it is an alloy of titanium, hydrogen, and possibly other elements. When hydrogen is the main alloying element, its content in the titanium hydride is between 0.02% and 4.0% by weight. Alloying elements intentionally added to modify the characteristics of titanium hydride include gallium, iron, vanadium, and aluminium.
Реакциялар
TiH1.95 су мен ауаға әсер етпейді. Ол күшті қышқылдармен баяу шабуылға түседі және фторсутекті және ыстық күкірт қышқылдарымен ыдырайды. Ол окистендіруші заттармен тез реакцияға түседі, бұл реактивтілік титан гидридін пиротехникада қолдануға әкеледі.
Құрылымы
TiH {x} деген сан стехиометрияға жақындаған сайын, ол бұрмаланған денеге бағытталған төртбұрышты құрылымды қабылдайды, ε формасы деп аталады, оның осьтік қатынасы 1-ден аз. Бұл композиция таза сутек атмосферасында сақталмаса, ішінара жылулық ыдырау бойынша өте тұрақсыз. Әйтпесе, композиция бөлме температурасында ТиН1.74 шамасына дейін тез ыдырайды. Бұл композиция фторит құрылымын қабылдайды, және δ формасы деп аталады, және тек өте баяу температурада жылулық ыдырау ТиН1.47 шамасындағы композицияға жеткенге дейін, бұл кезде таза титанмен бірдей формадағы алты бұрышты тығыз буып-түйілген α формасының инклюзиялары пайда бола бастайды. Титан металл мен сутектен дигидридтің эволюциясы егжей-тегжейлі қарастырылды. А Титан бөлме температурасында алты бұрышты тығыз жиналған (hcp) құрылымына ие. Сутек бастапқыда титанның тетраэдрлі аралық жерлерін алады. H/Ti қатынасы 2 -ге жақындаған сайын, материал β түрін бет орталы кубқа (fcc), δ түріне қабылдайды, H атомдары ақырында барлық тетраэдрлік орындарды толтырып, TiH2 -дің шектейтін стехиометриясын береді. Әр түрлі кезеңдер төмендегі кестеде сипатталған. + Температура шамамен 500 °C, суреттен алынғанФазалық салмақ % HAатомдық % Hааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааа А 0.02 0.06% сутегі құрамына ие α титан гидриді тез сөндірілсе, ол γ титан гидриді болып қалыптасады, өйткені жасуша құрылымы hcp-ден fcc-ге ауысқанда атомдар "мұзданады". γ Титан денеге бағытталған тетрагоналды (bct) құрылымды алады. Сонымен қатар, олардың құрамы өзгермейді, сондықтан атомдар әдетте бірдей көршілерін сақтайды.
If titanium hydride contains 4.0% hydrogen at less than around 40 °C then it transforms into a body centred tetragonal (bct) structure called ε titanium. When α titanium hydride with a hydrogen content of 0.02 0.06% is quenched rapidly, it forms into γ titanium hydride, as the atoms "freeze" in place when the cell structure changes from hcp to fcc. γ Titanium takes a body centred tetragonal (bct) structure. Moreover, there is no compositional change so the atoms generally retain their same neighbours.
Титан және титан қорытпаларындағы сутегінің сынығып қалуы
Сутегінің сіңірілуі және титан гидридінің пайда болуы титан мен титан қорытпаларына зақым келтірудің көзі болып табылады. Бұл сутегі сынық процессі, мысалы, ядролық реакторларда титан мен қорытпалар құрылымдық материалдар ретінде пайдаланылған кезде ерекше алаңдатады. Сутегінің сынығып кетуі титан беттерінің иілгіштігінің төмендеуі және ақыр соңында бөлінуі ретінде көрінеді. Сутегінің әсері негізінен Ti және Ti қорытпасының құрамы, металлургиялық тарихы және оны пайдаланумен анықталады. CP титаны (коммерциялық тазалығы: Ti құрамында ≤99,55%) таза α титанға қарағанда сутегінің шабуылына көбірек бейім. Көлбеулік, сутегінің қатты ерітіндісінің пайда болуынан пайда болған, икемділіктің төмендеуі ретінде байқалады, CP титанында 30 40 ppm-ге дейін төмен концентрацияларда болуы мүмкін. Гидридтердің түзілуі Ti қорытпасының бетінде темірдің болуымен байланысты. Гидрид бөлшектері Ti және Ti қорытпаларының дәнекерленген үлгілерінде байқалады, сондықтан гидридтің пайда болу мүмкіндігін азайту үшін дәнекерлеу жиі инертті газ қалқаны астында жүргізіледі. Бұл сутектің көп мөлшерде кіруіне белгілі бір қорғаныс береді. Титан гидриді үшін жылумен өңдеу процестерінің көптеген түрлері бар. Ең көп таралғандары - отқа жағу және сөндіру. От жағу - титан гидридін оны жұмсарту үшін жеткілікті жоғары температураға дейін қыздыру процесі. Бұл процесс үш кезеңнен өтеді: қалпына келтіру, қайта кристалдану және дәннің өсуі. Титан гидридін оттауға қажетті температура отталу түріне байланысты. Газдандыруды болдырмау үшін отқару сутегі атмосферасында жүргізілуі тиіс.