难溶金属——钛和锆

1 钛和锆的性质

钛和锆的熔点都很高,属于难熔金属。此外,它们的共同特性是:密度、膨胀系数、逸出功以及在真空中的蒸发率都较小。

钛和锆的导热率都很小，但它们的电阻率却高于其他金属。钛和锆的最重要的性能就是它们能够吸收气体，并且在很大的温度变化范围内不放出来。钛和锆吸收气体之后,脆性增大,延伸率变小。

去气以后的锆能可靠的吸收02、00、00，、N2,并形成固溶体或化合物;在400℃时已经能显著地吸收气体，随着温度的增加，锆吸收上述气体的活性也增大。

锆能溶解大量的氢,在大气压强下,溶解氢的体积可超过本身体积的1000倍。锆在300℃时开始吸收氢,且溶解度随温度升高而增加;但在800℃以后,锆又开始放出氢气。由于Zr在氢气炉中加热时能急剧改变性质,所以不能在氢气炉中预去气。

要注意!干燥的锆粉容易自燃和爆炸，因此在保存或运输时，必须保持潮湿状态。

钛也和锆一样具有吸收各种气体的能力，所不同的是它不象锆那样会爆炸。

在700℃时钛能很好地吸收O2、N2、0O₂。在室温下,1g 钛能吸收407mL氢,在1000℃时,能吸收66mL氢,生成固溶体。钛也能很好地吸收水蒸气。钛吸收大量气体后,就变得很脆了。

钛(在500~600℃时)和锆(在600~800℃时)都能大量吸收氮气。

钛和锆都能受氢氟酸与硝酸混合液的腐蚀。

2 钛和锆的应用

钛和锆材料是真空技术中广泛用于获得和维持真空的重要手段;常用抽速2100L/s钛升华泵来维持超高真空度;钛粉和锆粉经过烧结处理之后,不仅能作吸气剂,而且还因具有较高的热辐射系数，使热量更迅速散除。锆的氧化物ZrO:和硅酸锆(ZrSiOs)是金属卤化物灯的冷端保温涂层材料。具有延性的钛和锆能制作耐高温的结构零件,同时起到吸气作用。