Карбид циркония ZrC ввиду его большой твердости применяют в качестве шлифовального материала, а также для замены алма­зов при резке стекла.

Гафний не имеет собственных минералов и в природе обычно сопутствует цирконию. По химическим свойствам он весьма сходен с цирконием, но отличается от него способностью интенсивно за­хватывать нейтроны, благодаря чему этот элемент используется в регулирующих и защитных устройствах атомных реакторов. При этом применяют как металлический гафний, так и некоторые его соединения, например, диоксид гафния Hf02; последний приме­няется также при изготовлении оптических стекол с высоким по­казателем преломления.

ПОДГРУППА ВАНАДИЯ

К подгруппе ванадия относятся элементы побочной подгруппы пятой группы: ванадий, ниобий и тантал. Имея в наружном элек­тронном слое атома два или один электрон, эти элементы отли­чаются от элементов главной подгруппы (азота, фосфора и др.) преобладанием металлических свойств. Но производные элементов обеих подгрупп в высшей степени окисленности имеют значитель­ное сходство.

Для ванадия и его аналогов наиболее типичны соединения, в которых их степень окисленности равна +5. Их высшие оксиды проявляют свойства кислотных оксидов и образуют соответственно ванадиевую, ниобиевую и танталовую кислоты, которым отвечает ряд солей. Низшие оксиды обладают основными свойствами.

В свободном состоянии ванадий, ниобий и тантал весьма стойки к химическим воздействиям и обладают высокими температурами плавления. Эти металлы, вместе с хромом, молибденом, вольфра­мом, рением (см. §§ 228—232), а также рутением, родием, осмием и иридием (см. табл. 40, стр. 676), относятся к тугоплавким металлам. Под последними условно понимают металлы, темпе­ратура плавления которых превышает температуру плавления хро­ма (1890°С).

Тугоплавкие металлы в чистом виде и в виде сплавов получили в последнее время исключительное значение в ряде отраслей новой техники.

226. Ванадий (Vanadium). Соединения ванадия широко распро­странены в природе, но они очень распылены и не образуют сколько-нибудь значительных скоплений; общее содержание вана­дия в земной коре оценивается в 0,0015 % (масс.).

В СССР главным источником получения ванадия служат же­лезные и полиметаллические руды, содержащие небольшие количе­ства ванадия. Обычно из руд получают или сплав ванадия с же­лезом, так называемый феррованадий, или ванадиевый ангидрид V2O5. Чистый металл получают из его соединений: кальцийтерми- ческим восстановлением V2O5, магнийтермическим восстановле­нием VCI3, термической диссоциацией VI2.

Чистый ванадий — серебристый ковкий металл, плотностью 5,96 г/см3, плавящийся при температуре около 1900 °С. Как и у ти­тана, механические свойства ванадия резко ухудшаются при нали­чии в нем примесей кислорода, азота, водорода.

Ванадий отличается высокой химической устойчивостью в воде, в морской воде, в растворах щелочей. Он растворяется в плавиковой кислоте, в концентрированных азотной и серной кислотах, в цар­ской водке.

Ванадий в основном используют в качестве добавки к сталям. Сталь, содержащая всего 0,1—0,3 % ванадия, отличается большой прочностью, упругостью и нечувствительностью к толчкам и уда­рам, что собенно важно, например, для автомобильных осей, кото­рые все время подвергаются сотрясению. -Как правило, ванадий вводят в сталь в комбинации с другими легирующими элементами: хромом, никелем, вольфрамом, молибденом. Наиболее широкое применение ванадий нашел в производстве инструментальных и конструкционных сталей (см. § 261). Он применяется также для легирования чугуна.

Ванадий образует четыре оксида: VO, У20з, V02и V2Os.Выс­ший оксид V205обладает ясно выраженным кислотным харак­тером, диоксид V02амфотерен; оба низших оксида проявляют только основные свойства. Наибольшее значение имеют V2Osи его производные.

Дата добавления: 2015-08-21