Очень чистый алюминий
Cтраница 2
В сухом воздухе-алюминии окисляется незначительно даже при высоких температурах, так как на его поверхности образуется очень тонкая, но чрезвычайно плотная пленка окисла ( рис. 5 - 5 - 7), которая защищает металл от дальнейшего окисления. Даже влажный воздух действует на очень чистый алюминий сравнительно мало; в противоположность этому С02 воздействует сильно. Дистиллированная вода образует на поверхности тонкую равномерную белую пленку окисла ( А120з); водопроводная вода действует, в особенности на холоднотянутый материал, очень сильно ( разъедание, расслоение на гра-ня. Соляная кислота легко растворяет алюминий и тем быстрее, чем менее он чист. [17]
Рассматривая причины межкристаллитной коррозии сплавов алюминия высокой чистоты при температурах выше 160 С, можно предположить следующее. На границах зерен, даже в очень чистом алюминии, различные примеси содержатся в большем количестве, чем в центре зерна. Скорость катодного процесса на этих примесях возрастает, что приводит к смещению потенциала участков зерна, прилегающих к границе, в положительную сторону. Поскольку при высоких температурах чистый алюминий ( при стационарном потенциале) подвержен коррозии в активной области, смещение потенциала в положительную сторону приводит к увеличению скорости коррозии на участках по границам зерен. При более значительном смещении потенциала в положительную сторону вследствие анодной поляризации либо при легировании элементами с малым перенапряжением водорода до значений потенциала, отвечающих области пассивации, межкристаллитная коррозия не развивается, что и подтвердилось при испытаниях. Из этого предположения следует, что монокристаллы чистого алюминия не должны подвергаться межкристаллитной коррозии в воде при высоких температурах. Попытка объяснить возникновение межкристаллитной коррозии алюминия в воде при высоких температурах растворением неустойчивых интерметал-лидов, выпадающих по границам зерен, связана с затруднениями. Дело в том, что легирование алюминия никелем, железом, кремнием и медью повышает стойкость сплавов по отношению к межкристаллитной коррозии, в то время как растворение неустойчивых интерметал-лидов, образованных этими легирующими компонентами ( особенно последним), должно способствовать развитию межкристаллитной коррозии. Алюминий чистоты 99 0 % при температуре свыше 200 С подвергается межкристаллитной коррозии не только в воде, но и в насыщенном водяном паре. [18]
При получении А1Н3 действием избытка А1С13 на LiH в эфире оказалось невозможным выделить чистый А1Н3, свободный от эфира. Однако этот гидрид удалось получить путем бомбардировки очень чистого алюминия ионами водорода, причем из нескольких кристаллических модификаций этого соединения одна оказалась изоструктурной A1F3 ( разд. Атомы металла занимают / з октаэдрических пустот в приблизительно плотненшей гексагональной упаковке атомов водорода, так что структура состоит из октаэдрических групп А1Н6, соединенных вершинами. Такое строение заставляет предполагать, что этот гидрид относится к ионным. Кристаллический A1H3 - 2N ( CH3) 3 [7] состоит из молекул, в которых имеются линейная группа N - А1 - N ( А1 - N 2 18 А) и 3 атома Н, возможно дополняющих координацию атома алюминия до тригональ-но-бипирамидальной. [19]
Важным условием успешного осуществления всех этих гетерогенных процессов является высокая степень дисперсности алюминия и активирование его поверхности для удаления оксидной пленки при помощи химических реагентов ( этилбромид, триэтилалюминий, А1С13) или путем измельчения в мельницах. Кроме того, замечено, что с очень чистым алюминием реакция не идет, в то время как наличие в нем примесей переходных металлов ( Ti и др.) существенно ускоряет процесс. Поэтому используют алюминий, легированный титаном ( 0 8 - 4 0 %), или добавляют в качестве катализатора гидрид титана. Его роль состоит, по-видимому, в передаче водорода к атомам алюминия, гидриды которого уже способны к прямому взаимодействию с олефинами. В свою очередь, добавки алюминийтриал-килов, видимо, способствуют образованию димерных комплексов с гидридами титана и радикалов, вовлекающих металлический алюминий в последующие превращения. [20]
Наряду с общей коррозией под действием кислоты или щелочи в присутствии такого рода загрязнений, как хлориды, возможна и точечная коррозия, которую можно предотвратить добавкой небольшого количества нитратов, например 0 05 вес. Емкости, используемые для хранения перекиси, должны быть сделаны из очень чистого алюминия ( 99 6 % А1 или выше) с минимальным содержанием меди. Обычная обработка состоит в следующем: поверхность быстро обрабатывают разбавленным раствором едкого натра, а затем в течение нескольких часов протравливают в серной, фосфорной или азотной кислоте ( концентрации 35 - 50 вес. После этого сосуд промывают водой, причем для последней промывки обычно берут дистиллированную или деминерализованную воду. Важно, чтобы на поверхности не было инородных веществ, например остающихся в результате операций сварки или формовки, а также чтобы поверхности были возможно более гладкими. Обычно алюминиевая поверхность при длительном контакте с перекисью водорода становится постепенно более инертной, что обусловливается образованием инертной окисной пленки. Поэтому емкости, предназначенные для концентрированной перекиси водорода, часто пассивируют после очистки, наполняя их разбавленной перекисью водорода и выдерживая наполненными в течение некоторого времени; эта операция представляет также хороший метод испытания на соблюдение правил изготовления и очистки сосуда. [21]
Обогащение проб путем осаждения микрокомпонентов органическими реагентами было достаточно подробно разобрано в § 1 данной главы и проиллюстрировано примерами. В дополнение к сказанному мы изложим кратко работу Поля [ 26Э ] по спектральному анализу очень чистого алюминия. [22]
На легкости прямого синтеза триизобутилалюминия основан способ химической очистки алюминия. Стойкий при температурах до 150 С, три-изобутилалюминий разлагается при более высоких температурах с выделением изобутилена и очень чистого алюминия. [23]
Можно также осадить более благородный металл непосредственно на поверхности растворяемого металла, прибавляя соответствующую соль. Очень чистый алюминий ( а также и галлий) растворяется, если опустить в кислоту платиновую крышку так, чтобы она прикоснулась к растворяемому металлу, и прибавить окислитель. [24]
Можно также осадить более благородный металл непосредственно на поверхности растворяемого металла, прибавляя соответствующую соль. Очень чистый алюминий ( а также и галлий) растворяется, если опустить в кислоту платиновую крышку так, чтобы она прикоснулась к растворяемому металлу, и прибавить окислитель. [25]
Устойчивость алюминия против испарения при бомбардировке положительными ионами ( катодное распыление в водороде или в редких газах) чрезвычайно велика. Следует ли приписывать это свойство самому материалу или же имевшейся вначале или образовавшейся во время разряда пленке окисла, до сих пор полностью не выяснено. Очень чистый алюминий ( 99 5 - 99 9 %) значительно меньше подвергается распылению, чем технически чистый. [26]
Было исследовано влияние примесей на полигонизацию очень чистых твердых растворов Al - Zn. Zn, были приготовлены из алюминия чистотой 99 99 вес. В этих сплавах дислокации особенно подвижны: полигонизация в них протекает даже легче, чем в очень чистом алюминии. Так, если в очень чистый алюминий достаточно ввести 0 035 вес. Fe, то в сплав А1 6 % Zn необходимо добавить 0 15 вес. [27]
Полигонизацию алюминия можно наблюдать металлографически. Для этого после электрополировки образцы травят в смеси плавиковой кислоты с царской водкой; субграницы выявляются при этом как цепочки фигур травления. В противоположность железу в случае алюминия субграницы выявляются тем хуже, чем чище образцы металла. На поверхности образцов очень чистого алюминия образуется лишь небольшое число крупных ямок травления, не связанных со структурой, что исключает возможность использования этого метода для наблюдения полигонизации. Такое явление, по всей видимости, связано с тем, что для образования ямки травления в алюминии необходимо одновременное присутствие дислокаций и примесей; содержание примесей в очищенном зонной плавкой алюминии явно недостаточно для того, чтобы вызвать обычное избирательное травление. [28]
Было исследовано влияние примесей на полигонизацию очень чистых твердых растворов Al - Zn. Zn, были приготовлены из алюминия чистотой 99 99 вес. В этих сплавах дислокации особенно подвижны: полигонизация в них протекает даже легче, чем в очень чистом алюминии. Так, если в очень чистый алюминий достаточно ввести 0 035 вес. Fe, то в сплав А1 6 % Zn необходимо добавить 0 15 вес. [29]
При этом вследствие наличия в алюминии включений других металлов ( железа, меди) в присутствии электролита образуются микроэлементы, в которых алюминий служит анодом. Таким образом, и в этом случае травление алюминия носит электрохимический характер. Чем чище алюминий, чем меньше он содержит включений других - металлов, тем менее интенсивно идет травление алюминия при отсутствии внешнего напряжения. Вследствие этого в промышленной практике для травления очень чистого алюминия ( с содержанием алюминия 99 95 - 99 99 %), который применяется в настоящее время для изготовления анодов электролитических конденсаторов, применяется почти исключительно электрохимическое травление. [30]
Страницы: 1 2 3