Справочник по электротехническим материалам. Под ред. Ю.В.Корицкого и др. Том 3 (3-е изд., 1988) (1152098), страница 86
Текст из файла (страница 86)
Области применения танталониобиевых сплавов аналогичны танталу н ниобию. Сплавы обладают хорошими механичесними свойствами при высоких температурах и используются также для изготовления пружин, поддерживающих нити накала. Никель и его сплавы. Об ш и е с авдеяея и я. Никель входит в группу железа и является одним из наиболее распространенных элементов (содержание в земной коре 0,003 об). В виде металла впервые был получен в 1751 г. А. Кронштедтом. Наиболее важными никелевыми рудами являются: сернистые полиметалличесхие (главным образом пегландит 5)!З.Гез), гарниерит (Я, Мй) ° 3!Оэ.
пН«О, никелевый блеск 553эХ Х 55Азэ и купферникель 59Аз. Получение чистого никеля из природных руд осложняется необходимостью отделения от сопутствующего ему и сходного в химическом отношении кобальта и других металлов. Поэтому металлургия никеля сложна и зависит от состава исходного сырья. Общим принципом переработнн руд является выделение из них сернистого никеля, так называемого никелевого штейна. Измельченный штейн прокаливанием на воздухе переводится в гемиоксид никеля, из которого восстановлением углем при высокой температуре получают порошкообразный металлический никель («сыройэ никель). Для получения никеля высокой чистоты, Атомный номер . Атомная масса .
Изотопы Постоянная решетка (гранецентрированный куб) Плотность с!. 1О литой прокатаный Температура плавления . Температура кипения . Удельная теплоемкость . Удельнаи теплота плавления . пригодного для применения в электровакуум. ной промышленности, используют его переплавку в водороде или вакууме, электролитическое рафинирование и карбонильный метод (метод Монда).
При карбонильном способе порошок «сырого» никеля при температуре 50...60 'С пропусканием СО переводится в газообразный тегракарбонил никеля йй(СО) э (температура кипения 43 'С), который затем при температуре 200 'С вновь разлагается на СО и чистый нинель в виде порошка с размером зерен 1...5 мкм. Полученный карбонильный никель имеет высокую чистоту и методами порошковой металлургии (прессовна порошка и спекание в водороде при 1ЮО'С) или плавкой в защитной среде переводится в непористый металл.
По другому способу тегракарбонил никеля получают воздействием СО непосредственно на никелевый штейн при температуре 200...2о5б 'С и давлении 20 МПа. Прутки, проволока и лента из никеля производятся методами ротационной ковки, золоченая и прокатки. Никель, используемый в электровакуумной промышленности, не должен содержать легкоиспаряюшиеся примеси (Сб, зп, Р, Аз, 35, 5 и др.), причем сгшержание серы допускается не более 0,005...0.008 с~, так как она резко снижаег механическую прочность никеля. Для изготовления деталей электровакуумных приборов применяют марки Н-О, Н-(у и Н-1 (с суммарным содержанием Х!+Со не менее 99,99; 99,93; 99,93 об соответственно), а также никель вакуумной плавки Нв и НвК, содержащие 99,90 94 никеля. Никель выпускается в виде проволоки и прутков диаметром 0,05...60 мм, ленты н полос толщиной 0,05...10 мм и в виде бесшовных трубок с наружным диаметром 0,4...3,6 мм.
314 Материалы длл электронных приборов )разя. 13) 320...450 МПа 700...1000 МПа 60...200 МПа 300...900 МПа 180...220 ГПа 73 ГПа 4,50 эВ 1,2 А.м '.К 631 К 500...600 0,61 Тл Азот Водород Вада Оксид углерода Диокснд серы, сероводород Хлор (Целочи и углекислые соли щелочных ме галлов Кислоты НР, НС1, Нг50з, НзРО4 При комнатной температуре почти не взаимодействует, при нагревании — умеренное растворение Быстрое растворение никеля Кислота ННОм разбавленная, смесь Н)4Оз+ НР, ННОз+НгБОь Влияние степени деформационного обжвтия на некоторые механичесние свойства никеля иллюстрирует рнс.
13.22. Зависимость физико-механических свойств никеля от его температуры представлена на рис. 13.23... ...1 3 .25 Никель магннтен, магнитные свойства теряет при температуре 631 К, одновременно обнаруживая резкое изменение других свойств (рис. !3.23). Благодаря сравнительно высокой температуре рекристаллизации (500...600 'С) прочность никеля прн нагревании снижаегся медленно (рис. 13.24).
Температура мягкого огжига никеля около 800 'С. Заметное испарение никеля начинается при температурах около 900 'С (рис. !3.25), Поэтому рабочие температуры никелевых деталей не должны превышать 700...800'С, прн кратковременном нагреве не выше 1000'С, Соотношение между истинной Т и яркосг ной Т„температурой никеля с блестящей поверхностью для к=0,665 мкм в диапазоне !000...1ж)0 К определяется выражением Т= =0,997Т,+5,2 1О 'Т„', где Т и Т,— э кельвинах. О бр а б от к а.
Чистый никель — прочный, вязкий и пластичный (после отжига) металл. Поэтому ои хорошо поддается абработке давлением (ковка, золочение, прокатка, штамповка, вытяжка) даже в холодном состоянии и позволяет попучить точные изделия Число Бринелля: отожженный 80...90 прокатанный...........,..... 150...220 Временное сопротивление разрыву: отожженный твердый . Относительное удлинение перед разрывом: отожженный . . . . .
. . . . . . . . , , „ . . . . . 30...50 о~> твердый . 2...!5 95 Предел текучести: отожженный твердый . Молуль упругости . Модуль сдвига . Работа выхода электронов . Постоянная Ричардсона Х 1О '. Температура магнитного превращения. Начальная относительная магнитная проницаемость отожженного образца Индукция прн насыщении . Химические свойства никеля Реа гент Условия и характер взаимодействия Сухой воздух При 400...500 'С образуется плотная пленка гемиоксида (Ч)О, замедляющая процесс дальнейшего окисления Выше 600 С растворяется в никеле При нагревании образуются твердые растворы Окисление в парах воды выше 400 С Выше 50 'С с мелко раздробленным никелем образует карбонил !ч)(СО) з, который при высоких температурах вновь разлагается Углерод Прн высокой температуре образует карбиды, вновь распадаюшиеся при охлажцении Сера Выше 500 'С расплавленная сера и ее пары образуют сернистый никель Н!5 Выше 350 'С образуется 535 В атмосфере сухого хлора устойчив до 500 'С Очень устойчив нак к растворам, так и к расплавам Конструкционные леталлм и сплиаы 315 (й 13.1) рованной НрЗОр+25 г сернокислого никеля; анод — очищаемая деталь, катод — из никеля; 4) 450 см' НС(+90 г СгОр+ 600 см' НрО при комнатной температуре.
Сразу после травления следует тшлтельная промывка сначала в проточной воде, затем в кипящей дистиллированной и холодной дистиллированной воде и, наконец, в спирте. Никель очень хорошо полируется механическими приемами. Блестящую поверхность никеля можно получить также электролитическим травлением при повышенных плотностях тока в ванне с приведенным выше составом. Для увеличения излучательной способности никеля ега поверхность покрывают тонким слоем углерода в виде графита методом карбонизации. Сушествуег два метода карбонизацин: механический и газовый. При механической карбонизации на предварительно матироваииую ленту из никеля наносят слой графита (аквадаг), который закрепляют затем нагреванием в вакууме или восстановительной атмосфере при 700...900 'С.
Газовая карбонизация заключается в нагревании окисленной никелевой ленты до 750...850 'С в атмосфере углеводородов (метан, пары бензола или бензина). Углеводород разлагается на нагретой поверхности ленты с выделением мелнодисперсного углерода и водорода. Водород восстанавливает окисленный никель, а углерод осаждается на его поверхности. В некоторых случаях для увеличения излучательной способности поверхность пикеля методом пульверизации покрывают порошкообразным цирконием.
еа % Рис. 13.22. Зависимость числа Брииелля НВ, предела прочности при растяжении а, и относительного удлинения перед разрывом Ы/1 от степени деформаииоиного обжатия У для ни- келя сложной формы. Прочность никеля при этом значительно возрастает. Высокая вязкость никеля затрудняет его обработку резанием, даже в там случае, когда обрабатывается твердый металл. Очистка поверхности никелевых деталей от слоя оксида производится травлением в одном из следующих составов: 1) !О уаг-ный водный раствор НИОр при 70'С в течение 1...2 мин; 2) 1 л НтО+1,5 л концентрированной Нт50, +2 2 л 60 ушной НХОр+30 г ХаС1, при температуре 20...40 С в течение 5...ж) с; 3) электролитическае травление на поста- янном токе напряжением 6...12 В в ванне с составом 200 см' НтО+130 смт ноицеитрн- лт'М . Гаа 100 700 740 (га !00 а,г 0„(5 4 000 ь",'05 0 а гаа Рис.
!3.23. Зависимость от температуры удельного сопротивления р, коэффициента теплопроводиости и, удельной изобарической теплоемкости ср, температурного коэффициента линейного расширения иь модуля упругости Еп полусферического е н нормального е, интегральных коэффициентов излучения для чистого никеля (Ок — температура магнитного превращения) 316 [разй. 13] Материала длл электронных приборов бз Рис. !3.24. Зависимость временного сопротивления разрыву а, (кривые 1, !') и относительного удлинения 5111(кривые 2, 2') никеля ат рабочей температуры ! и 2 — лле неотоххжеахюй проволоке холодеотанутой от аиаметра 2,3 мм дс диаметра 0,635 мм; !'н 2' — носы отжито е течение 30 мие прн 800 'С 11) з йЮ 14с[) Ю() 7( Рис.
13.25. Температурные зависимости для никеля 1 — удельной излучаемой мощности !блестещаа поверхность),!0' Вт м "; 2 — давление насыщенного пара, Па, 2 — скорости испарение, «т м "-с' ' С п е ц и а л ь и ы е сорта никеля и ни к еле в ы е с пл а вы дли изготовления деталей электравакуумных приборов.
Никель длл нарнов ансидных катодов. Для облегчеаия процесса актнвирования в никель, идутций на изгатовлеаие керна, вводят примеси Мй. Са. 35 Ут', тт'+Мй, 'тр+Уг (соответственна марки НМг, НКа, НК, НВ, НВМг, НВЦр) и лругих металлов. Прн высокой температуре эти металлы диффундируют на поверхность керна, восстанавливают оксид бария и образующийся прн этом барий; проникая в оксилный апай, обеспечивает его активировку. Примесь вольфрама в никеле 8.О 0,1 О,г О,З Дй Рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
