ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Физико-химические и физические свойства иттрия из "Коррозионные свойства иттрия" Согласно рекомендациям Международного союза по общей и прикладной химии [1] иттрий относится к группе редкоземельных элементов, с которыми его объединяет сходство электронного строения атома и некоторых физико-химических свойств. [c.5] По распространенности в природе иттрий относится к редким металлам и является одним из наиболее рассеянных в природе элементов. Он является постоянным компонентом многих минеральных отложений. В одном из наиболее распространенных минералов, содержащем редкоземельные элементы, моноците, на долю соединения УгОз приходится всего 2—5 вес.%. В земной коре находится 2,8-10 3 вес.% У, что однако выше распространенности многих широко употребляемых металлов Ве, Мо, МЬ, Pt, РЬ, ТЬ, W, и и др. [3—5]. [c.5] В периодической системе элементов Д. И. Менделеева иттрий располагается в третьей группе пятого периода под номером 39. Атомный вес иттрия 88,905. [c.5] Помимо стабильного изотопа существует целый ряд нестабильных изотопов (табл. 1). [c.5] Иттрий имеет относительно небольшую плотность. По рентгеноструктурным данным она равна 4,472 Г/см , а но данным пикнометрического анализа 4,55 Г/см [7]. В том случае, если содержание примесей в иттрии менее 0,1 вес.%, пикнометрическая плотность (4,477 Г/см ) близка к рентгеновской [10]. Необходимо подчеркнуть, что из всех конструкционных металлов только алюминий, магний и бериллий легче иттрия. [c.7] Температура фазового превращения а- р, вероятно, находится в пределах 1459—1490° С. Теплота превращения равна 1,18 ккал/г-атом, а изменение энтропии 0,7 кал/г-атом [4, 7, 11]. [c.7] Существенное влияние на температуру фазового превращения иттрия оказывают примеси других элементов. Например, титан, марганец, кислород и магний понижают температуру а р-превращения. Добавки 1 вес. % Ti, 2,4 вес. % Мп или 3,3 вес. % О снижают температуру а- р-иревращения соответственно до 1440, 1453 и 1180° С. [c.7] Для температуры плавления иттрия в литературе приводятся значения, находящиеся в пределах 1475— 1550°С [4, 7, И, 16, 17]. Большинство исследователей принимает температуру плавления иттрия 1501—-1510° С. На наш взгляд, наиболее достоверно значение 1510° С, полученное Габерманном и Дааном [11] для дистиллированного иттрия, содержащего менее 0,08 вес.% примесей, включая О, N, С и Н. Близкое к этому значение температуры плавления иттрия (1509+5° С) приводится в монографии Е. М. Савицкого и др. [4]. Такой разброс значений температуры плавления иттрия обусловлен, по-видимому, различной чистотой металла. [c.8] Влияние кислорода на температуру плавления иттрия можно проследить на примере данных Туккера, Гибсона и Карлсона, изучавших систему О — У [14] приведенных в табл. 2. [c.8] Теплота плавления иттрия составляет 4,2 ккал/г-атом, а рассчитанное по этим данным изменение энтропии иттрия при плавлении равно 2,3 кал/г-атом [4, 7. [c.8] Наиболее достоверными, на нащ взгляд, являются значения теплоты испарения, приведенные в работах [17, 22, 23]. Значения теплоты сублимации [4, 7, 18—21] во всех случаях несколько занижены. Наиболее согласующиеся значения упругости пара иттрия приводятся в работах [20—23], а в работах [4, 7, 18, 19] значения упругости пара иттрия, очевидно, завышены. [c.9] Температура кипения иттрия, вероятно, находится в пределах 3295—3337° С [22—24]. Рассчитанные экстраполяцией для Р= ат значения температуры кипения иттрия по данным остальных работ [4, 7, 18—21], на наш взгляд, менее достоверны, так как температурные интервалы этих исследований относятся в основном к твердому иттрию. В работе [17] температурный интервал вообще не указывается. [c.9] Стандартная энтропия иттрия при 298° К (S gg) равна 10,65 [7] или 11,30 кал г-атом-град) [26]. Значение энтропии при любой температуре можно вычислить с помощью данных о теплоемкостях. В справочнике Уикса и Блока [26] приводятся расчетные значения энтропии 5°,) для иттрия при температурах 298—1200° К. [c.10] Иттрий плохо проводит тепло и по теплопроводности уступает наиболее распространенным металлам (Ре, Си и др.) приблизительно в десять раз. При комнатной температуре теплопроводность иттрия (К) равна 0,0354 09004 кал см-сек-град) [ ]- Коэффициент теплового расширения иттрия (а) при 25°С равен 10,8-10 град . Среднее значение коэффициента теплового расширения иттрия (а) при температурах 20—897°С равно 12,ОХ Х10- граа- 7]. [c.10] Так как удельное электросопротивление иттрия больше, а теплопроводность меньше, чем у нередкоземельных металлов, то число Лоренца оказывается у иттрия примерно таким же, как у всех остальных металлов. [c.11] Термоэлектрические свойства иттрия описаны в работах [27, 28]. В табл. 5 приводятся значения термоэлектродвижущей силы в области температур 200—1000° С. [c.11] Величина коэффициента Пуассона для иттрия (0,265) почти такая же, как для железа (0,25—0,30). Относительное удлинение иттрия (25—34%) гораздо меньще, чем у железа (93%) и меди (75%) [7, 30, 31]. [c.12] Значительное влияние на прочностные и упругие свойства иттрия оказывают содержащиеся в нем примеси, которые могут как увеличивать, так и уменьшать ту или иную характеристику. [c.12] В табл. 6 отражено влияние примесей внедрения (N, Н, С, О), а также Р, Сг, N1 Т1, V, А1, Ре и 51 на предел прочности, предел текучести и относительное удлинение иттрия. Легирование иттрия добавками А1, Сг, Ре, N1, 51, Т1, V, С и1Ч во всех случаях снижает относительное удлинение иттрия, в то время как добавки водорода и кислорода мало влияют на относительное удлинение иттрия. Такие примеси, как N1, Ре и О несколько понижают прочность иттрия и почти не влияют на предел текучести. Добавки А1, Т1, 51 и Сг повышают пределы прочности и текучести иттрия, а примеси титана повышают также и твердость иттрия [7]. [c.12] Вернуться к основной статье