Гази в металах
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Гази в металах

Гази в металах. Р. потрапляють в тверді і рідкі метали при їх виплавці і електролітичному здобутті, при взаємодії металевих виробів з атмосферою. Наприклад, при виробництві стали з чавуну в мартенівських печах або в конверторах в розплавлений метал з пічної атмосфери потрапляють кисень і азот; при здобутті нікелю електролізом його водних розчинів твердий метал насичується воднем, що виділяється на катоді. Розрізняють 3 види взаємодії межу Р. і металами: адсорбцію, розчинення і утворення хімічних сполук.

  При адсорбції Р. взаємодіють лише з поверхнею металу і утворюють на ній плівки завтовшки, рівною діаметру одній або декілька молекул. Адсорбція зменшується при підвищенні температури і пониженні тиску Р. над металом. Р., адсорбовані на металевих частинах електровакуумних приладів (вживаних у вимірювальній апаратурі), радіопередавальних пристроїв, перетворювачів електричної енергії, в процесі експлуатації десорбуються і порушують стійку роботу апаратури (наприклад, змінюють електропровідність). Видалення адсорбованих Р. при виготовленні такої апаратури досягається глибоким відкачуванням, вживанням поглиначів Р. ( геттеров ) і є одному з найважливіших завдань вакуумної техніка.

  Більшість Р., окрім інертних, утворюють з твердими і рідкими металами дійсні розчини. Р., молекули яких складаються з декількох атомів (наприклад, сірчистий газ, вуглекислий газ, водень, азот), при розчиненні в металах розпадаються на атоми. Це полегшує впровадження Р. в метал, т. до. уменьшает енергію, необхідну для того, щоб розсунути атоми металу, що сильно взаємодіють один з одним. Крім того, частина тієї, що витрачається енергії компенсується її виграшем при хімічній взаємодії атомів Р. і металу. Тому розчинення багатоатомних газів супроводиться їх дисоціацією . Наприклад, двоатомні гази водень і азот розчиняються в залозі по реакціях

  H 2 = 2Н в залозі ;   N 2 „ = 2n в залозі .

  Розчинність Р. в розплавлених металах значно вище, ніж в твердих. Це часто приводить до погіршення якості металевих злитків із-за освіти в них газових міхурів, внутрішніх раковин і пористості. Такі дефекти виникають унаслідок того, що при поступовому твердінні злитка (кристалізації) у виливниці концентрація Р. в рідині, що залишається, настільки підвищується, що Р. виділяються в її об'ємі, а міхури, що утворюються при цьому, не встигають спливти і віддалитися до повного твердіння злитка.

  Р. часто утворюють з металами хімічні сполуки: оксиди, сульфіди, нітрид. Ці з'єднання нерастворіми в металах і виділяються у вигляді самостійних фаз — т.з. неметалічних включення, присутність яких сильно погіршує механічні і антикорозійні властивості металів і сплавів. Тому в промисловості застосовуються різні способи видалення Р. з металів. Один з найбільш ефективних — використання вакуумування. При цьому завдяки пониженню тиску Р. відбувається їх виділення з металів, що протікає особливо інтенсивно, коли метал знаходиться в розплавленому стані.

  Широко поширені виплавка металів і сплавів, особливо стали, у вакуумних печах, вакуумування рідкого металу при розливанні і в ковшах (див. Вакуумна плавка, Дегазація стали ). З такою ж метою застосовують продування рідкого металу інертними газами (наприклад, аргоном). У ряді випадків здійснюють плавку або нагрів металу в захисній газовій атмосфері, що не містить компонентів, шкідливих для металу.

  Літ.: Смітеллс До., Гази і метали, пер.(переведення) з англ.(англійський), М. — Л., 1940; Вакуумна металургія, М., 1962; Жуховіцкий А. А., Шварцман Л. А., Фізична хімія М., 1963; Дешман С., Наукові основи вакуумної техніки, пер.(переведення) з англ.(англійський), М., 1964.

  Л. А. Шварцман, Л. Ст Ванюкова.