DYSOCJACJA TERMICZNA

W niektórych dziedzinach techniki wymagane jest czasem stosowanie metali o wysokiej czystości. Jedną z metod, która pozwala na otrzymywanie metali o wysokiej czystości jest dysocjacja termiczna. W metodzie tej korzysta się z lotnych związków metali, jakimi są dla większości metali ich połączenia z chlorem lub jodem. Rozkład tych łatwo lotnych związków metali, pod wpływem wysokiej temperatury, powoduje wydzielanie się metalu w stanie stałym. Taki proces nazywamy dysocjacją termiczną. Tą metodą można otrzymać tylko takie metale, które łatwo tworzą połączenia lotne, a same posiadają wysoką temperaturę topienia i parowania. Toteż metodą tą otrzymuje się tylko nieliczne metale rząd- kie jak: tytan, cyrkon, hafn, wanad i uran. Jest to metoda kosztowna i pozwala na otrzymywanie tylko niewielkich ilości metalu.

Na przykładzie otrzymywania najczystszego cyrkonu zapoznamy czytelnika z termiczną dysocjacją, która może być też traktowana jako jedna z metod rafinowania metali. Metaliczny cyrkon na skalę przemysłową otrzymuje się w podobny sposób jak tytan, tj. przez re- A dukcję ZrCl4 magnezem. Uzyskuje się wówczas cyrkon techniczny w postaci gąbki. Taki metal jest jeszcze w pewnym stopniu zanieczyszczony i nie | 1 nadaje się do tych celów, w których wymagana jest | // znaczna czystość metalu. Celem otrzymania czystego cyrkonu metodą dysocjacji termicznej jodku cyrkonu 1 – elektrody wolframowe, 2 – włókno wolframowe» 3 – gąbka cyrkonowa z dodatkiem jodu i jodku cyrkonu, 4 – kruciec do łącze- nia z pompą próżniową, 5 – cylinder kwarcowy metalu, gąbkę cyrkonową po wstępnym oczyszczeniu z zanieczyszczeń przez podgrzewanie w próżni umieszcza się razem z pewną ilością jodu i jodku cyrkonu (ZrJ4) na dnie i bokach cylindra kwarcowego. W górnej części tego cylindra są umieszczone dwie elektrody, między którymi rozpięte są cieniutkie włókna wolframowe. Dobrze uszczelniony cylinder opróżnia się następnie za pomocą pompy próżniowej. Tak przygotowany aparat podgrzewa się w dolnej części, np. za pomocą palnika gazowego, do temperatury 450 – 470°C. Skutkiem podgrzewania tworzą się pary ZrJ4, które rozkładają się na ogrzewanych elektrycznie do 1300° włóknach wolframowych według reakcji: ZrJ4 = Zr + 2J2

Powstający cyrkon osadza się na włóknach, a pary jodu reagują z gąbką cyrkonową tworząc nowe partie ZrJ4. Proces ten trwa tak długo, aż uzyska się odpowiednią grubość osadzonego cyrkonu. Przeciętna średnica uzyskiwanych w ten sposób prętów cyrkonowych waha się w granicach od 10 do 25 mm. Stosowane są już urządzenia, które pozwalają na otrzymywanie prętów o długości około 1 m i średnicy do 40 mm. Tak otrzymane pręty cyrkonowe wykazują po spieczeniu w temperaturze bliskiej punktu topliwości znaczną plastyczność, co pozwala na ich. dalszą łatwą przeróbkę.

Leave a reply

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>