Batterier nikkelhydridmetall som har kraftige elektroder og tilkoblinger av lavmotstands elektroder.

Konvensjonelle lagringsmetoder (i sylindere) komprimert eller flytende hydrogen er et tilstrekkelig farlig yrke. I tillegg trenger hydrogen seg veldig aktivt gjennom de fleste metaller og legeringer, noe som gjør avstengnings- og transportforsterkningen veldig dyrt.

Hydrogen-egenskapen er kjent for å oppløse i metaller fra 1800-tallet, men bare nå er utsiktene for bruk av metallhydrider og intermetalliske forbindelser synlige som kompakte hydrogenlager.

Typer hydrid.

Hydrider er delt inn i tre typer (noen hydrider kan ha flere eiendeler av bindinger, for eksempel å være metallkvalent): metall, ion og kovalent.

Ioniske hydrider -som regel er det opprettet ved høyt trykk (~ 100 atm.) Og ved temperaturer mer enn 100 ° C. Typiske representanter - alkalimetallhydrider. Et interessant trekk ved ioniske hydrider er en stor grad av tetthet av atomer enn i startstoffet.

Kovalente hydrider - Praktisk ikke finner applikasjoner på grunn av lav stabilitet og høy toksisitet av metaller som brukes og intermetalliske. En typisk representativ - hydrid Beryllium, oppnådd ved den "våte kjemi" ved dimetylbærylstrålingen med litium-fluidrid i dietyleteroppløsningen.

Metallhydrider - Det kan betraktes som legeringer av metallisk hydrogen, disse forbindelsene er preget av høy elektrisk ledningsevne som både morsmetaller. Metallhydider danner nesten alle overgangsmetaller. Avhengig av hvilke typer obligasjoner kan metallhydrider være kovalent (for eksempel magnesiumhydrid) og ionisk. Nesten alle metallhydrider krever høye temperaturer for dehydrogenering (hydrogen returrespons).

Typiske metallhydrider

• Lead Hydride - PBH4 - Binære uorganiske kjemiske brytere med hydrogen. Veldig aktiv, i nærvær av oksygen (i luften) er selvforplantet.

• Zinkhydroksyd - Zn (OH) 2 - Amphoterisk hydroksyd. Utbredt som et reagens i mange kjemiske produksjoner.

• Palladiumhydrid er et metall hvor hydrogen er mellom palladiumatomer.
• Nikkelhydrid - NIH - brukes ofte med Lantane tilsetningsstoffer LANI5 for batterier elektroder.

Metallhydrider kan danne følgende metaller:
NI, FE, NI, CO, CU, PD, PT, RH, PD-PT, PD-RH, MO-FE, AG-CU, AU-CU, CU-NI, CU-PT, CU-SN.

Metaller og rekordholdere for volumet av hydrogen

Det beste metallet for hydrogenlagring er palladium (PD). I ett volum Palladium kan nesten 850 hydrogenvolumer være "pakket". Men utsiktene til et slikt depot forårsaker sterk tvil i lys av den høye kostnaden for denne metallplatinumgruppen.
I kontrast oppløser noen metaller (for eksempel kobber Cu) bare 0,6 av hydrogenvolum per volum kobber.

Magnesiumhydrid (MGH2) kan lagre opptil 7,6% av massefraksjonene av hydrogen i krystallgitteret. Til tross for de fristende verdiene og den lille andelen av slike systemer er det åpenbare hinderet høye temperaturer av den direkte og reversere reaksjonsavladning og høye endotermiske tap i dehydrogenering av forbindelsen (omtrent en tredjedel av energien av farget hydrogen).
Krystallstruktur av β-fasethydrid MGH2 (tegning)

Akkumulering av hydrogen i metaller

Reaksjonen av absorpsjonen av hydrogen med metaller og intermetallices oppstår med større trykk enn dets valg. Dette bestemmes av de resterende plastdeformasjonene av krystallgitteret under overgangen fra den mettede a-oppløsningen (røkelse) til p-hydrid (substans med lagret hydrogen).

Metaller ikke oppløst hydrogen

Følgende metaller absorberes ikke av hydrogen:
AG, AU, CD, PB, SN, Zn
Noen av dem brukes som avstengningsventiler for lagring av komprimert og flytende hydrogen.

Lavtemperatur metallhydrider er en av de mest lovende hydrider. De har små tapverdier for dehydrogenering, høy hastighet av ladningsutladningssykluser er nesten helt trygge og lave giftige. Begrensningen er en relativt liten spesifikk tetthet av hydrogenlagring. Teoretisk maksimum er lagring på 3%, og i virkeligheten 1-2% av massefraksjonene av hydrogen.

Bruken av pulveriserte metallhydrider pålegger restriksjoner på hastigheten av sykluser "Ladningsutløp" på grunn av lav termisk ledningsevne av pulver og krever en spesiell tilnærming til konstruksjonen av beholdere for lagring. Typisk er introduksjonen i lagringskapasiteten til områder som bidrar til overføring av varme og fremstilling av tynne og flate sylindere. Enkel økning i frekvensen av utslipp-ladningssykluser kan oppnås ved å introdusere et inert bindemiddel til metallhydridet, som har en stor termisk ledningsevne og en høy terskel for treghet til hydrogen og basestoffet.

Intermetalliske hydrider

I tillegg til metaller er lagring av hydrogen i de såkalte "intermetalliske tilkoblingene" lovende. Slike hydrogenoppbevaringsanlegg ble mye brukt i husholdningenes metallhydridbatterier. Fordelen med slike systemer er en tilstrekkelig lav kostnad for reagenser og en liten skade på miljøet. For tiden er metallhydridbatterier nesten universelt repulsert av Litium Energy Accumation Systems. Den maksimale grunnleggende energien til industrielle prøver i nikkel-metall-hydrid-batterier (Ni-MH) er 75 W · H / kg.

En viktig egenskap av noen intermetalliske er høy motstand mot urenheter som finnes i hydrogen. Denne egenskapen lar deg utnytte lignende forbindelser i forurenset media og i nærvær av fuktighet. De flere "ladningsutladnings" -syklusene i nærvær av forurensning og vann i hydrogen forgifter ikke arbeidsstoffet, men reduserer kapasiteten til etterfølgende sykluser. Nedgangen i den nyttige tanken oppstår på grunn av forurensningen av oksider av basestoffsmetaller.

Separasjon av intermetalliske hydrider

Intermetalliske hydrider er delt inn i høy temperatur (dehydrering ved romtemperatur) og høy temperatur (mer enn 100 ° C). Trykket der hydridfasen er plassert) er vanligvis ikke mer enn 1 atm.
I ekte praksis påføres komplekse intermetalliske hydrider som består av tre eller flere elementer.

Typiske intermetalliske hydrider

Lanthansk nikkelhydrid - LANI5 - Hydrid, hvor en enhet Lani5 inneholder mer enn 6 atomer N. Desorptionen av hydrogen fra lantan nikkel er mulig ved romtemperaturer. Imidlertid er elementer som inngår i dette intermetallidet også svært underliggende.
I en enhet er volumet av Lanthana-nikkel en og en halv ganger mer hydrogen enn i flytende H2.

Funksjoner av intermetallhydrogen systemer:

• høyt hydrogeninnhold i hydrid (vekt%);
• exo (endo) -tellisk absorpsjonsreaksjon (desorpsjon) av hydrogenisotoper;
• endring i volumet av metallmatrisen i prosessen med absorpsjonsdesorpsjon av hydrogen;
• revolverende og selektiv hydrogenabsorpsjon.

Områder med praktisk bruk av intermetalliske hydrider:

• stasjonær hydrogen lagring;
• mobilitet av depot og transport av hydrogen;
• kompressorer;
• avdeling (rengjøring) av hydrogen;
• varmepumper og klimaanlegg.

Eksempler på å bruke metallhydrogen systemer:

• tynn hydrogenrensing, alle slags hydrogenfiltre;
• reagenser for pulver metallurgi;
• moderatorer og reflektorer i kjernefysiske systemer (atomreaktorer);
• separasjon av isotoper;
• termonukleære reaktorer;
• vanndissosiasjonsinnstillinger (elektrolyzere, hvirvelkamre av produserende hydrogengass);
• elektroder for batterier basert på wolfram-hydrogen systemer;
• metallhydrid batterier;
• klimaanlegg (termiske pumper);
• transdusere for kraftverk (atomreaktorer, ChP);
• transport av hydrogen.

Artikkelen nevner metaller:

La oss starte med sammensetningen av implementeringsforbindelsene. Vurder dette spørsmålet på eksemplet på hydrider av overgangselementer. Hvis i dannelsen av den implementeringsfasen faller hydrogenatomene faller i tetrahedral hulrom i metallgitteret, bør grenseinnholdet i hydrogen i en slik forbindelse korrespondere med mennene 2 formel (hvor metallet, hvor atomene danner tett emballasje). Tross alt er tetrahedral hulrom i gitteret dobbelt så mange enn atomer som danner en tett emballasje. Hvis hydrogenatomene også faller i oktakedral tomhet, så fra de samme hensynene følger det at grenseinnholdet i hydrogen må overholde formelen av menn, - oktahedral hulrom i en tett emballasje så mye som kategoriene av denne emballasjen av atomer.

Vanligvis, i dannelsen av forbindelser av overgangsmetaller med hydrogen, er enten oktahedral eller tetrahedral hulrom fylt. Avhengig av arten av de opprinnelige stoffene og betingelsene for prosessen, kan den komplette eller bare delvise fyllingen forekomme. I sistnevnte tilfelle vil sammensetningen av forbindelsen avvike fra heltallformelen, det vil bli udefinert, for eksempel menn 1-x; Menn 2-x. Tilkoblinger av implementering bør derfor av sin natur være variable forbindelser,dvs. de som har sammensetning, avhengig av vilkårene for deres produksjon og videre behandling, endres i ganske store grenser.

Tenk på noen typiske egenskaper av implementeringsfasene på eksemplet på forbindelser med hydrogen. For å gjøre dette, sammenlign hydrider av noen overgangselementer med et alkalimetallhydrid (litium).

Når litiumforbindelser med hydrogen, dannes et stoff av en viss sammensetning av LIH. I fysiske egenskaper har det ingenting å gjøre med startmetallet. Litium driver elektrisk strøm, har en metallglitter, plastisitet, et ord, et helt kompleks av metalliske egenskaper. Hydriden av litium har ingen av disse egenskapene. Dette er et fargeløst saltlignende stoff, ikke i det hele tatt ligner på metallet. Som andre alkaliske og jordalkalimetallhydrider er litiumhydrid en typisk ionisk forbindelse, hvor litiumatom har en betydelig positiv ladning, og et hydrogenatom er det samme negative ladningen. Litium tetthet er 0,53 g / cm3, og litiumhydridetetthet 0,82 g / cm 3 - oppstår merkbar økende tetthet. (Det samme observeres i dannelsen av hydrider av andre alkaliske og jordalkaliske jordmetaller).

Helt forskjellige transformasjoner gjennomgår palladium (typisk overgangselement) når de samhandler med hydrogen. En demonstrasjonsopplevelse er velkjent hvor palladiumplaten belagt med en gass-tett lakk bøyd når hydrogen bløder.

Dette skyldes at tettheten av det resulterende hydrid palladium reduseres. Et slikt fenomen kan bare forekomme hvis avstanden mellom metallatomene øker. Atomene til de utplasserte hydrogenene "feie" metallatomer, endrer egenskapene til krystallgitteret.

En økning i volumet av metaller Når hydrogenet absorberes for å danne fasen av innledningen, oppstår så mye merkbart at tettheten av et metall mettet med hydrogen er betydelig lavere, tettheten av det opprinnelige metallet (se tabell 2)

Strengt tatt, grillen dannet av metallatomene vanligvis ikke forblir helt uendret etter å ha absorbert dette metallet av hydrogen. Som et lite hydrogenatom, gjør det fortsatt en forvrengning i gitteret. I dette tilfellet er det vanligvis ikke bare en proporsjonal økning i avstander mellom atomer i gitteret, men også en endring i sin symmetri. Derfor, ofte bare for letthet, sies det at hydrogenatomer blir introdusert i hulrom i tett emballasje - den tette emballasje av metallatomer i seg selv blir fortsatt krenket under innføringen av hydrogenatomer.

Tabell 2 Endringer i tettheten av noen overgangsmetaller i dannelsen av faser av introduksjon med hydrogen.

Dette er langt fra den eneste forskjellen mellom hydrider av typiske og overgangsmetaller.

I dannelsen av hydrider av innledningen blir slike typiske egenskaper av metaller bevart som metallskinn, elektrisk ledningsevne. Sann, de kan være mindre uttalt enn i startmetallet. Dermed er introduksjonshydriderne mye mer lik de opprinnelige metallene enn alkaliske og jordalkalimetallhydrider.

En slik egenskap er mye sterkere enn plastisiteten - hydrogen-mettet metaller blir gjort skjøre, ofte er utgangsmetaller vanskelig å forvandle seg til et pulver, og med de hydrider av de samme metallene er det mye lettere.

Endelig er det nødvendig å merke seg en svært viktig egenskap av hydrider av introduksjonen. I samspillet mellom overgangsmetaller med hydrogen blir metallprøven ikke ødelagt. Dessuten beholder den sin opprinnelige form. Dette skjer i løpet av omvendt prosess - dekomponering av hydrider (tap av hydrogen).

Et naturlig spørsmål kan forekomme: Er det mulig å vurdere prosessen med dannelse av faser av innføring av kjemisk i full forstand av ordet? Er dannelsen av vandige løsninger - en prosess som har mye mer "kjemi"?

For å svare, må du tiltrekke seg kjemisk termodynamikk.

Det er kjent at dannelsen av kjemiske forbindelser fra enkle stoffer (så vel som andre kjemiske prosesser) vanligvis er ledsaget av merkbare energieffekter. Ofte er disse effektene eksoterme, og jo mer energi er den tildelt, jo sterkere den oppnådde tilkoblingen.

Termiske effekter er et av de viktigste tegnene på at det ikke er noen enkel blanding av stoffer, men den kjemiske reaksjonen fortsetter. Når den interne energien i systemet endres, dannelsen av nye linker.

La oss se nå, hvilke energieffekter forårsaker dannelsen av hydrider av introduksjonen. Det viser seg at scatteren er stor her er ganske stor. Ved metaller av sideundergrupper av III, IV og V grupper av det periodiske systemet, er dannelsen av hydrider av innledningen ledsaget av signifikant varmefrigjøring, ca. 30-50 kcal / mol (i dannelsen av litiumhydrid fra enkle stoffer, ca 21 kcal / mol er utgitt). Det kan gjenkjennes at hydrider av introduksjonen, i det minste elementene i de angitte undergruppene, er ganske "ekte" kjemiske forbindelser. Imidlertid bør det bemerkes at for mange metaller som befinner seg i andre halvdel av hvert overgangsområde (for eksempel for jern, nikkel, kobber), energieffekter av dannelsen av hydrider av innføring av småhet. For eksempel, for hydrid av den omtrentlige sammensetningen av FEH 2 termisk effekt er bare 0,2 kcal / mol .

Den lille størrelsen på opplæringen av slike hydrider dikterer metodene for å skaffe dem - ikke en direkte samhandling av metallet med hydrogen, men en indirekte bane.

Vurder flere eksempler.

Nikkelhydrid, sammensetningen av som er nær NIH2, kan oppnås ved å virke på den eteriske oppløsningen av nikkelklorid med fenylmagniybromid i strømmen N2:

Hydridet som er oppnådd som et resultat av denne reaksjonen er et svart pulver, som lett kan avledes hydrogen (som generelt er karakteristisk for hydrider av introduksjonen), med en liten oppvarming i oksygenatmosfæren, det mammes.

På samme måte kan hydrider av nikkel naboer på det periodiske systemet - kobolt og jern oppnås.

I hjertet av en annen metode for å oppnå overgangshydrider er anvendelsen av litiumalanat LiAlh i samspillet mellom det tilsvarende metallklorid med LIALH4 i den eteriske oppløsningen, er alanatet av dette metallet dannet:

Mecl. 2 + LiAlh. 4 \u003e Meg (alh 4 ) 2 + LICL.(5)

For mange metaller er alanater skjøre forbindelser som desintegreres med økende temperatur.

Meg (alh. 4 ) 2 \u003e Meh. 2 + Al + H 2 (6)

Men for noen metaller strømmer sidegruppene en annen prosess:

Meg (alh. 4 ) 2 \u003e Meh. 2 + ALH. 3 (7)

I dette tilfellet, i stedet for en blanding av hydrogen og aluminium, dannes aluminiumhydrid, som er oppløselig i luften. Vask reaksjonsproduktet ved eter, er det mulig å oppnå et rent hydrid av overgangsmetallet i resten. På denne måten ble så som lavbestandige sinkhydrider, kadmium og kvikksølv oppnådd.

Det kan konkluderes med at fremstillingen av hydrider av elementer av sidegrupper er basert på typiske metoder for uorganisk syntese: Bytt reaksjoner, termisk dekomponering av skjøre forbindelser under visse betingelser, etc. Hydrider av nesten alle overgangselementer ble oppnådd, selv svært skjøre . Sammensetningen av hydrid oppnådd er vanligvis nær Stoichiometrisk: FEH 2, COH2, NIH 2 ZNH2, CDH2, HGH 2. Tilsynelatende bidrar oppnåelsen av støkiometri til en lav temperatur hvor disse reaksjonene utføres.

Vi vil analysere, nå påvirkning av reaksjonsbetingelsene til sammensetningen av hydrider av introduksjonen. Det strømmer direkte fra prinsippet om leschatel. Jo høyere trykket av hydrogen og under temperaturen, jo nærmere den maksimale verdien av metallmetningen med hydrogen. Med andre ord tilsvarer hver spesifikk temperatur og hver stor grad av trykket til en viss grad av metalliummetning med hydrogen. Omvendt tilsvarer hver temperatur til et visst likevekt hydrogentrykk over metalloverflaten.

Herfra stammer det en av de mulige anvendelsene av overgangselementer. Anta at du i et system må skape et strengt definert trykk på hydrogen. Et metall mettet med hydrogen er plassert i et slikt system (titan ble anvendt i eksperimenter). Den kan oppvarmes til en viss temperatur, du kan opprette i systemet det nødvendige trykket av gassformig hydrogen.

En hvilken som helst klasse av forbindelser er interessant for sin kjemiske natur, sammensetningen og strukturen av partikler som består av forholdet mellom forholdet mellom disse partiklene. Disse kjemikerne er dedikert til deres teoretiske og eksperimentelle arbeid. Er ikke noe unntak fra implementeringsfasen.

Det endelige synspunktet på naturen av hydridinnføringen er ikke ennå. Ofte forskjellige, noen ganger de motsatte synspunkter, forklarer vellykket de samme fakta. Med andre ord er det ingen enkelt teoretiske syn på konstruksjonen og egenskapene til implementeringsforbindelser.

Vurdere noen eksperimentelle fakta.

Prosessen med å absorbere hydrogenpalladium ble studert i de mest detaljerte. For dette overgangsmetallet er det karakteristisk at konsentrasjonen av hydrogen oppløst i den ved en konstant temperatur er proporsjonal med kvadratroten fra det ytre trykk av hydrogen.

Ved noen temperatur er hydrogen i noen grad dissociates til frie atomer, så det er en balanse:

Konstant av denne saldoen:

hvor r. N. - Trykk (konsentrasjon) av atomhydrogen.

Herfra (11)

Det kan ses at konsentrasjonen av atomhydrogen i gassfasen er proporsjonal med rotfirkanten fra trykket (konsentrasjon) av molekylær hydrogen. Men den samme størrelsen er proporsjonal med konsentrasjonen av hydrogen i palladium.

Herfra kan vi konkludere med at palladium løser hydrogen som individuelle atomer.

Hva, i dette tilfellet, arten av kommunikasjon i palladiumhydridet? En rekke eksperimenter ble gjort for å svare på dette spørsmålet.

Det ble funnet at når den elektriske strømmen føres gjennom det palladium mettet palladium, flyttes de ikke-metallatomer til katoden. Det bør antas at det hydrogenproduserte metallet i gitteret er helt eller delvis dissociert på protoner (dvs. ioner H +) og elektroner.

Data på elektronstrukturen til palladiumhydridet ble oppnådd i studien av magnetiske egenskaper. Forandringen i de magnetiske egenskapene til hydridet fra mengden av hydrogen, som kom inn i strukturen ble undersøkt. Basert på studiet av magnetiske egenskaper av stoffet, er det mulig å estimere hvilke antall uberørte elektroner som er inneholdt i partikler som dette stoffet består av. I gjennomsnitt står en palladiumatom for ca. 0,55 unpaired elektroner. Når mettet palladiumhydrogen, reduseres antall unpaired elektroner. Og i stoffet i sammensetningen PDH 0, 55, er unpaired elektroner praktisk talt fraværende.

Basert på disse dataene, kan det konkluderes: De unpaired palladiumelektronene danner par med unpaired elektroner av hydrogenatomer.

Imidlertid kan egenskapene til hydrider av introduksjonen (spesielt elektrisk og magnetisk) forklares på grunnlag av motsatt hypotese. Det kan antas at i hydrider av innledningen er det ioner h - dannet ved å fange hydrogenatomene i en del av de halvfrie elektronene som finnes i metallgitteret. I dette tilfellet vil elektronene oppnådd fra metallet også danne par med elektroner som eksisterer på hydrogenatomer. Denne tilnærmingen forklarer også resultatene av magnetiske målinger.

Kanskje, begge typer ioner sameksisterer i hydrider. Metallelektroner og hydrogenelektroner danner par, og derfor oppstår en kovalent forbindelse. Disse elektroniske parene kan forskyves i en eller annen grad til et av atomene - metall eller hydrogen.

Elektronparet skiftes sterkere til metallatomet i hydrider av disse metallene, som er mindre tilbøyelige til å gi elektroner, for eksempel i palladiumhydrider eller nikkel. Men i hydrider av Scandia og Uranus, tilsynelatende, blir det elektroniske paret sterkt skiftet mot hydrogen. Derfor er hydrider av lantanider og actinoider i stor grad lik hydrider av jordalkaliske jordmetaller. Forresten når lanthanhydridet sammensetningen av Lah 3. For typiske hydrider av innføringen av hydrogeninnhold, som vi nå vet ikke høyere enn de tilsvarende formlene av menn eller menn 2.

Et annet eksperimentelt faktum viser vanskelighetene med å bestemme arten av kommunikasjon i implementeringshydrider.

Hvis det ved lave temperaturer fjerner hydromdium fra hydridhydrogen, er det mulig å opprettholde et forvrengt ("utvidet") grid, som var i hydrogenmettet palladium. Magnetiske egenskaper (merk av det), elektrisk ledningsevne og hardhet i slikt palladium generelt det samme som hydridet var.

Det følger at i dannelsen av introduksjonshydrider er endringen i egenskapene ikke bare forårsaket av nærvær av hydrogen i dem, men også bare ved å endre de interatomiske avstandene i gitteret.

Vi må innrømme at spørsmålet om innføringshydridernes natur er svært komplisert og langt fra sluttstillatelsen.

Mennesket har alltid vært kjent for, ikke engang å vite alle aspekter av noen fenomener, det bruker dyktig praktisk talt disse fenomenene. Dette gjelder fullt ut for hydrider av introduksjonen.

Dannelsen av hydrider av innføringen i noen tilfeller er bevisst brukt i praksis, i andre tilfeller, tvert imot, de prøver å unngå.

Innledende hydrider gir relativt lett hydrogen ved oppvarming, og noen ganger ved lave temperaturer. Hvor kan jeg bruke denne egenskapen? Selvfølgelig i gjenoppdagningsprosesser. Videre er hydrid-gitt hydroder på et eller annet stadium av prosessen i atomisk tilstand. Dette er trolig knyttet til den kjemiske aktiviteten til introduksjonshydrider.

Det er kjent at gode katalysatorer for reaksjoner der hydrogen er festet til noe stoff, er metaller i den åttende gruppen (jern, nikkel, platina). Kanskje deres katalytiske rolle er forbundet med den mellomliggende dannelsen av skjøre implanterende hydrider. Dissociating ytterligere, gir hydrider et reaksjonssystem med en viss mengde atomhydrogen.

For eksempel, fin-dispergert platina (den såkalte platina sorte) katalyserer hydrogenoksydasjonsreaksjonen - i sin nærvær kommer denne reaksjonen til en merkbar hastighet selv ved romtemperatur. Denne egenskapen til Platinum Mobile brukes i brenselceller - Apparater der kjemiske reaksjoner brukes til direkte å produsere elektrisk energi, omgå varmen (brennende stadium). På samme egenskap av fint platina er den såkalte hydrogenelektroden basert - et viktig verktøy for å studere de elektrokjemiske egenskapene til løsninger.

Dannelsen av introduksjonshydrider brukes til å oppnå spesielt rene metallpulver. Metall uran og andre aktinider, så vel som veldig rent titan og vanadium plast, og derfor er det nesten umulig å fremstille pulver fra dem ved metoden for å gni metall. For å frata metalliteten av plastisitet, er den mettet med hydrogen (denne operasjonen kalles "brennende" av metall). Hydrid dannet er lett triturert i pulver. Noen metaller som allerede er mettet med hydrogen selv, går til pulvertilstanden (uran). Da, når det er oppvarmet i vakuum, fjernes hydrogen og det rene metallpulveret forblir.

Termisk nedbrytning av noen hydrider (UH3, TIH 2) kan brukes til å oppnå rent hydrogen.

De mest interessante områdene av bruk av titanhydrid er mest interessante. Den brukes til produksjon av foametal (for eksempel skumdannelse). For dette injiseres hydridet i smeltet aluminium. Ved høy temperatur dekomponerer det og hydrogenbobler dannet skumdannende væskealuminium.

Titanhydrid kan brukes som et reduksjonsmiddel av oksider av noen metaller. Det kan fungere som en loddemaskin for tilkobling av metalldeler, og et stoff som akselererer prosessen med sintringsmetallpartikler i pulvermetallurgi. I de to sistnevnte tilfeller anvendes også reduksjonsegenskapene til hydrid. På overflaten av metallpartiklene, og metalldelene blir vanligvis dannet av et lag av oksyder. Det forhindrer adhesjonen av nærliggende tomter av metall. Titanhydrid under oppvarming gjenoppretter disse oksyder, og derved rengjør metalloverflaten.

Titanhydrid brukes til å skaffe noen spesielle legeringer. Hvis du bestemmer deg for overflaten av kobberproduktet, dannes det tynne laget av kobberlegering med titan. Dette laget gir overflaten av produktets spesielle mekaniske egenskaper. Således kan flere viktige egenskaper (elektrisk ledningsevne, styrke, hardhet, slitestyrke, etc. kombinert i ett produkt, etc.).

Endelig er titanhydrid et svært effektivt middel for å beskytte mot nøytroner, gammastråler og annen hard stråling.

Noen ganger er det nødvendig å håndtere dannelsen av hydrider av introduksjon. I metallurgi, i kjemisk, olje og andre næringer, er hydrogen eller dets forbindelser under trykk og ved høye temperaturer. Under slike forhold kan hydrogen diffusi diffusere gjennom det oppvarmede metallet, bare "la" fra utstyret. I tillegg (og dette er kanskje det viktigste!), På grunn av dannelsen av hydrider av introduksjonen, kan styrken av metallutstyr sterkt redusere. Og dette tar allerede en alvorlig fare når du arbeider med høyt trykk.

Hydride nikkel Beskriver legering laget, kombinere nikkel og hydrogen. Hydrogeninnholdet i nikkelhydridet er opptil 0,002% per melk.

Hydrogen virker som et styrket middel, som hindrer dislokasjoner i nikkelatomkrystallgitteret fra å glide av hverandre. Forandringen i mengden av hydrogenlegering og form av sin tilstedeværelse i hydridet av nikkel (akselerert fase) styrer egenskapene som hardhet, drivstoff og styrke av det resulterende nikkelhydridet. Nikkelhydrid med økt hydrogeninnhold kan gjøres mer solid og sterkere enn nikkel, men et slikt nikkelhydrid er også mindre komplisert enn nikkel. Tapet av tilstrekkelighet oppstår på grunn av sprekker som støtter skarpe punkter på grunn av undertrykkelsen av den elastiske deformasjonen ved hydrogen og hulrom dannet under spenning på grunn av dekomponering av hydridet. Hydrogenbredning kan være et problem i nikkel å bruke i turbiner ved høye temperaturer.

I et smalt utvalg av konsentrasjoner som utgjør nikkelhyllen, kan en blanding av hydrogen og nikkel bare danne flere forskjellige strukturer med helt forskjellige egenskaper. Å forstå slike eiendommer er viktig for etableringen av høy kvalitet nikkelhydrid. Ved romtemperatur er den mest stabile formen på nikkelet strukturen til den kubiske (FCC) a-nikkelstrukturen fokusert på ansiktet. Dette er et ganske mildt metallmateriale som bare kan si opp en meget liten konsentrasjon av hydrogen, ikke mer enn 0,002% av vekten i, og bare 0,00005% i. Fasen av den faste løsningen med oppløst hydrogen, som støtter den samme krystallinske strukturen som den opprinnelige nikkel, kalles a-fase. 25 ° C 6 av hydrogentrykket KBAR er nødvendig for å få nok inn i B \u003d nikkel, men hydrogen returnerer fra løsningen hvis trykket faller under 3,4 KBAR.

Flate

Hydrogenbindingsatomer sterkt med nikkeloverflate, med hydrogenmolekyler som separerer for å gjøre det.

Dihydrogen-frakobling krever en tilstrekkelig mengde energi til å krysse barrieren. På NOR (111) er den krystallinske overflaten av barrieren 46 KJ / molekylvekter, mens på NOR (100) barrieren er 52 KJ / molekylvekt. I nr (110) er den krystallinske overflaten av flyet den laveste aktiveringsenergien for å bryte hydrogenmolekylet i 36 KJ / molekylvekter. Overflatelaget av hydrogen på nikkel kan frigjøres, oppvarming. Heller ikke (111) mistet hydrogen mellom 320 og 380 k. nor (100) tapt hydrogen mellom 220 og 360 k. nor (110) krystallinske overflater mistet hydrogen mellom 230 og 430 K.

For å få nok søvn i nikkel, må hydrogen migrere fra overflaten gjennom forsiden av nikkelkrystallet. Dette forekommer ikke i vakuum, men kan oppstå når andre molekyler påvirker den belagte overflaten av nikkelet av hydrogen. Molekyler bør ikke være hydrogen, men de ser ut til å fungere som hammere som treffer fisthydrogenatomene gjennom nikkeloverflaten til dypet. Aktiveringsenergien på 100 KJ / molekylære masser er nødvendig for å trenge inn i overflaten.

Høytrykksfaser

Den sanne krystallografiske måten er en utmerket fase av nikkelhydrid kan produseres med en høytrykks hydrogengass på 600 MPa. Alternativt kan dette produseres elektrolytisk måte. Krystallformen er en konsentrert kubikk- eller p-nikkel s hydrid. Hydrogen til nikkel atomforhold opp til en med hydrogen, som opptar et åtte-marginalt sted. Tettheten av β-hydrid er 7,74 g / cm. Den er malt i grått. I den nåværende tetthet på 1 amp per kvadratkvalitet i 0,5 molekylvekter / liter svovelsyre og tiourea vil overflatelaget av nikkel bli omdannet til hydrid av nikkel. Denne overflaten er overfylt, roser til millimeter lang. Hackeren er plassert i (001) flyet av de opprinnelige nikkelkrystallene. Gitteret konstant fra nikkelhydridet er 3,731 Å, som er 5,7% mer enn nikkel.