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釩的性質(zhì)
釩(Vanadium),化學符號V,元素周期表中序數(shù)為23,原子量為50.94。釩是銀白色略帶藍色的金屬,具有延展性;含有氧、氮、氫時則變脆、硬。釩在較高的溫度下與原子量較小的非金屬形成穩(wěn)定的化合物;在低溫下有良好的耐腐蝕性。它在空氣中的分解反應為:6NH4VO3=(NH4)2O·3V2O5 4NH3 2H2O2NH4VO3=V2O5 2NH3 H2O。釩進入合金后可增強合金的強度,降低熱膨脹系數(shù)。
釩在地殼中的豐度約為0.02%,比銅、鋅、鎳、鉻都高。按地殼中元素豐度排列3位??梢哉f,在地殼中含有非常豐富的釩金屬。如果把煉油加氫脫硫廢催化劑磨細以后與足量的在氧化氣氛中焙燒,使釩組分變成釩酸鈉,鉬成分變成鉬酸鈉,氧化鋁變成鋁酸鈉,用水萃取這些可溶于水的化合物,分離出含鎳固體渣。但釩金屬有一個特點,很難形成獨立的礦床,伴生性非常明顯,因此在自然界非常分散,通常和其他金屬伴生,如:釩鈦磁鐵礦。因此,不太容易單獨對釩金屬進行開采和提煉,釩產(chǎn)品多作為冶金業(yè)的副產(chǎn)品生產(chǎn)。
偏釩酸鈉(NaVO3)、焦釩酸鈉(Na4V2O7)和正釩酸鈉(Na3VO4)比較常見,它們在水中易溶解,生成水合物。以偏釩酸鈉為例,在35℃以上時它能從其溶液中結(jié)晶出無水結(jié)晶,而在35℃以下則析出NaVO3·2H2O。另一方面,釩渣中的鋁酸鈉和得到利用,焙燒中生成的氧化鋁不會被水溶出,得到分離,各有用組分沒有損失,都得到利用。偏釩酸鈉的溶解度隨溫度升高而增加。
室溫下金屬釩較穩(wěn)定,不與空氣、水和堿作用,也能耐稀酸。高溫下,金屬釩很容易與氧化氮作用。當金屬釩在空氣中加熱時,釩氧化成棕黑色的三氧化二釩、鐵紅色的四氧化二釩,并終成為桔黃色的五氧化二釩。在操作中只能將酸慢慢倒入水里,切不可把水往酸里加,以防止酸液表面局部過熱引起酸液噴濺。釩在氮氣中加熱至900~1300℃會生成氮化釩。釩與碳在高溫下可生成碳化釩,但碳化反應必須在真空中進行。當釩在真空下或惰性氣氛中與硅、硼、磷、一同加熱時,可形成相應的硅化物、硼化物、磷化物和。
二氧化釩是一種熱致變色材料, 相變溫度為 68℃。相變前后二氧化釩光學性能有較大的變化, 如二氧 化釩對紅外線透過率低溫態(tài)時大, 高溫態(tài)時小。釩電池的優(yōu)點是可在常溫下安全使用,電解液和電池使用壽命均長,制造成本低。 利用這一特點, 在玻璃基體上沉積二氧化釩薄膜, 可實現(xiàn)對汽 車、 建筑物、 航天器等室內(nèi)溫度的自動調(diào)節(jié), 從而達到對太陽光能的智能化利用, 節(jié)省地球能源。
氧化釩材料在相對低的溫度下作為絕緣體時,呈現(xiàn)出多相競爭的現(xiàn)象。然而,自20世紀60年代人們開始研究二氧化釩以來,這奇異的相行為一直不為人們所掌握。在運輸中采用鋼板制汽車槽罐、鐵路槽罐、水運槽船,使用時直接從儲罐通過管道輸送至車間。美國科學家2010年11月23日表示,通過對二氧化釩相變(從金屬到絕緣體)進行系統(tǒng)的研究,他們揭開了困擾學術(shù)界數(shù)十年的謎團。
?釩在高碳鋼中的應用介紹
釩在高碳鋼中的應用
在高碳鋼中采用釩微合金化,主要用于鋼軌、軸承鋼、工具鋼、模具鋼等的生產(chǎn),目前攀鋼采用釩微合金化生產(chǎn)的鋼種主要為鐵路鋼軌。 重軌鋼屬于珠光體型鋼。
度和屈服強度隨片間距的減小而增加,韌性則與珠光體團的大小及滲碳體厚度有關(guān),微量釩在重軌鋼中的作用研究結(jié)果表明,釩可以細化奧氏體晶粒、細化珠光體組織并改變其組織形態(tài),產(chǎn)生沉淀強化作用,提高重軌的強度和使用壽命。
釩有多種氧化物。V2O3和V2O4之間,存在著可用通式VnO2n-1(3≤n≤9)表示的同族氧化物,在V2O4到V2O5之間,已知有V3O5、V3O7、V4O7、V4O9、V5O9、V6O11、V6O13等氧化物。它的沸點3380℃,純釩質(zhì)堅硬,無磁性,具有延展性,但是若含有少量的雜質(zhì),尤其是氮,氧,氫等,能顯著降低其可塑性。工業(yè)上釩氧化物主要是以V2O5、V2O4和V2O3形式存在,特別是V2O5和生產(chǎn)尤為重要。