» » Производство ковкого титана методом плавки
07.02.2017

Одним из основных затруднений при плавке титана является выбор материала для тигля, который обладал бы достаточной огнеупорностью и химической инертностью по отношению к расплавленному титану. Практически расплавленный титан, как и цирконий, взаимодействует в той или иной степени со всеми огнеупорами, содержащими в своем составе окислы (частично восстанавливая их), в результате чего металл, входящий в состав огнеупора, и кислород переходят в расплав и загрязняют титан
В литературе при обсуждении вопроса о выборе огнеупоров для плавки титана иногда сопоставляют химическую прочность TiO2 и других тугоплавких окислов по величинам свободных энергий их образования. При этом, указывая, например, на большую химическую прочность BeO и ThO2, чем TiO2, высказывают предположение о возможности использования BeO или ThO2 в качестве материалов для тиглей Однако в этих рассуждениях, учитывающих только реакцию типа:
2ВеО + Ti = 2Be + TiO2.

упускают из виду следующее
1) при взаимодействии титана с огнеупором может образоваться не TiO2, a TiO, химическая прочность которого гораздо выше, чем TiO2 и сопоставима с .химической прочностью огнеупорных окислов (BeO или ThO2) и даже несколько выше их;
2) продукты реакции могут образовывать растворы или химические соединения, например раствор TiO (или, другими словами, раствор кислорода) в титане не исключены возможности образования бериллида или раствора бериллия в титане, взаимодействия TiO+BeO и т, п.
Образование растворов или соединений сдвигает реакцию в сторону вое становления огнеупора и приводит к загрязнению титана.
Аналогичные рассуждения относятся и к выбору огнеупора для плавки циркония.
Наибольшей устойчивостью по отношению к расплавленному титану из окисных огнеупоров обладает прокаленная двуокись тория, однако помимо того, что двуокись тория относительно дорога, она все же не может считаться совершенно инертной по отношению к расплавленным титану и цирконию. Поэтому для плавки этих металлов применяют графитовые тигли или медные, охлаждаемые водой, поскольку расплавленные титан и цирконий не взаимодействуют с поверхностью охлажденной меди. Во избежание окисления или нитрации металла плавка производится в вакууме или в защитной газовой среде из аргона или гелия.