铌、钽及其合金在热盐酸和磷酸溶液中的腐蚀行为

铌在矿物中具有显著的抗腐蚀能力，在氢氟中也是如此，但是在极其恶劣的介质中，如在高温下，铌很容易被腐蚀。另一方面，钽在所有解决方案中都很实用，甚至是高温中。在高酸性溶液中，钽即使比铌更贵，也比铌更受欢迎。大约4%的钽产品用于工业中的抗腐蚀元件，如加热器、热交换器、反应容器、泵叶轮等。

实验

1.材料防腐

铌和钽锭是在300千瓦的连续电子束中熔化得到的，在动态高压下(< 10—5毫巴)。然后，这些锭被锻造，然后轧制到0.5毫米的厚度。部分形状用于制备纯铌的测试样品和钽。另一部分用于生产铌-20、40、60和80重量%钽合金。

铌、钽及其合金的熔点，用离子交换技术进行金属测定，用熔融技术和惰性气体分析仪进行气体分析，见表1。

表1.铌、铌-钽合金和钽的化学结构

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表2.铌、铌-钽合金和钽的密度

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2.腐蚀试验程序

对于高达沸点的氯化氢和磷酸溶液中的腐蚀试验，使用玻璃烧瓶和玻璃探针将蒸汽回流到溶液中。这些设备由半球形加热装置加热，其温度由恒温器控制。对于在高于沸点的盐酸和磷酸溶液中的腐蚀试验，使用内部聚四氟乙烯(特氟隆)板的压力容器。

测试溶液由盐酸和磷酸试剂(专业分析)和去离子水制备。除了自然条件外，在没有搅拌或通风的情况下进行分选试验。

样品垂直放置在烧瓶或压力容器底部的聚四氟乙烯支架上。腐蚀测试样品在不同温度下暴露于5、10、15和20重量%的盐酸和20、40、60和80重量%的磷酸溶液中:沸点、150℃和200℃。在沸点下，暴露时间从3天到14天不等，在沸点以上，暴露持续时间为14天。曝光后，样品被旋转以去除任何可能的残留物，并用丙酮干燥。流失率（um/年)与材料重量损失、暴露面积、暴露时间和材料密度(表2)相比较。

结果

1.盐酸中的钴离子行为

铌和铌钽合金在沸腾盐酸中的腐蚀行为

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图1 .铌在沸腾盐酸溶液中的腐蚀速率与暴露时间的关系。

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图2.铌-20wt %钽合金在沸腾盐酸溶液中的腐蚀速率与暴露时间的关系

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图3.铌和铌-20wt %钽合金在沸腾的盐酸溶液中的腐蚀速率与asid浓度的关系

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图4.铌、钽及其合金在150℃盐酸溶液中的腐蚀速率与砷的腐蚀速率。

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图5.铌、钽及其合金在200℃盐酸溶液中的腐蚀速率与砷的腐蚀速率

图1和图2示出了浓度和曝光时间。腐蚀速率随着测试时间的延长而降低。两种材料在最长测试时间内的腐蚀速率如图3所示。对于铌和铌-20wt %钽合金，腐蚀速率随着掺杂量的增加而增加。我们注意到铌-20重量%钽合金比铌更耐磨。在75℃沸腾的17.5重量%盐酸和20重量%盐酸中，暴露14天后，铌的腐蚀速率分别为97和33μm/年。