Русская Википедия:Гидрид титана(II)
Шаблон:Вещество Гидрид титана (дигидрид титана) — бинарное химическое соединение металла титана и водорода с формулой TiH2. Гидрид титана стехиометрического состава устойчив только под давлением водорода в 1 атм. и температуре 400 °C [1]. Содержит 4,04% водорода по массе.
Физические свойства
Гидрид титана представляет собой серовато-чёрный порошок, хрупок. Имеет магнитную восприимчивость равную 4,58∙10−6[2].
Гидрид титана существует в двух кристаллических модификациях:
- тетрагональная, пространственная группа I4/mmm, с параметрами решетки a = 0,4528 нм, c = 0,4279 нм при температуре ниже 37 °C;
- кубическая гранецентрированная, пространственная группа Fm3m, с параметром решетки a = 0,4454 нм при температуре выше 37 °C[3].
Получение
Гидрид титана можно получить одним из следующих способов.
- Непосредственным гидрированием титана:
- <math>\mathsf{Ti + H_2 \xrightarrow{400-500^\circ C} TiH_2}</math>
- Перед процессом непосредственного насыщения титана водородом, титановую губку отжигают в вакууме при температуре 700 °C, после чего, в камеру подают водород и понижают температуру до 500 °C;
- Восстановлением соединений титана:
- TiO2 + 2CaH2 = TiH2 + 2CaO + H2
- Оксиды и хлориды титана можно восстанавливать кальцием, натрием, магнием, литием в среде водорода[4];
- Электрохимическим методом:
- Насыщение титана водородом проводят при электролизе однонормального раствора H2SO4, где катодом служит титановая пластинка;
- Исходный металл в виде порошка или спрессованной стружки помещают в реактор, в котором создают давление водорода 0,1-0,3 МПа и производят локальный нагрев контейнера, что приводит к дальнейшему самопроизвольному горению и образованию гидридов[3].
Химические свойства
Негигроскопичен и устойчив по отношению к разбавленным кислотам[1]. Разложение гидрида титана начинается при температуре 300 °C, но дегидрирование даже при температуре 1100 °C не приводит к полному удалению водорода из титана. Глубокое вакуумирование позволяет снизить температуру дегидрирования[4]. Тонкоизмельчённые порошки могут самовозгораться на воздухе.
Применение
Применяемый на практике гидрид титана по существу имеет состав TiH1,8 – TiH1,99. Используется как порообразователь для изготовления пенометаллов; как источник чистого водорода; как катализатор в реакциях гидрирования органических соединений[3]. Применяется в порошковой металлургии титана для получения активного титана, а также процесс гидрирования и дегидрирования позволяет получать мелкие порошки титана за счет значительного различия параметров кристаллической решетки гидрида и исходного металла. Гидрид титана находит применение в пиротехнике для получения белого цвета свечения[4][5]. Добавляется во флюсы для пайки металла с керамикой[6]. Используется в мощных импульсных тиратронах с водородным наполнением и оксидным катодом в составе накаливаемого генератора водорода.
Примечания
