2.3.3. Расстворимость водорода в других металлах

Однако вернемся к нормальным металлам, на сей раз к тем, которые образуют псевдогидриды: Ti, Zr, Та, V, Pd, La, Th, Nb. Растворимость водорода в них значительно выше, чем в остальных металлах, — в 10³—10⁴раз. И хотя трудно предста­вить, что два атома водорода растворяются в одном атоме Ti, Zr и V, тем не менее это так.

Правда, металлом такое вещество уже назвать трудно. В обычном своем виде титан по удельной прочности (отношение прочности к массе) превосходит сталь и поэтому используется в авиации, ракетостроении и для альпинистского снаряжения. Титан, поглотивший водород в указанной выше дозе (2 атома Н на один атом Ti), — серый порошок, крошащийся в пальцах.

Именно таким способом можно превращать твердый титан в порошок — насытить титан водородом, раскрошить, а потом водород удалить. Водород из титана удаляют, естест­венно, нагревом, так как в металлах этой группы раствори­мость водорода с ростом температуры убывает. Кстати, так делают «генераторы водорода» — источники водорода для наполнения им герметичных приборов. Внутрь помещают кусочек титана, насыщенного водородом, и, нагревая его, вводят водород в объем прибора.

Техника всему находит применение, и если вы найдете У чего-либо какое-нибудь новое свойство, не огорчайтесь, что ему еще не найдено применение. Это может произойти завтра.

Растворяются ли в металлах другие газы? Да, например, азот растворяется в Fe, Си, Mo, W, но в количествах мень­ших, чем водород. Кислород растворяется в большинстве металлов, примерно в тех же количествах, что и водород при образовании твердых растворов. Растворимость азота и кислорода обычно увеличивается с ростом температуры, но бывают исключения. Например, растворимость азота в железе уменьшается с увеличением температуры от 1200 до 1700 К, а растворимость кислорода в серебре имеет минимум при 700 К. Впрочем, по сравнению с поведением водорода в мар­ганце все это не выглядит слишком сложным.

Растворение газа в металле иногда даже успешно исполь­зуется — например, откачка водорода титаном. Но плохо когда растворенный газ начинает выделяться в вакуум, ухудшая его. Для этого газу надо продиффундировать к по­верхности. Не будем рассматривать механизм диффузии — это прекрасно сделано в книге Б. С. Бокштейна «Атомы блуж-| дают по кристаллу» (М.: Наука, 1984.— Библиотечка «Квант»J вып. 28). Заметим лишь, что скорость диффузии увеличивается с увеличением температуры, а поскольку обезгаживание (как и любой технологический процесс) нежелательно вести долго, его стараются осуществлять при высокой температуре, чтобы! за счет увеличения коэффициента диффузии быстро обезгазить возможно более толстый слой металла. При этом надо! создать над металлом среду, в которой нет газов, чтобы] они не растворялись в металле (оказывается, чтобы получить «вакуумный» материал, нужен или вакуум, или чистый инертный газ).