Металлохимия элементов vib-группы.

Хром, молибден и вольфрам по металлохимическим свойствам мало отличаются друг от друга, вследствие чего между собой образуют непрерывные твердые растворы. Поскольку они относятся к d-элементам с дефектной d-оболочкой, являются хорошими растворителями для других ме­таллов. Хром образует непрерывные твердые растворы с P-Ti, V, a-Fe, которые, как и хром, обладают ОЦК решетками. Молибден не дает непрерывных растворов с железом, но зато непрерывно растворим в аналогах ванадия — ниобии и тантале. Вольфрам также образует непрерывные растворы с V, Nb, Та, но с титаном уже только ограниченные.

Наибольшее количество промежуточных фаз типа соединений Курнакова образуется при взаимодействии элементов подгруппы хрома с триадой железа и платиновыми металлами (CrFe, CrNi₃, CrCo₃, MoNi₃, WCo, WCo₃ CrPt₃, CrPd, WPt₃ и т. п.). При этом состав соединений Курнакова никогда не обогащен элементом VIB-группы. Они имеют состав АВ и АВ₃, но не А₃В. Поскольку соединения Курнакова образуются из твердых растворов (непрерыв­ных или ограниченных), можно сделать вывод, что элементы VIB-группы значительно лучше растворимы в металлах VIIIB-группы, чем последние в хроме и его аналогах.

Характерными для переходных металлов вообще и для элементов VIB-группы в частности являются фазы внедрения. Наибольшее количество фаз внедрения элементы VIB-группы образуют с бором, причем разнообразие соединений уменьшается в ряду Сг—Mo—W. Так, в системе Сг—В зарегистрировано существование 8 соединений: Сг₄В, Сг₃В, Сг₂В, Сг₆В_г, СгВ, Сг₃В₄, СгВ₂, СгВ„. Последние три борида представляют собой полисоединения, в которых внедрен­ные атомы бора образуют кластеры в пустотах кристаллической решетки. В системах Мо—В и W—В зарегистрировано по 4 соеди­нения Мо₂В, Мо₃В₂, МоВ, МоВ₂; W₂B, WB, W₂B₅, WB₄. Такое раз­нообразие боридов обусловлено особенностями бора, который скло­нен к образованию цепей и каркасов.

Число металлоподобных карбидов и нитридов для элементов VIB-группы значительно меньше, причем предельным составом для них является АВ. Это свидетельствует о невозможности образования углеродных и азотных кластеров в фазах внедрения.

Применение металлов vib-группы и их соединений.

До недавнего вре­мени основным потребителем хрома, молибдена и вольфрама в виде их спла­вов с железом (феррохром, ферромолибден, ферровольфрам) была черная ме­таллургия. И в настоящее время хром и его аналоги сохранили свое значение как основные легирующие добавки к специальным сталям. Добавление этих металлов к сталям увеличивает их твердость и вязкость. Такие стали приме­няются для производства ружейных и орудийных стволов, броневых плит и т. п. Эти же присадки придают сталям и химическую устойчивость к агрессивным средам даже при повышенных температурах. Наиболее известны нержавеющие стали, содержащие более 10% хрома обычно в сочетании с нике­лем (хромоникелевые стали). Сплав молибдена с вольфрамом по химической стабильноти в ряде случаев может заменить платину в химической аппара­туре.

Интересную группу представляют собой сплавы никеля с хромом (них­ромы), обладающие достаточно высокой тугоплавкостью, стабильностью на воздухе при повышенных температурах и значительным электросопротивле­нием. Они применяются в качестве нагревательных элементов печей, позво­ляющих получить температуру до 1100—1200 °С.

Хром широко используют для создания защитных и декоративных галь­ванических покрытий (хромирование). Получаемая на поверхности изделия тонкая пленка хрома толщиной около 5 мкм повышает не только коррозион­ную стойкость, но и износоустойчивость.

В настоящее время основными потребителями молибдена и вольфрама являются электровакуумная, электротехническая и химическая промышлен­ность. Молибден используют в качестве нагревателей высокотемпературных (до 1500 °С) печей сопротивления, работающих в восстановительной (водород) атмосфере, а также для теплозащитных экранов вакуумных печей и в испари­тельных установках. Высокая тугоплавкость и малая летучесть вольфрама дают возможность применить его для изготовления нитей ламп накаливания, катодов радиоламп и рентгеновских трубок. Долговечность ламп накалива­ния и их излучательную способность удается значительно повысить путем введения в баллон лампы небольших количеств иода. Эффект при этом дости­гается за счет протекания обратимой реакции W+I₂:?WI₂, причем иод, реа­гируя с испарившимся вольфрамом на относительно холодной внутренней поверхности баллона, образует летучий WI₂, который разлагается на раска­ленной нити, регенерируя испарившийся вольфрам. В связи с этим удается существенно повысить температуру нити, а следовательно, ее светимость и одновременно увеличть ресурс лампы.

Оксид Сг₂0₃ используется в качестве абразивного материала для тонкой полировки металлических изделий (паста ГОИ), поскольку он обладает высо­кой твердостью и может быть приготовлен в виде очень мелкодисперсного по­рошка, например, путем термического разложения (NH₄)₂Cr₂0₇. Благодаря интенсивному зеленому цвету и химической инертности на воздухе Сг₂0₃ применяется также в качестве масляной краски (хромовая зелень). В каче­стве пигментов красок используют также хроматы свинца и цинка, а вольфра­мовые бронзы служат пигментами лаков. Хромокалиевые квасцы или сульфат хрома (+3) используют в кожевенной промышленности для дубления кожи («хромовая» кожа), а также в качестве протравы при крашении.