Билет 35: Применение материалов на основе титана и его соединений

Титан обладает высокой коррозионной стойкостью, поэтому его применяют для покрытие подводных лодок, высокой прочностью при малом весе, поэтому его используют при изготовлении сплавов с алюминием для авиации, биосовместим, поэтому из него изготавливают штифты, протезы ит.д., его добавки к стали придают её эластичности, сплав с никелем (нитинол) обладает высокой коррозионной стойкостью и эффектом памяти: после деформации при небольшом нагреве деталь из этого материалам восстанавливает исходную форму. Нитрид титана обладает высокой температурой плавления и устойчивостью к механическим повреждениям, поэтому его используют в виде “сусального золота”, нанося покрытия на купола, золотые часы ит.д.. Диоксид титана используют в качестве пигмента, как фотокатализатор для самоочищающихся покрытий или очистки воздуха от вредных примесей, карбиды титана обладают очень высокими температурами плавления, например: Ta4HfC5 плавится при 4216⁰С.-это же тантал!!!!!!!

Билет 36: Принцип работы топливных элементов

Водородный топливный элемент (ТЭ) представляет собой электрохимическое устройство, преобразующее энергию реакции соединения водорода с кислородом напрямую в электричество, минуя малоэффективные, идущие с большими потерями, процессы горения. Поэтому у ТЭ энергетический КПД значительно выше, чем у традиционных энергоустановок и может составлять 90%. Химические реакции в ТЭ идут на пористых электродах (аноде и катоде), активированных катализатором (обычно на основе платины или других металлов платиновой группы), по следующей схеме. Водород поступает на анод топливного элемента, где его атомы разлагаются на электроны и протоны. Электроны поступают во внешнюю цепь, создавая электрический ток. Протоны, в свою очередь, проходят сквозь протонообменную мембрану на катодную сторону, где с ними соединяется кислород и электроны из внешней электрической цепи с образованием воды. Таким образом, побочными продуктами элемента являются тепло и пар (вода), значит, ТЭ - экологичны, однако, платиновый катализатор, используемый в ТЭ, может быть отравлен угарным газом или сероводородом.

Билет 37: Применение материалов на основе ванадия, ниобия, тантала и их соединений

Допирование стали ванадием повышает её прочность, так как ванадий является раскилителем (удаляет пузырьки азота и кислорода), также детали из стали с добавками ванадия медленнее изнашиваются, чем из обычной стали. Оксид ванадия (V) является катализатором окисления оксида серы (IV) в оксид серы (VI) в синтезе серной кислоты.

Легирование стали ниобием увеличивает коррозионную стойкость материала, слой карбида ниобия защищает защищает от коррозии многие материалы даже при очень высоких температур, поэтому используется в ракетостроении и при производстве турбин, применяется в реконструктивно-восстановительной хирургии: исправление или максимальное уменьшение последствий ожогов или травм, сплав ниобия с рением заменяет иридий при производстве авторучек.

Тантал тугоплавок, поэтому его применяют при изготовлении нитей накаливания электроламп, из него изготавливают химическую посуду для агрессивных реактивов, так как он обладает высокой химической стойкостью и пластичностью, легирование сталей повышает их жаропрочность, карбид тантала-гафния обладает рекордной температурой плавления - 4216⁰С - его применяют в ракетной промышленности, из оксида тантала (V) изготавливают конденсаторы для миниатюрного оборудования и компьютеров, обладает высокой биологической совместимостью, его используют при протезировании (например: пластины черепной коробки при её проломе).