Vanadin Niob · Tantal

Inhaltsverzeichnis

• I. Geschichte und Vorkommen der Va-Metalle.
• A. Entdeckung und Namensgebung.
• B. Erste Reindarstellungsversuche.
• C. Vorkommen und geförderte Mengen.
• 1. Vorkommen der Vanadinerze.
• 2. Vorkommen der Niob- und Tantalerze.
• II. Verhüttung der Erze (Die Gewinnung von Verbindungen als Vormaterialien für die Metallherstellung).
• A. Herstellung von V2O5.
• a) Otanmaki-Anlage der finnischen Regierung.
• b) MECSA-Werk in Witbank-Transvaal.
• B. Herstellung von Nb2O2 und Ta2O5 sowie von Doppelsalzen.
• 1. Aufarbeitung der Erze.
• a) Aufschlußverfahren mit Salzschmelzen.
• b) Der Flußsäureaufschluß.
• c) Chlorierung von Erzen und anderen Rohstoffen.
• 2. Trennung von Niob und Tantal.
• a) marignac-Verfahren.
• b) Lösungsmittelextraktion mit Ketonen (Liquid-Liquid-Extraction).
• c) Die fraktionierte Destillation und Trennung der Pentachloride.
• III. Gewinnung der Roh- und Reinmetalle.
• A. Allgemeines.
• B. Vanadin.
• 1. Aluminothermische Herstellung von Vanadin.
• 2. Kohlenstoffreduktion von V2O5 im Vakuum.
• 3. Calciothermische Herstellung von Vanadinreguli.
• a) Allgemeines.
• b) Verfahren nach McKechnie und Seybolt.
• c) Variante nach Beard und Crooks.
• d) Verfahren nach Wilhelm und Long, Variante nach Joly.
• 4. Reduktion des Chlorides.
• a) Reduktion des Chlorides mit Magnesium unter Argon (KrollProzeßnachFoley, Ward und Hock).
• b) Chloridreduktion mit Wasserstoff (Wirbelbett).
• 5. Thermische Zersetzung von Vanadin jodiden (van Arkel-Verfahren).
• 6. Elektrolytische Salzbadreinigung (Electro-refining).
• 7. Elektrolyse von wäßrigen Lösungen.
• C. Niob und Tantal.
• 1. Allgemeines.
• 2. Reduktion von Niob- und Tantaloxyden mit Kohlenstoff.
• 3. Reduktion von Halogeniden.
• a) Siemens & Halske-Verfahren.
• b) Verfahren.
• c) Reduktionsvariante mit flüssigem Natrium.
• 4. Thermische Zersetzung von Halogeniden.
• 5. Schmelzflußelektrolyse.
• a) Elektrolyse von Ta2O5 aus einem Alkalifluoridbad.
• b) Elektrolyse von TaCl5 aus einem Alkalifluoridbad.
• c) Elektrolyse von Niob.
• d) Elektrolytische Salzbadreinigung (Electro-refining).
• e) Elektrolyse aus wäßrigen oder organischen Lösungsmitteln.
• IV. Herstellung der kompakten Reinmetalle.
• B. Sinterverfahren.
• 1. Sintern von Vanadin.
• 2. Sintern von Niob und Tantal.
• a) Sintern im direkten Stromdurchgang (Coolidge-Verfahren).
• b) Sinterung durch indirekte Erhitzung.
• c) Zusammenfassung der Erfahrungen mit der Direkt- und Indirekt-Sintertechnik.
• C. Schmelzverfahren.
• 1. Schmelzen in keramischen Tiegeln.
• 2. Schmelzen mit Abschmelzelektroden.
• 3. Schmelzen im Elektronenstrahlofen.
• 4. Verschiedenartige Schmelzverfahren.
• b) Schmelzen mit HiKselektroden.
• c) Schmelzen im werkstoffeigenen Tiegelmaterial (Skull-Melting).
• d) Zonenschmelzen.
• e) Schwebeschmelzen (Levitation-Melting).
• f) Hochfrequenzschmelzen im wassergekühlten geteilten Tiegel.
• V. Weiterverarbeitung der Va-Metalle.
• 2. Schmieden, Hämmern, Walzen, Strangpressen, Rohr- und Drahtziehen.
• 3. Glühen.
• 4. Stanzen, Drücken, Nieten, Schleifen, Polieren usw.
• 5. Schweißen.
• 6. Hart- und Weichlöten.
• 7. Elektrolytische Überzüge und Plattierungen.
• 8. Beizen und Entzundern.
• 9. Spangebende Verformung.
• VI. Eigenschaften der Va-Metalle.
• B. Physikalische Eigenschaften.
• C. Mechanische Eigenschaften.
• 1. Festigkeitseigenschaften.
• 2. Elastische Eigenschaften (E-Modul, Scher-Modul, Kompressibilität, Poissonsche Zahl).
• 3. Härte.
• D. Korrosionsverhalten.
• 1. Gegen chemische Reagenzien aller Art und flüssige Metalle..
• 2. Reaktion mit Gasen.
• a) Wasserstoff und die Va-Metalle.
• b) Stickstoff, Sauerstoff, Luft, CO2 und die Va-Metalle.
• VII. Legierungen der Va-Metalle.
• A. Zweistoffsysteme.
• 2. Wichtige binäre Zustandsdiagramme.
• B. Vanadin-Legierungen.
• 1. Binäre Legierungen.
• 2. Ternäre Legierungen (Mehrstofflegierungen).
• 3. (IV-V-VI)a- und (IV-V-V) a-Legierungen.
• C. Niob-Legierungen.
• 2. Zweistofflegierungen des Niobs.
• a) Niob-Titan.
• b) Niob-Zirkonium.
• c) Niob-Hafnium.
• d) Niob-Vanadin.
• e) Niob-Tantal.
• f) Niob-Chrom.
• g) Niob-Molybdän.
• h) Niob-Wolfram.
• i) Niob-Uran.
• k) Niob-Kohlenstoff (Metallseite).
• 1) Niob-Zinn.
• 3. Ternäre Niob-Legierungen.
• a) Die (IV-V-IV) a-Legierungen.
• b) Verschiedene Niob-Legierungen.
• 4. Verbesserung der Zunderfestigkeit durch Legieren.
• 5. Schutzüberzüge und Deckschichten.
• D. Tantal-Legierungen.
• 2. Zweistofflegierungen des Tantals.
• a) Tantal-Titan.
• b) Tantal-Zirkonium.
• c) Tantal-Hafnium.
• d) Tantal-Vanadin.
• e) Tantal-Niob s. Niob-Tantal.
• f) Tantal-Chrom.
• g) Tantal-Molybdän.
• h) Tantal-Wolfram.
• i) Tantal-Uran.
• 3. Tantal-Mehrstofflegierungen.
• Die Legierungen vom (IV-V-VI)a-Typ.
• 4. Verbesserung der Zunderfestigkeit von Tantal durch Legieren.
• E. Vanadin, Niob, Tantal und Kohlenstoff, Stickstoff, Bor und Silizium (Hartstoffe der Va-Metalle: Karbide, Nitride, Boride und Silizide).
• F. Vanadin, Niob und Tantal als Legierungsmetalle.
• 2. Verwendung von Vanadin in Stählen, Sonderlegierungen und Gußeisen.
• 3. Vanadin in Titan-Legierungen.
• 4. Niob (Tantal) in Edelstählen, hochwarmfesten Legierungen usw.
• 5. Vanadin, Niob und Tantal in Ferrolegierungen und aluminothermischen Speziallegierungen.
• G. Vanadin, Niob und Tantal in Hartmetallen.
• 2. TaC(NbC) und VC in WC-Co-Hartmetallen.
• 3. TaC(NbC) in WC-TiC-Co-Hartmetallen.
• 4. NbC(TaC) in warmfesten Hartlegierungen auf TiC-Basis.
• 5. WC-freie Hartmetalle.
• VIII. Metallographie der Va-Metalle und ihrer Legierungen.
• IX. Chemische Analyse der Va-Metalle.
• A. Die Bestimmung der Elemente Vanadin, Niob und Tantal in Erzen, Zwischenprodukten und Legierungen.
• B. Die Analyse der Rein- und Reinstmetalle.
• Bestimmung von C, N, O und H in Va-Metallen.
• X. Anwendung der Va-Metalle.
• B. Tantal.
• 1. Elektronische Industrie.
• 2. Elektroindustrie.
• a) Ofenbau.
• b) Elektrolytkondensatoren.
• 3. Tiegelmaterial.
• 4. Geräte- und Apparatebau für die chemische Industrie.
• 5. Kernindustrie.
• 6. Spinndüsen.
• 7. Tantal in der Chirurgie.
• 8. Tantal als Tief- und Hochtemperaturwerkstoff (Raumschiffahrt).
• C. Niob.
• 1. Stähle und Legierungen.
• 2. Elektronische Industrie.
• 3. Chemische Industrie (Apparate- und Gerätebau).
• 4. Spinndüsen.
• 5. Ofenbau.
• 6. Niob in der Chirurgie.
• 7. Kondensatoren.
• 8. Kernindustrie.
• 9. Luft- und Raumschiffahrt.
• 10. Supraleiter und Tieftemperaturmagnete.
• D. Vanadin.
• 1. Kernindustrie.
• 2. Legierungszusätze.
• 3. Hochtemperaturlot und Zwischenschicht für Plattierungen.
• 4. Verschiedene Anwendungen.
• Ausblick.
• Namenverzeiclinis.
• Sachyerzeichnis.