Физические и механические свойства тория

Цены на торий и его соединения

Потребление тория

Производство тория и его соединений

ВОПРСЫ ЭКОНОМИКИ

Потребность мировой экономики в тории и его соединениях очень мала (в основном, из-за его радиоактивности). Резкое уменьшение производства тория произошло в 80-е гг ХХ в. По данным Горного Бюро США в 2003 г было добыто около 6 тыс. т (по ThO2) монацита, причем в Индии было добыто 5000 т. Остальные производители – Шри-Ланка, Бразилия, Китай, КНДР, Южная Корея. Россия, США и Франция для производства тория используют сделанные ранее запасы

Общее потребление тория в мире (по ThO2, за исключением Индии и России) составило менее 1200 кг (2002). Основной потребитель тория – Индия. Основные области потребления тория – атомная энергетика (Индия), военное авиастроение и производство сварных электродов. До 100 кг ThO2в год используется в исследовательских целях.

Ниже приведены цены на торий и его соединения (2002).

· ThO2(99.9 %) – 82.5 $/кг

· ThO2(99.99 %) – 107.25 $/кг

· Th(NO3)4∙4H2O (99 %) – 27 $/ кг

· Монацитовый концентрат –0.5-2.6 $/кг ThO2

Торий мягкий серебристого цвета металл. По внешнему виду напоминает сталь, по твердости – серебро (Н_B=50-70 кг/мм²). Полированная поверхность тория медленно тускнеет, порошок пирофорен. Он намного легче урана, более теплопроводен и имеет меньший коэффициент термического расширения. Металлический торий по сравнению с ураном обладает более высокой сопротивляемостью ползучести.

Наиболее важные физические свойства:

· атомная масса – 232.12 а.е.м.;

· кристаллическая решетка – гранецентрированная кубическая (a-форма) до 1360⁰С и объемноцентрированная кубическая (b) выше 1360 ⁰С;

· постоянная решетки, А⁰: a - при 25 ⁰С – 5.086; b - при 1450 ⁰С – 4,11, атомный диаметр 3,59;

· плотность при 20 ⁰С, г/см³: теоретическая – 11.71,

литого – 11.55 – 11.63,

спеченного из порошка – 11.5 – 11.6,

переплавленного – иодидного – 11.66;

· температура плавления – 1750⁰С;

· температура кипения – 4787 ⁰С;

· температура перехода в сверхпроводящее состояние 1.3 – 1.4 К

По своим механическим свойствам торий напоминает мягкую сталь. Металл пластичен, легко поддается деформации в холодном состоянии, а также всем видам механической обработки, в частности выдавливанию, прокатке, ковке, штамповке. Нагретый металл мягок, легко обрабатывается в инертной атмосфере или при использовании специальных смазок.

Ниже представлены наиболее характерные константы упругости тория:

· модуль продольной упругости - 7380 кг/мм²;

· модуль сдвига – 3248 кг/мм²;

· коэффициент поперечной деформации (коэффициент Пуансона) – 0.265.

Пластичность и прочность металла зависят от способа его получения и его чистоты. Так, предел прочности иодидного тория составляет около 14 кг/мм², а восстановленного кальцием – 20-28 кг/мм²; относительное удлинение соответственно составляет 45 и 40-50 %; твердость по Виккерсу – 45 и 100.

Сильное влияние на механические свойства тория оказывает углерод – он значительно повышает предел прочности и снижает пластичность.

Наиболее упрочняющими торий добавками определены Al, Ga, In, Tl, Cr, Ta, W. Добавки (1%) Ti, Zr, Mo – снижают прочность тория. Сильно упрочняют торий добавки до 5 % урана. Введение 5 % циркония повышает прочность торий – уранового сплава при 800⁰С в два раза.

Дата добавления: 2014-01-07