Bestimmung der Abtragungsraten von Zirconium, Tantal und der Legierung Tantal‐40Niob in fluoridhaltiger azeotroper Salpetersäure mit Hilfe der Radiotracer‐Methode

Wegen ihrer hohen Korrosionsbeständigkeit gegenüber zahlreichen Angriffsmitteln sind Zirconium und Tantal sowie die Legierung Tantal‐40Niob von großer technischer Bedeutung. Die bisher in azeotroper Salpetersäure p.a. zwischen 20 und 121°C gemessenen Abtragungsraten liegen für Zirconium zwischen 7 · 10 −6 und 5 · 10 −4 mm/a, für Tantal zwischen 10 −8 und 4 · 10 −6 mm/a und für die Legierung Ta‐40Nb zwischen 2 · 10 −7 und 8 · 10 −6 mm/a [1]. Diese Abtragungsraten werden durch geringe Fluoridzustände oder ‐verunreinigungen wesentlich erhöht. Mit der Radiotracermethode nach Neutronenaktivierung wurden die Abtragungsraten in azeotroper, fluoridhaltiger Salpetersäure bestimmt. Zirconium ist schon gegen kleinste Fluoridspuren sehr empfindlich. Im untersuchten Bereich von 0.15 bis 10 ppm F − liegen bei 108°C die Abtragungsraten zwischen 5.3 · 10 −3 und 3.1 mm/a. Eine Grenzkonzentration, unterhalb der das Fluorid die Korrosionsgeschwindigkeit nicht mehr beeinflußt, kann für Zirconium nicht angegeben werden. Bei Tantal und der Legierung Ta‐40Nb nimmt oberhalb einer Grenzkonzentration von 10 ppm F − die Korrosionsgeschwindigkeit stark zu. Die höchsten Abtragungsraten liegen zwischen 8.4 · 10 −3 mm/a bei 50°C/280 ppm F − und 1.4 · 10 −2 mm/a bei 110°C/320 ppm F − . Dabei ist Tantal über den gesamten erfaßten Bereich um etwa das Zehnfache beständiger als die Legierung Ta‐40Nb. Sowohl bei Tantal als auch bei Zirconium stellt sich die Abtragungsrate unabhängig von Vorbehandlungen ein.