Mn имеет 4 полиморфные модификации: α (ОЦК решетка с 58 атомами в элементарной ячейке), β (ОЦК решетка с 20 атомами в ячейке), γ (тетрагональная с 4 атомами в ячейке) и σ (ОЦК решетка). Температура превращений: α σ β 705 °С, β ⇔ γ 1090 °С, γ⇔σ 1133 °С; α-Mn хрупок; γ-Mn (и отчасти σ-Mn) пластичен. Физические свойства α-Mn: γ25 °С = 7,2—7,4 г/см3; tпл = 1245 °С; tкип =2150 °С; с = 0,478 Дж/(г • К); α20 °С= 22,3 • 10-6К-1; λ25 °С = 66,57 Вт/(м•К); ρ = 1,5+2,6 мкОм•м. Mn достаточно химически активен, при нагревании энергично взаимодействует с неметаллами: кислородом (образ, смесь оксидов Mn разной валентности), азотом (Mn4N, Mn2N, Mn3N2), серой (MnS, MnS2), углеродом (Mn3C, Mn23C6, Mn7C3, Mn5C6), фосфором (Mn2Р, MnР) и др. При комнатной температуре Mn на воздухе не изменяется; очень слабо реагирует с водой. В кислотах (НСl, разбавленной H2SO4) легко растворяется, образуя соли Mn2+. При нагревании в вакууме Mn легко испаряется даже из сплавов. Mn образует сплавы со многими химическими элементами; большинство металлов растворяется в отдельных его модификациях и стабилизирует их. Так, Cu, Fe, Co, Ni и др. стабилизируют γ-модификацию. Al, Ag, и др. расширяют области β и α-Mn в двойных сплавах. В соединениях Mn обычно проявляет валентность от 2 до 7 (наиболее устойчивы степени окисления +2, +4 и +7).
Наиболее чистый Mn получают в промышленности по способу грузинского электрохимика Р. Н. Агладзе электролизом водного раствора MnSO4 с добавкой (NH4)2SO4 при рН = 8,0—8,5. Процесс ведут с Pb-анодами и катодами из Ti-сплава или нержавеющей стали. Чешуйки Mn снимают с катодов и, если необходимо, переплавляют. Галогенным процессом, например, хлорированием руды Mn и восстановлением галогенидов получают Mn с суммой примесей около 0,1 %. Менее чистый Mn получают алюминотермией по реакции:
3Mn3O4+ 8Al = 9Mn + 4Аl2O3,
а также электротермией. Ферросплавная промышленность производит высоко-, средне- и низкоуглеродистый ферромарганец (сплав с Fe), силикомарганец (сплав с Si), металлический Mn, азотированный Mn и лигатуры на основе Mn. Основной потребитель Mn — ЧМ, расходующая для раскисления и легирования в среднем около 8 — 9 кг Mn на 1 т выплавленной стали. Для введения Mn в сталь применяют чаще всего ферро- и силикомарганец. Mn используется также при производстве сплавов на нежелезной основе, например, на основе Cu, Al, Mg, которые широко применяются в различных отраслях техники. Соединения Mn применяют для изготовления гальванических элементов, в производстве стекла и керамической промышленности; в красильной и полиграфической промышленности, в сельском хозяйстве и т.д.:
Смотри также:
— металлический марганец
— азотированный марганец
Энциклопедический словарь по металлургии. — М.: Интермет Инжиниринг. Главный редактор Н.П. Лякишев. 2000.