Отправить статью по E-mail 
Опубликовать комментарии 
Кинетика электровосстановления циркония на вольфраме во фторидных расплавах
- Авторы: Филатов А.А.1
-
Учреждения:
- Институт высокотемпературной электрохимии УрО РАН
- Выпуск: № 6 (2024)
- Страницы: 653-662
- Раздел: Статьи
- URL: https://journal-vniispk.ru/0235-0106/article/view/273414
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0235010624060079
- ID: 273414
Цитировать
Открытый доступ
Доступ предоставлен
Только для подписчиков
Аннотация
Алюминиевые сплавы с добавками циркония находят все большее применение в аэрокосмической отрасли, приборостроении и энергетике, благодаря сочетанию повышенной коррозионной и термической стойкости без ущерба для плотности и электропроводности. Перспективным способом получения таких сплавов является синтез в расплавленных фторидах щелочных и щелочно земельных металлов, с использованием оксидов в качестве расходного металл-содержащего компонента. Согласно существующим научно-техническим данным, повышению эффективности восстановления оксида циркония до металлического может способствовать применение электролиза, в связи с чем, актуальным является изучение электрохимического поведения ионов циркония во фторидных расплавах. Методом циклической хроновольтамперометрии изучены основные закономерности катодного электровосстановления ионов циркония и алюминия из расплавов на основе KF–AlF3 с добавками оксидов циркония и алюминия при температуре 750°С, на вольфрамовом катоде. Были получены серии поляризационных кривых, как в чистом расплаве, так и с добавками оксидов циркония и алюминия, при скоростях развертки потенциала от 0,1 до 2 В. Показано, что разряд ионов алюминия наблюдается отрицательнее потенциала –1.6 В, а при потенциале от –1.8 до –1.9 В формируется пик Al соответствующий восстановлению ионов алюминия. В области потенциалов положительнее –1.6 В также отмечается катодный процесс AlxWy, предположительно связанный с восстановлением ионов алюминия и образованием его интерметаллидных соединений с вольфрамом. При добавлении ZrO2 в исследуемый расплав на вольтамперограммах дополнительно появляются площадка Zr и пик Al+Zr при потенциалах –1.3 и –1.6 В, связанные с разрядом ионов циркония и совместным разрядом ионов циркония и алюминия соответственно. При развертке потенциала в анодную область наблюдается пик Al’ при потенциале около –1.6 В и волны Al’ и Zr’, связанные с окислением металлического алюминия и алюминия с цирконием из интерметаллидного соединения, соответственно. Для вольфрамового электрода, ожидаемо наблюдается рост плотностей токов пика Al+Zr и смещение потенциала при повышении скорости развертки потенциала, что указывает на электрохимическую необратимость исследуемого процесса.
Ключевые слова
Об авторах
А. А. Филатов
Институт высокотемпературной электрохимии УрО РАН
Автор, ответственный за переписку.
Email: Aleksander.F.A@yandex.ru
Россия, Екатеринбург
Список литературы
- Каблов Е.Н. Инновационные разработки ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ по реализации «Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года» / Е.Н. Каблов // Авиационные материалы и технологии. – 2015. – Т. 34 (1). – С. 33.
- Гасик М.И. Теория и технология производства ферросплавов / М.И. Гасик, Н.П. Лякишев, Б.И. Емлин. – М.: Металлургия, 1988. – 784 с.
- Belov N.A. Effect of Zr additions and annealing temperature on electrical conductivity and hardness of hot rolled Al sheets / N.A. Belov, A.N. Alabin, I.A. Matveeva, D.G. Eskin // Transactions of Nonferrous Metals Society of China. – 2015. – V. 25. – P. 2817-2826.
- Напалков, В.И. Легирование и модифицирование магния и алюминия / В.И. Напалков, С.В. Махов. – М.: МИСИС, 2002. – 376 с.
- Першин П.С. Алюмотермическое получение сплавов Al-Zr в расплаве KF-AlF3 / П.С. Першин, А.А. Филатов, А.В. Суздальцев, Ю.П. Зайков // Расплавы. – 2016. – № 5. – С. 413–421.
- Суздальцев А.В. Электродные процессы при получении алюминия и его ли-гатур в расплавах на основе системы KF-AlF3-Al2O3 : дис. … д-ра. хим. наук : 2.6.9. / Суздальцев Андрей Викторович – Екатеринбург, 2022. – 259 с.
- Николаев А.Ю. Получение лигатур алюминий-скандий в расплавах KF-NaF-AlF3-Sc2O3: дис. … канд. хим. наук : 2.6.9. / Николаев Андрей Юрьевич. – Екатеринбург, 2021. – 116 с.
- Лякишев Н. П. Диаграммы состояния двойных металлических систем: Справочник в 3 т. / Н.П. Лякишев. – М.: Машиностроение, – 1996. – Т.1. 992 с.
- Bard A.J. Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications, 2nd ed. / A.J. Bard, L.R. Faulkner. – NY.: John Wiley & Sons, – 2001. – 850 p.
- Scholz F. Electroanalytical Methods, 2nd ed. / F. Scholz. – Berlin Heidelberg.: Springer-Verlag, – 2010. – 360 p.
- Николаев А.Ю. Электролиз алюминия в расплавах и суспензиях KF-AlF3-Al2O3 / А.Ю. Николаев, А.С. Ясинский, А.В. Суздальцев, П.В. Поляков, Ю.П. Зайков // Расплавы. – 2017. – № 3. – С. 205-213.
- Николаев А.Ю. Вольтамперометрия в расплаве и суспензиях KF-AlF3-Al2O3 / А.Ю. Николаев, А.С. Ясинский, А.В. Суздальцев, П.В. Поляков, Ю.П. Зайков // Расплавы. – 2017. – № 3. – С. 214-225.
- Галюс З. Теоретические основы электрохимического анализа / З. Галюс // 1974. Москва. 552 с.
- Шольц Ф. Электроаналитические методы, теория и практика / Ф. Шольц. – М.: Бином. Лаборатория знаний, – 2010. – 326 с.
- Степанов В.П. Основные вопросы электрохимии расплавленных солей / В.П. Степанов // Российская акад. наук, Уральское отделение, Институт высокотемпературной электрохимии. – Екатеринбург: РИО УрО РАН. – 2012.
- Mathieu S. Transport in molten LiF–NaF–ZrF4 mixtures: A combined computational and experimental approach / S. Mathieu // Journal of Fluorine Chemistry. – 2009. – V. 130. – № 1. – P. 61–66.
Дополнительные файлы
