А.В. Руденко, О.Ю. Ткачева, А.А. Катаев.
АННОТАЦИЯ
Исследован процесс электролитического получения сплавов Al-Y и Al-Sc в электролите на основе калиевого криолита KF-NaF(10 мас. %)-AlF3 с криолитовым отношением (КО) 1.5, содержащем оксиды Al2O3, Sc2O3 или Y2O3, в ячейке с вертикальными электродами. Инертным анодом служил сплав Fe-Ni-Cu. Смачиваемый катод представлял из себя графитовую пластинку, покрытую диборидом алюминия. Электролиз проводили при катодной плотности тока 0.2 А/см2 и температуре 830°С. Массу добавки Al2O3 рассчитывали, исходя из величины выхода по току 60%. Добавку Sc2O3 вводили в расплав в количестве 1 мас. %. Массу добавки Y2O3 выбирали на основании величины его растворимости в исследуемом расплаве. Для этого было изучено влияние добавок Y2O3 на температуру ликвидуса квази-бинарной смеси [KF-NaF(10мас. %)-AlF3 (КО = 1.5)]–Y2O3 и обнаружено, что в отличие от добавок Sc2O3, которые понижают температуру ликвидуса криолитового расплава, небольшие добавки Y2O3 приводят к ее резкому увеличению. Найдено, что эффективность электролитического восстановления Y2O3, по сравнению с алюминотермическим восстановлением, повышается в 10 раз. При прочих равных условиях эффективность электролитического восстановления Y2O3 выше, чем Sc2O3. Получены сплавы Al-Y и Al-Sc с содержанием РЗМ 0.6 мас. %. Однако, время достижения максимального извлечения иттрия значительно превышает время извлечения скандия. Металлографические исследования полученных сплавов показали наличие интерметаллидов Al3Sc и Al2Y. Сделан вывод о принципиальной возможности низкотемпературного электролитического получения сплавов Al-РЗМ в криолитовых расплавах на основе калиевого криолита в вертикальных ячейках с инертным металлическим анодом и смачиваемым катодом.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: криолит, расплавы, криолитовое соотношение, оксид иттрия, оксид скандия.
DOI: 10.31857/S0235010623040060
EDN: XFTAJK