Электропроводность криолитовых систем в твердой и жидкой фазах

А. В. Руденко, А. А. Катаев, О. Ю. Ткачева, А. А. Редькин, Ю. П. Зайков.

АННОТАЦИЯ

Методом импеданс спектроскопии измерена электропроводность криолитовых систем NaF–AlF3 с криолитовым отношением 2.4–3.0 и содержанием добавок CaF2 – 3.0–7.0 мас. %, MgF2 – 1.2–2.0 мас. %, Al2O3 – 0–8.0 мас. % в интервале температур 700–1050°С. Добавки CaF2 и MgF2 к расплавленному натриевому криолиту уменьшают электропроводность, однако ниже температуры ликвидуса в двухфазной области существования твердой и жидкой фаз электропроводность тем выше, чем больше концентрация добавок фторидных солей. Электропроводность криолитовых систем уменьшается с увеличением концентрации Al2O3 во всем температурном интервале.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА

натриевый криолит, электропроводность, температура ликвидуса, температура солидуса.

DOI: 10.7868/S0235010618050122

Влияние температурного фактора на морфологию медно-цинкового сплава в ходе анодной поляризации в хлоридном расплаве

Э. А. Карфидов, Е. В. Никитина, Н. А. Казаковцева, В. Б. Малков, Н. Г. Молчанова.

АННОТАЦИЯ

Изучено влияние температуры в диапазоне от 350 до 650°С на морфологию латуни марки Л63 (37 мас. % Zn) при проведении селективного анодного растворения в эвтектическом солевом расплаве хлоридов лития, цезия и калия. Анодная поляризация сопровождается изменением состояния поверхности электродов в связи с выделением в коррозионную среду электроотрицательного компонента сплава – цинка, а также вакансионного перестроения электроположительного компонента – меди. Применяемые в данной работе методы исследования: микроскопия, гравиметрия, химический анализ и метод гидростатического взвешивания – позволили оценить закономерности формирования развитой анодной поверхности при гальваностатическом режиме электрохимичекого растворения биметалического сплава. Увеличение температуры привело к снижению селективности растворения сплава, пористости и развитости поверхности получаемых материалов.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА

сплавы меди, латунь, селективное растворение, температура, пористость, селективность, развитая анодная поверхность, хлоридный расплав.

DOI: 10.1134/S0235010618060026

Фазовая диаграмма бинарной системы LiCl–MnCl2

И. В. Корзун, В. Н. Докутович, Е. В. Степанова, Н. К. Ткачев.

АННОТАЦИЯ

Методом синхронного термического анализа проведено исследование фазовой диаграммы бинарной системы LiCl–MnCl2. Установлено, что эта система характеризуется наличием конгруэнтно плавящегося соединения Li2MnCl4 (Tпл = 855 K) и двух эвтектик с координатами Тe1 = 829 К; x(MnCl2) = 0.525 и Te2 = 851 К; x(MnCl2) = 0.255. Обнаружено, что в твердом состоянии соединение Li2MnCl4 подвергается фазовому переходу второго рода при T = 733 К со скачком теплоемкости Δcp = 117Дж/(моль ⋅ К).

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА

хлорид лития–дихлорид марганца, фазовая диаграмма, ДСК, тетрахломанганит лития.

DOI: 10.7868/S0235010618050067

Электропроводность систем GdCl3–KCl–Gd2O3

Е. В. Николаева, И. Д. Закирьянова, А. Л. Бове, Т. В. Сосновцева.

АННОТАЦИЯ

Исследована температурная зависимость электропроводности расплавленной эвтектики GdCl3(0.515)–KCl(0.485), содержащей до 3.3 мол. % оксида гадолиния. Температурные зависимости удельной электропроводности расплавленной системы GdCl3–KCl–Gd2O3 были аппроксимированы полиномами второго порядка. Образование оксихлорида гадолиния подтверждено спектральными исследованиями застывшего плава.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА

электропроводность, оксид гадолиния, импеданс.

DOI: 10.1134/S0235010618060051

Моделирование redox реакций в жидкостях с помощью молекулярной динамики с непостоянным полем сил

А. А. Расковалов, А. А. Латыпов.

АННОТАЦИЯ

В работе показано применение метода молекулярной динамики с непостоянным полем сил для изучения окислительно-восстановительных реакций в жидких (в том числе, расплавленных) средах. Метод применен к системе ионов, законы взаимодействия между которыми заданы короткодействующими парными потенциалами в функциональной форме Леннард-Джонса и Кулоновским потенциалом. Электронный перенос между парами донор-акцпептор осуществлялся по специальным алгоритмам. В ходе численных экспериментов показано, что концентрации взаимодействующих ионов в системе изменяются, достигая некоторого стационарного значения. Сравнение результатов вычислений с термодинамически ожидаемыми величинами показало, что разность собственных энергий ионов должна включать не только величину ЭДС реакции, но и дополнительные слагаемые. Показано, что стационарные концентрации продуктов взаимодействия зависят от температуры, концентрации ионов и радиуса иона-растворителя. Показано, что с помощью данного метода можно разделять электронный перенос между разными парами донор-акцептор. В ряде численных экспериментов было обнаружено поведение системы, аналогичное наличию “инвертированной области” Маркуса.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА

молекулярная динамика с непостоянным полем сил, окислительно-восстановительные реакции, электронный перенос, расплав, теория Маркуса.

DOI: 10.1134/S0235010618060063

Селективное анодное растворение сплавов золота в расплавленной эвтектической смеси хлоридов цезия, калия, натрия

Л. В. Ситников, Н. П. Кулик, Н. К. Ткачев, А. А. Панкратов, В. Б. Малков, В. М. Ивенко, Н. Г. Молчанова, Н. И. Москаленко, Б. Д. Антонов

АННОТАЦИЯ

Изучены особенности селективного анодного растворения интерметаллида Al11Au6 и твердого раствора Au–Cu–Ag в расплаве эвтектики CsCl–KCl–NaCl при 520°С. В потенциостатическом режиме получены микропористые структуры, содержащие до 95 мол. % золота. Показано, что размер пор и их распределение существенно зависят от природы сплава, а механическая прочность образца во время и после деаллоинга – от приложенного потенциала.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:

селективное растворение, сплавы золота, анодная поляризация, расплавленные соли, пористая структура.

Получение интерметаллических соединений иттрия на поверхности медных образцов в расплаве NaCl–KCl

И. В. Толстобров, О. В. Елькин, А. Н. Бушуев, Д. А. Кондратьев, В. А. Козвонин

АННОТАЦИЯ

В данной работе изучены процессы катодного восстановления ионов иттрия на медном электроде методом циклической вольтамперометрии в расплаве NaCl–KCl с добавлением YCl3 при 1023 K. Определены потенциалы образования соединений медь–иттрий. Методом потенциостатического электролиза при 1023 K получены образцы сплавов-покрытий Cu6Y, Cu4Y, Cu2Y, CuY, а бестоковым диффузионным насыщением при 973 и 1023 K получены образцы Cu6Y и Cu4Y. Установлено, что образцы, полученные бестоковым диффузионным насыщением, имеют толщину большую, чем образцы, полученные электролизом. Однако метод потенциостатического электролиза позволяет получать покрытия заданного состава.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:

интерметаллические соединения, медь, иттрий, циклическая вольтамперометрия, потенциостатический электролиз, бестоковый перенос, диффузионное насыщение.

Формирование электродного осадка в гальваностатических условиях

В. А. Исаев, О. В. Гришенкова, М. В. Лаптев, А. В. Исаков, Ю. П. Зайков

АННОТАЦИЯ

Рассмотрены закономерности формирования сплошного слоя осадка при заданном постоянном токе. Проанализированы уравнения для расчета временных зависимостей перенапряжения при мгновенной нуклеации с кинетическим или диффузионным контролем роста новой фазы. Полученные теоретические зависимости сопоставлены с экспериментальными для электроосаждения кремния из фторидно-хлоридного расплава.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:

электрокристаллизация, гальваностатический метод, нуклеация, рост, сплошной слой, расплав.

Потенциостатические транзиенты тока при диффузионном контроле роста новой фазы

В. А. Исаев, О. В. Гришенкова, Ю. П. Зайков

АННОТАЦИЯ

Рассмотрена проблема математического описания образования слоя электродного осадка по механизму нуклеация–рост–перекрытие трехмерных кластеров новой фазы и их диффузионных зон. Проанализированы характеристики потенциостатических транзиентов тока. Получены выражения для расчета параметров нуклеации и коэффициента диффузии осаждаемых ионов.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:

электрокристаллизация, хроноамперометрия, нуклеация, рост, перекрытие, диффузия.

Подбор оптимального состава электролизной ванны для синтеза интерметаллидов гольмия с металлами триады железа

Х. Б. Кушхов, Р. А. Карданова, В. В. Хасанов, И. А. Борукаева

АННОТАЦИЯ

В данной работе приведены результаты высокотемпературного электрохимического синтеза порошков интерметаллидов гольмия с металлами триады железа в хлоридных расплавах. Изучено влияние плотности тока, состава электролизной ванны, продолжительности на ход процесса электролиза и состав получаемых продуктов. Установлено, что при электролизе расплавленной смеси KCl–NaCl содержащий трихлорид гольмия (0.5–2.5 мол.%) и дихлорид никеля (кобальта) (0.1–2.5 мол.%), плотности тока 0.5–2.0 А/см2, температуры 973–1073 К и продолжительности электролиза 30–90 мин на вольфрамовом электроде образуется катодный осадок в виде “металло-солевой груши”, содержащий смесь фаз металлического никеля (кобальта), интерметаллидов HoNi, HoNi5, HoNi3 (HoCo2, HoCo3, HoCo5, Ho2Co17). Показано, что при постоянной плотности тока (1.2 А/см2) содержание интерметаллидов в катодном осадке увеличивается при повышении концентрации хлорида гольмия в расплаве, а также с ростом отношения концентрации хлорида гольмия к концентрации хлорида никеля (кобальта). Регулируя состав электролизной ванны и параметры электролиза можно добиться того, чтобы катодный осадок, состоял только из смеси интерметаллидов гольмия и никеля (кобальта).

Электрохимический синтез интерметаллидов гольмия с железом проводили в гальваностатическом режиме в расплаве KCl–NaCl–HoCl3. Ионы железа вводили в расплав анодным растворением металлического железа. Результаты фазового анализа продуктов электролиза показывают принципиальную возможность получения интерметаллидов гольмия и железа. Определены оптимальные условия электросинтеза интерметаллидов гольмия с металлами триады железа.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:

электрохимический синтез, интерметаллические соединения, гольмий, никель, кобальт, железо.

DOI: 10.7868/S0235010618030106