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

Активность кислорода в расплавах никеля, содержащих алюминий, лантан и церий, при РAr = 0.1 МПа

В. Т. Бурцев.

АННОТАЦИЯ

Раскисление жаропрочных сплавов на основе никеля при плавке в вакууме проводят в присутствии Al сильными раскислителями такими как La и Ce. Для этого изучили активность кислорода (а[O]) в расплавах Ni–O–Al (0.001–5%), Ni–O–La/Ce (0.001–0.1%) и Ni–O–Al (5%)–La/Ce (0.001–0.1%) при 1560°С и РAr = 0.1 МПа методом мгновенного фиксирования ЭДС с использованием сертифицированных датчиков. Показано, что для первых двух систем расплавов зависимости а[O] = f[Al/La/Сe, %] описываются логарифмическими функциями и раскислительная способность церия во второй системе в 4.7 раза выше, чем у лантана. Для расплавов третьей системы зависимости а[O] = f[Al (5%) – La/Ce] построили в режим “spline” и показали, что значения а[O] при введении La (0.02–0.05%) уменьшаются в 6–8 раз по сравнению с данными второй системы расплавов, а значения а[O] при введении Ce (0.02–0.05%) уменьшаются в 3–3.4 раза по сравнению с результатами второй системы расплавов, и раскислительная способность Ce остается более высокой, чем у La в присутствии алюминия. Поэтому в практике раскисления необходимо отдавать предпочтение церию как финишному раскислителю.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА

расплавы никель–кислород–алюминий, лантан, церий, метод ЭДС, раскисление.

DOI: 10.7868/S0235010618050043

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

Структурные и морфологические особенности порошков ниобата и танталата лития, синтезированных в хлоридных

В. А. Хохлов, В. Н. Докутович, Н. А. Вьюгин, К. О. Боброва.

АННОТАЦИЯ

Предложен и испытан новый способ синтеза ниобата и танталата лития, основанный на взаимодействии оксидов лития, ниобия и тантала, in situ образованных в результате реакций гомогенных смесей расплавленного хлорида лития и пентахлоридов ниобия или тантала, с кислородом воздуха, который позволяет получать однофазные порошки ниобата и танталата лития (LiNbO3 и LiTaO3) однородного морфологического состава со средними размерами частиц от 200 до 300 нм. Показано, что замена солевых прекурсоров (NbCl5 и TaCl5) на оксидные (Nb2O5 и Ta2O5) приводит в одних и тех же экспериментальных условиях к увеличению среднего размера частиц синтезированных порошков, неоднородности их морфологии и появлению побочных продуктов.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА

функциональные материалы, неорганический синтез, расплавленные соли, растворы, ниобат лития, танталат лития, наночастицы, рентгенофазовый анализ, колебательная спектроскопия, гранулометрия, сканирующая электронная микроскопия.

DOI: 10.1134/S0235010618060038

Компьютерное моделирование многокомпонентных расплавов металлургических шлаков

Э. В. Дюльдина, Б. Р. Гельчинский, В. Н. Селиванов

АННОТАЦИЯ

Основываясь на экспериментальных данных о плотности, в приближении модели ионной связи в работе впервые осуществлено молекулярно-динамическое моделирование многокомпонентных оксидноFфторидных металлургических шлакообразующих систем: SiO2–CaO–Al2O3–MgO–CaF2–Na2O–K2O–FeO, проведено обсуждение результатов и сопоставление с литературными экспериментальными и расчетными данными. Полученная модель свидетельствует о слабой температурной зависимости структуры исследуемого расплава. Выявлена повышенная диффузионная подвижность ионов фтора, а также ионов щелочных металлов по сравнению с другими элементами.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА

расплав, металлургический шлак, компьютерное моделирование, структура, свойства.

Расслоение расплавов Pb–Bi различного состава в стеклянных капиллярах

Н. П. Углев, Н. C. Бусов

АННОТАЦИЯ

Проведены исследования процесса расслоения бинарных металлических расплавов в стеклянных капиллярах во всем концентрационном диапазоне системы свинец–висмут. Показано наличие корреляции результатов расслоения с видом диаграммы состояния, а также с другими физико-химическими свойствами расплавов системы. Результаты эксперимента подтверждают отсутствие механизма расслоения, основанного на эффекте Марангони–Гиббса. Экспериментально показано отсутствие расслоения изотопов галлия в жидком металле при условиях, соответствующим эксперименту с расплавами свинец–висмут. Это однозначно подтверждает не только отсутствие объемного механизма расслоения, связанного с движением отдельных атомов, но и указывает на механизм, связанный с образованием структур из атомов компонентов, имеющих различную плотность и различный химический потенциал в гравитационном поле. Сравнение с динамикой расслоения расплавов свинец–олово указывает на отсутствие механического сопротивления в этом процессе, что подтверждает предложенный ранее механизм переноса компонентов по межфазному пространству между расплавом и стенкой капилляра атомами, находящимися в состоянии двумерного сверхтекучего газа.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА

металлический расплав, расслоение в капилляре, кластер, барометрическое распределения, расплавы Pb–Bi, корреляция расслоения, расслоение изотопов.

Предкристаллизационные изменения структурно-динамических характеристик аморфизуемых металлических расплавов при глубоком охлаждении, стекловании и гидрировании

В. А. Полухин, Н. И. Сидоров, Н. А. Ватолин

АННОТАЦИЯ

Рассмотрены процессы аморфизации и кристаллизации бинарных и многокомпонентных расплавов на основе переходных металлов. Проведен сравнительный анализ предкристаллизационных структурных изменений и атомной динамики в условиях форсированной закалки и глубокого переохлаждения металлических расплавов и других жидких веществ в зависимости от их состава, размера атомов, характера межатомных связей, наличия эвтектик и соединений на фазовых диаграммах состояний. Гидрирование расплавов вносит дополнительную специфику на течение предкристаллизационных процессов, влияя на атомную конфигурацию, модуляцию частотного спектра и флуктуации зонной (электронной) структуры, определяющей специфику стеклования.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА

многокомпонентные расплавы, переходные металлы, атомная динамика, конфигурация, межатомные связи, молекулярная динамика, гидрирование, витрификация, фононы, зонная структура, прекурсоры, вязкость, диффузия, левитация, кроссоверы, частота.

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.