- Код статьи
- 10.31857/S0235010624050081-1
- DOI
- 10.31857/S0235010624050081
- Тип публикации
- Статья
- Статус публикации
- Опубликовано
- Авторы
- Том/ Выпуск
- Том / Номер выпуска 5
- Страницы
- 545-553
- Аннотация
- В настоящее время существенно возрастает спрос на сплавы и материалы на основе циркония, в связи с их высокой термической и коррозионной стойкостью в сочетании с механической прочностью. Существующие технологии получения циркония и его сплавов осложнены высокой температурой процесса, либо трудоемкостью и многостадийностью, что существенно повышает себестоимость целевого материала вплоть до потери рентабельности процесса. Более рентабельным представляется электрохимический синтез циркония и его сплавов в расплавах на основе фторидов, с использованием оксидов циркония в качестве основного металлсодержащего расходного компонента. В данной работе была проведена серия электролизных испытаний с целью осаждения сплава Al-Zr при потенциале 1.6 В, на графитовом и молибденовых катодах. Согласно ранее полученным результатам, при наличии ZrO2 в расплаве KF-AlF3-Al2O3 на катодной ветви вольтамперограмм появляются площадка и пик разряда электроактивных ионов при потенциалах –1.4 и –1.7 В, ZrI и ZrII, соответственно. Аналогичные отклики проявляются на вольфраме при потенциалах –1.3 и –1.6 В, соответственно, а в области потенциалов –1.9 В имеется четкий пик (Al) электровосстановления ионов алюминия. В результате потенциостатического электролиза было установлено, что графитовый анод расходовался, а на катоде сформировался достаточно хорошо сцепленный осадок. Часть катодного осадка была механически отделена от катода для анализа его химического и фазового состава. На основании результатов рентгенофазового анализа было установлено, что катодный осадок, состоит преимущественно из соединений Al3Zr и алюминия с примесями молибдена, состава Al12Mo, что согласуется с известными представлениями об образовании интерметаллидных соединений при взаимодействии алюминия с другими металлами. В аналогичных условиях был проведен электролиз расплава на графитовом катоде. На основании микрофотографии поперечного среза катода, было установлено, что в процессе электролиза на границе раздела фаз электрод-электролит, сформировался слой осадка, содержащего одновременно цирконий и алюминий.
- Ключевые слова
- цирконий оксид расплав фториды KF–AlF3 электролиз электрохимия
- Дата публикации
- 16.09.2025
- Год выхода
- 2025
- Всего подписок
- 0
- Всего просмотров
- 11
Библиография
- 1. А.А. Филатов, П.С. Першин, А.Ю. Николаев, А.В. Суздальцев. Получение сплавов и лигатур Al-Zr при электролизе расплавов KF-NaF-AlF3-ZrO2 // Цветные металлы. 2017. № 11. С. 27–31.
- 2. А.А. Филатов, О.Ю. Ткачева, П.С. Першин, А.С. Холкина, Ю.П. Зайков. Изучение электрохимических процессов в расплавленных солях. Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та. 2020.
- 3. P.S. Pershin, A.A. Kataev, A.A. Filatov, A.V. Suzdaltsev, Yu. P. Zaikov. Synthesis of Al-Zr alloys via ZrO2 aluminum-thermal reduction in KF-AlF3-based melts // Metallurgical and Materials Transactions B. 2017. 48. P. 1962–1969.
- 4. 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.
- 5. A.A. Filatov, P.S. Pershin, A.V. Suzdaltsev, A.Yu. Nikolaev, Y. Zaikov. Synthesis of Al-Zr master alloys via the electrolysis of KF-NaF-AlF3-ZrO2 melts // Journal of the Electrochemical Society. 2018. 165. № 2. P. 28-34.
- 6. А.В. Суздальцев, А.А. Филатов, А.Ю. Николаев, А.А. Панкратов, Н.Г. Молчанова, Ю.П. Зайков. Извлечение скандия и циркония из их оксидов при электролизе оксидно-фторидных расплавов // Расплавы. 2018. № 1. С. 5–13.
- 7. П.С. Першин, А.Ю. Николаев, А.В. Суздальцев, Ю.П. Зайков, А.А. Филатов. Катодные процессы при синтезе сплавов Al-Zr в расплаве KF-AlF3-Al2O3-ZrO2 // Бутлеровские сообщения. 2017. 49. № 2.С. 110-116.
- 8. A.V. Suzdaltsev, A.A. Filatov, A.Yu. Nikolaev, A.A. Pankratov, N.G. Molchanova, Yu.P. Zaikov. Extraction of Scandium and Zirconium from their oxides during the electrolysis of oxide–fluoride melts // Russian Metallurgy (Metally). 2018. № 2. P. 133-138.
- 9. А.А. Филатов, А.В. Суздальцев, Н.Г. Молчанова, А.А. Панкратов, Ю.П. Зайков, Т.Н. Останина. Коррозионное поведение сплавов и лигатур Al-Zr в растворе NaCl // Бутлеровские сообщения. 2018. 55. № 8. С. 109-115.
- 10. А.А. Филатов, А.В. Суздальцев, А.Ю. Николаев, Ю.П. Зайков. Кинетика электровыделения циркония и алюминия из расплавов KF–AlF3–ZrO2 // Расплавы. 2019. № 3. С. 287-304.
- 11. A.V. Suzdaltsev, P.S. Pershin, A.A. Filatov, A.Yu. Nikolaev, Yu.P. Zaikov. Review – Synthesis of aluminum master alloys in oxide-fluoride melts: A review // Journal of the Electrochemical Society. 2020. 167. № 10. P. 167.
- 12. А.А. Филатов, А.В. Суздальцев, Ю.П. Зайков. Сравнительный анализ современных способов производства лигатур Al–Zr // Цветные металлы. 2021. № 4. С. 78-86.
- 13. А.А. Филатов, А.В. Суздальцев, Ю.П. Зайков. Модифицирующая способность лигатуры Al–Zr // Расплавы. 2021. № 3. С. 315-322.
- 14. A.A. Filatov, A.V. Suzdal’tsev, Yu.P. Zaikov. Modifying ability of an Al–Zr master alloy // Russian Metallurgy (Metally). 2021. P. 1036-1039.
- 15. A.A. Filatov, A.V. Su-zdaltsev, Yu.P. Zaikov. Production of Al-Zr master alloy by electrolysis of the KF-NaF-AlF3-ZrO2 melt: modifying ability of the master alloy // Metallurgical and Materials Transactions B. 2021. 52. № 6. P. 4206-4214.
