- Код статьи
- 10.31857/S0235010624060062-1
- DOI
- 10.31857/S0235010624060062
- Тип публикации
- Статья
- Статус публикации
- Опубликовано
- Авторы
- Том/ Выпуск
- Том / Номер выпуска 6
- Страницы
- 643-652
- Аннотация
- В настоящее время, существенно возрастает спрос на алюминиевые сплавы, в том числе с добавками циркония. Одним из способов производства таких сплавов является восстановление фторцирконатов щелочных и щелочноземельных металлов в расплавленных солях, данный метод характеризуется высокой степенью извлечения и интенсивностью процесса. Согласно данным научно-технической литературы, повышению эффективности подобных процессов может способствовать применение электролиза, в связи с чем актуальным является изучение электрохимического поведения фторцирконатов в расплавленных средах. Методом циклической хроновольтамперометрии изучены некоторые закономерности электровосстановления циркония и алюминия из легкоплавкого расплава KF–AlF3–Al2O3–ZrO2 при температуре 750°С, в зависимости от состава добавки и материала подложки. Были получены серии поляризационных кривых, как в чистом расплаве, так и с добавками фторцирконата калия, при скоростях развертки потенциала от 0.01 до 2 В. Показано, что катодные токи электровыделения алюминия появляются при потенциалах –1.6...–1.7 В, относительно потенциала CO/CO2 электрода, дальнейшее смещение потенциала в катодную область приводит к совместному выделению алюминия и калия. При введении K2ZrF6 в расплав KF-AlF3-Al2O3 на катодной ветви вольтамперограмм, появляются площадка разряда ионов циркония при потенциалах –1.4 и –1.6 В. При сравнении вольтамперограмм, полученных с добавками оксида циркония и фторцирконата калия при прочих равных условиях, было установлено, что при добавке оксида на катодной ветви вольтамперограмм наблюдается два перегиба при потенциалах –1.4 и –1.7 В, в то время как при восстановлении фторцирконата наблюдается лишь один перегиб при потенциале –1.3 В. Наличие двух откликов при введении оксида может быть вызвано как электровыделением элементарного циркония в две электрохимические стадии, так и разрядом цирконий-содержащих ионов разного состава. Анализ дифрактограмм расплавов показывает, что независимо от состава добавки, в расплаве могут присутствовать как фторцирконат калия, так и оксид циркония. Исходя из полученных данных, можно сделать вывод, что цирконий может либо разряжаться в несколько стадий, либо образовывать ряд промежуточных соединений при взаимодействии с компонентами расплава.
- Ключевые слова
- цирконий оксид фторцирконат расплав электролиз хроновольтамперометрия
- Дата публикации
- 16.09.2025
- Год выхода
- 2025
- Всего подписок
- 0
- Всего просмотров
- 11
Библиография
- 1. Филатов А.А. и др. Коррозионное поведение сплавов и лигатур Al-Zr в растворе NaCl // Бутлеровские сообщения. 2018. 55. № 8. С. 109–115.
- 2. Уткин Н.И. Металлургия цветных металлов. Учебник для вузов. М.: Металлургия, 1985.
- 3. Напалков В.И., Махов С.В. Легирование и модифицирование алюминия и магния. МИСиС.: М., 2002.
- 4. 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.
- 5. A.V. Suzdaltsev, A. A. Filatov, A.Yu. Nikolaev, A.A. Pankratov, N.G. Molchanova, and Yu.P. Zaikov. Extraction of scandium and zirconium from their oxides during the electrolysis of oxide–fluoride melts // Russian Metallurgy. 2018. № 2. Р. 133–138.
- 6. Filatov A.A., et. al. 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.
- 7. Аписаров А.П. и др. Физико-химические свойства расплавленных электролитов KF-NaF-AlF3 // Электрохимия. 2010. № 46. С. 672–678.
- 8. Pershin P.S., et. al. 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.
- 9. P.S. Pershin, A.V. Suzdaltsev, Yu.P. Zaikov. Synthesis of silumins in KF–AlF3–SiO2 melt // J. Electrochemical Society. 2016. 163. № 5. P. 167–170.
- 10. Першин П.С. и др. Катодные процессы при синтезе сплавов Al-Zr в расплаве KF-AlF3-Al2O3-ZrO2 // Бутлеровские сообщения. 2017. 49. №2. С. 110–116.
- 11. Бондарев Б.И. Модифицирование алюминиевых деформируемых сплавов. М.: Металлургия, 1979. С.134–135.
- 12. A.Yu. Nikolaev, A.V. Suzdaltsev, P.V. Polyakov, Yu.P. Zaikov. Cathode process at the electrolysis of KF-AlF3-Al2O3 melts and suspensions // Journal of the Electrochemical Society. 2017. 164. № 8. P. 5315–5321.
- 13. Turkdogan E. T. Physical Chemistry of High-Temperature Technology // Academic Press. NY. 1980.
- 14. Лякишев Н. П. Диаграммы состояния двойных металлических систем: Справочник. Том 1. М.: Машиностроение, 1996.
