Электрохимическое восстановление хлорида алюминия из кальцийсодержащих электролитов
Исследовано электровосстановление хлорида алюминия из кальцийсодержащего электролита при 730°. Показано, что характерной особенностью является способность ионов кальция восстанавливаться в подпотенциальной области с образованием структуры внедрения с материалом катода. Область электрохимического вне...
Збережено в:
| Дата: | 1983 |
|---|---|
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України
1983
|
| Назва видання: | Украинский химический журнал |
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/182387 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Электрохимическое восстановление хлорида алюминия из кальцийсодержащих электролитов / В.Ф. Макогон, Г.И. Дыбкова, А.К. Богданова // Украинский химический журнал. — 1983. — Т. 49, № 1. — С. 93-95. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-182387 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1823872022-01-01T01:26:01Z Электрохимическое восстановление хлорида алюминия из кальцийсодержащих электролитов Макогон, В.Ф. Дыбкова, Г.И. Богданова, А.К. Краткие сообщения Исследовано электровосстановление хлорида алюминия из кальцийсодержащего электролита при 730°. Показано, что характерной особенностью является способность ионов кальция восстанавливаться в подпотенциальной области с образованием структуры внедрения с материалом катода. Область электрохимического внедрения определяется концентрацией хлорида кальция и материалом катода. В связи с этим, а также с ограниченной растворимостью хлорида кальция в кальцийсодержащем расплаве восстановление хлорида алюминия предпочтительно вести при его концентрациях 1—4 вес. %. 1983 Article Электрохимическое восстановление хлорида алюминия из кальцийсодержащих электролитов / В.Ф. Макогон, Г.И. Дыбкова, А.К. Богданова // Украинский химический журнал. — 1983. — Т. 49, № 1. — С. 93-95. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. 0041–6045 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/182387 541.135.3 ru Украинский химический журнал Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Краткие сообщения Краткие сообщения |
| spellingShingle |
Краткие сообщения Краткие сообщения Макогон, В.Ф. Дыбкова, Г.И. Богданова, А.К. Электрохимическое восстановление хлорида алюминия из кальцийсодержащих электролитов Украинский химический журнал |
| description |
Исследовано электровосстановление хлорида алюминия из кальцийсодержащего электролита при 730°. Показано, что характерной особенностью является способность ионов кальция восстанавливаться в подпотенциальной области с образованием структуры внедрения с материалом катода. Область электрохимического внедрения определяется концентрацией хлорида кальция и материалом катода. В связи с этим, а также с ограниченной растворимостью хлорида кальция в кальцийсодержащем расплаве восстановление хлорида алюминия предпочтительно вести при его концентрациях 1—4 вес. %. |
| format |
Article |
| author |
Макогон, В.Ф. Дыбкова, Г.И. Богданова, А.К. |
| author_facet |
Макогон, В.Ф. Дыбкова, Г.И. Богданова, А.К. |
| author_sort |
Макогон, В.Ф. |
| title |
Электрохимическое восстановление хлорида алюминия из кальцийсодержащих электролитов |
| title_short |
Электрохимическое восстановление хлорида алюминия из кальцийсодержащих электролитов |
| title_full |
Электрохимическое восстановление хлорида алюминия из кальцийсодержащих электролитов |
| title_fullStr |
Электрохимическое восстановление хлорида алюминия из кальцийсодержащих электролитов |
| title_full_unstemmed |
Электрохимическое восстановление хлорида алюминия из кальцийсодержащих электролитов |
| title_sort |
электрохимическое восстановление хлорида алюминия из кальцийсодержащих электролитов |
| publisher |
Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України |
| publishDate |
1983 |
| topic_facet |
Краткие сообщения |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/182387 |
| citation_txt |
Электрохимическое восстановление хлорида алюминия из кальцийсодержащих электролитов / В.Ф. Макогон, Г.И. Дыбкова, А.К. Богданова // Украинский химический журнал. — 1983. — Т. 49, № 1. — С. 93-95. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
| series |
Украинский химический журнал |
| work_keys_str_mv |
AT makogonvf élektrohimičeskoevosstanovleniehloridaalûminiâizkalʹcijsoderžaŝihélektrolitov AT dybkovagi élektrohimičeskoevosstanovleniehloridaalûminiâizkalʹcijsoderžaŝihélektrolitov AT bogdanovaak élektrohimičeskoevosstanovleniehloridaalûminiâizkalʹcijsoderžaŝihélektrolitov |
| first_indexed |
2025-07-16T00:53:31Z |
| last_indexed |
2025-07-16T00:53:31Z |
| _version_ |
1837762832577331200 |
| fulltext |
Д а н н ы е по влиянию термовакуумной обработки и состава электро
л и т а с предшествующей гидридной обработкой на адгезию алюминие
вого покрытия приведены в таблице . Введение в р а с п л а в л е н н ы й элект
ролит к а р б а м и д а ( П А В ) и п о с л е д у ю щ а я за гальваническим процессом
т е р м о в а к у у м н а я о б р а б о т к а о б р а з ц о в значительно у в е л и ч и в а ю т адге
зию алюминиевого покрытия . Н а и б о л е е эффективное действие оказы
в а е т сочетание двух у к а з а н н ы х ф а к т о р о в . Прочность сцепления осадка
•с основой в о з р а с т а е т в этом с л у ч а е приблизительно в 7 раз .
П р и к о н т а к т е титана и а л ю м и н и я н а б л ю д а е т с я г а л ь в а н и ч е с к а я
;коррозия последнего, причиной которой является разность стационар
ных электродных потенциалов , д о с т и г а ю щ а я в морской воде 0,69 В.
Н а м и изучено коррозионное поведение с п л а в а Д 1 6 Т в к о н т а к т е с чис
т ы м и а л ю м и н и р о в а н н ы м сплавом ВТ-16. И с п ы т а н и я проводили в вод
ном р а с т в о р е 3 вес. % N a C l + О Д вес. % H 2 O 2 по стандартной методике
(рис. 3 ) . К а к и следовало о ж и д а т ь , в контакте с а л ю м и н и р о в а н н ы м
сплавом ВТ-16 скорость коррозии Д 1 6 Т незначительна . П р и контакте
с н е а л ю м и н и р о в а н н ы м сплавом ВТ-16 коррозия Д 1 6 Т увеличивается в
1,7 р а з а ( к р и в а я 4), тогда к а к в контакте со сплавом ВТ-16, с кото
рого у д а л е н о алюминиевое покрытие , скорость коррозии Д 1 6 Т воз
р а с т а е т только в 1,1 р а з а ( к р и в а я 3). Видимой коррозии с а м о г о ти
танового с п л а в а при этом не н а б л ю д а е т с я ; стационарный потенциал
с п л а в а после с т р а в л и в а н и я алюминиевого покрытия не в о з в р а щ а е т с я к
первоначальной величине, о с т а в а я с ь в области отрицательных значений.
Д л я объяснения полученных данных н а м и изучен ф а з о в ы й состав
поверхности сплава на установке Д Р О Н - 1 . П р и рентгенографическом
а н а л и з е проалюминированных о б р а з ц о в , помимо основного м е т а л л а —
а л ю м и н и я , о б н а р у ж е н о значительное (до 8—10 %) количество интер-
м е т а л л и д а Al 3 Ti ( т е т р а г о н а л ь н а я ячейка : а=5,425; с = 8 , 5 7 9 А ) , а так
ж е следы рутила ( T i O 2 ) . Н а л и ч и е м слоя и н т е р м е т а л л и д а Al 3 Ti м о ж н о
о б ъ я с н и т ь сдвиг стационарного потенциала и уменьшение скорости
коррозии на границе Д 1 6 Т — о б р а з е ц сплава ВТ-16, с которого у д а л е н о
алюминиевое покрытие.
О п и с а н н а я схема процесса а л ю м и н и р о в а н и я позволяет получать
пластичные (отсутствие н а в о д о р о ж и в а н и я ) мелкокристаллические осад
ки а л ю м и н и я на титановом с п л а в е ВТ-16 с хорошими адгезионными и
коррозионными свойствами.
1. Четвериков А. В., Павленко И. А., Сарнавский Н. М. Гальваническое алюминирова-
ние титана из солевых расплавов.— Укр. хим. журн., 1975, 41, № 1, с. 44—47.
2. А. с. 451800 (СССР). Расплав для электролитического алюминирования / Ю. К. Де-
лимарский, Н. X. Туманова, Н. М. Сарнавакий и др.— Опубл. в Б. И., 1974, № 44.
3. А. с. 267287 (СССР). Паста для химической обработки титана и его сплавов /
Ю. К- Делимарский, Р. В. Чернов, Нога и др.— Опубл. в Б. И., 1970, № 12.
Институт общей и неорганической химии Поступила
А Н УССР 4 мая 1981 г.
УДК 541.135.3
Э Л Е К Т Р О Х И М И Ч Е С К О Е В О С С Т А Н О В Л Е Н И Е Х Л О Р И Д А
А Л Ю М И Н И Я ИЗ К А Л Ь Ц И Й С О Д Е Р Ж А Щ И Х Э Л Е К Т Р О Л И Т О В
В. Ф. Макогон, Г. И. Дыбкова, А. К. Богданова
Соли к а л ь ц и я являются эффективной д обав ко й при э л е к т р о л и з е алю
миния из фторидных [1] и хлоридных [2] расплавов . О д н а к о при тех
нологических исследованиях э л е к т р о л и з а хлоридных электролитов , со
д е р ж а щ и х A I C l 3 и C a C I 2 [ 3 ] , получены отрицательные р е з у л ь т а т ы из-
за о б р а з о в а н и я на катоде непроводящей пленки. В связи с этим необ-
УКРАИНСКИИ ХИМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ, 1983, т. 49, № 1 93
I, Я/см2
ходимо было исследовать электрохимическое поведение A l C l 3 в хло-
ридных р а с п л а в а х , с о д е р ж а щ и х C a C l 2 .
И с п о л ь з о в а л и потенциодинамический метод получения вольт -ам
перных зависимостей в стационарном р е ж и м е поляризации электрода .
Методика эксперимента описана в работе [ 4 ] . Электролит готовили
сплавлением з а д а н н ы х количеств солей. В качестве рабочих электро
дов п р и м е н я л и спектральный графит , запрессованный в корунд. По
тенциал и з м е р я л и относительно свинцового
электрода сравнения . Температура эксперимен
та 700—730°.
Изучение вольт-амперных характеристик ,
полученных в электролитах , с о д е р ж а щ и х C a C i 2
в различных соотношениях, показало , что на
Рис. 1. Вольт-амперные кривые разложения электролита
KCl—CaCl 2 на различных электродах: / — платина; 2 —
графит; 3 — стеклоуглерод; 4 — вольфрам.
кривых н а б л ю д а ю т с я волны при потенциалах , отличающихся от потен
ц и а л о в восстановления ионов р а с п л а в а . И х характер изменяется в за
висимости от м а т е р и а л а подложки .
К р и в ы е р а з л о ж е н и я электролита K C l — C a C l 2 , снятые на графите ,
стеклоуглероде , платине и в о л ь ф р а м е , представлены на рис. 1. Н а всех
м а т е р и а л а х выделению щелочного м е т а л л а предшествует подъем тока
в и н т е р в а л е потенциалов 0,8—1,0 В. О б р а т н ы й ход кривых х а р а к т е р и
зуется р я д о м пиков, соответствующих, очевидно, с п л а в о о б р а з о в а н и ю
с м а т е р и а л о м катода . Ф а р а д е е в с к а я природа этих токов не вызывает
сомнения. Ч т о б ы выяснить, восстановлению какого из ионов они со
ответствуют, была проведена идентификация электрохимического пове
дения индивидуального C a C l 2 . Вольт -амперные зависимости его ра зло
ж е н и я на стеклоуглероде , г р а ф и т е и платине приведены на рис. 2.
К р о м е потенциала р а з л о ж е н и я C a C l 2 , на кривых фиксируются пере
гибы, с в я з а н н ы е с образованием нерастворимой ф а з ы — на стеклоуг
лероде и г р а ф и т е по одному, на п л а т и н е — два . Д л я химической иден
тификации образующегося продукта при потенциале 1,1 В проведен
э л е к т р о л и з р а с п л а в а C a C l 2 — K C l . В качестве к а т о д а использована пла
тина. О б р а з о в а в ш и й с я на ней осадок был подвергнут рентгенофазово-
му анализу . О с а д о к состоял из C a P t 2 , кальций и калий не обнару
ж е н ы . Т а к и м образом , волны на кривых (см. рис. / ) относятся не к
внедрению к а л и я , к а к можно было п р е д п о л а г а т ь [ 5 ] , а к а л ь ц и я , об
р а з у ю щ е г о структуры внедрения с м а т е р и а л о м подложки при потен
ц и а л а х на 0,5—1,0 В положительнее потенциала р а з л о ж е н и я C a C l 2 .
Н а б л ю д а е т с я зависимость с п л а в о о б р а з о в а н и я кальция с м а т е р и а
лом к а т о д а от соотношения компонентов в солевой смеси. В меньшей
степени она в ы р а ж е н а д л я 3 N a C l — C a C l 2 (рис. 3, к р и в а я 3), в боль
ш е й — д л я C a C l 2 (рис. 3, к р и в а я / ) . В связи с этим д л я изучения
восстановления A l C l 3 на фоне к а л ь ц и й с о д е р ж а щ е г о электролита был
в ы б р а н р а с п л а в состава 3 N a C l — C a C l 2 . Н а рис. 4 представлена кон
центрационная зависимость восстановления хлорида а л ю м и н и я в нем.
Волна а л ю м и н и я носит четкий х а р а к т е р , описывается уравнением об
ратимого р а з р я д а с деполяризацией . В результате а н а л и з а угловых
коэффициентов получено значение 0,06 В, что соответствует трехэлект-
ронному переносу: А 1 С Ц - + З е - к А 1 + 4 С 1 - Э л ектр о дн ая р е а к ц и я проте
кает при потенциале полуволны 0,75 В , то есть при том ж е значении ,
что и д л я других катионных составов э л е к т р о л и т а [ 4 ] .
Н а /—ф-кривых (рис. 4) кроме волны а л ю м и н и я н а б л ю д а ю т с я не
большие перегибы в области р а з л о ж е н и я фона . Поскольку их потен
циал намного отрицательней, чем потенциал алюминия , то эти про
цессы не влияют на его электровыделение . К а к показывает о б р а т н а я
94 УКРАИНСКИЙ ХИМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ, 1983, т. 49, № 1
с ъ е м к а /—ср-кривой (рис. 4, к р и в а я 3), с п л а в о о б р а з о в а н и е фиксиру
ется в области потенциалов 1,6—1,8 В. Х а р а к т е р н ы м д л я данного элек
тролита я в л я е т с я ограниченная растворимость в нем х л о р и д а а л ю м и н и я .
П р е д е л ь н ы е диффузионные токи ионов алюминия растут пропор
ционально концентрации до 4—5 вес. % A l C l 3 . Д а л е е растворимость
Рис. 2. Вольт-амперные кривые разложения электролита CaCl 2 на различных электро
дах: 1 — платина; 2 — стеклоуглерод; 3 — графит.
Рис. 3. Зависимость сплавообразования кальция с графитовым катодом от состава
электролита: / — CaCl 2 ; 2 — K C l - C a C l 2 (1 : 4 ) ; 3 — N a C l - C a C l 2 ( 3 : 1).
Рис. 4. Концентрационная зависимость восстановления AlCl 3 на фоне 3NaCI-CaCl 2 (1):
2 — 1 ; 3 — 3; 4 — 5%.
падает , и при последующем увеличении концентрации наступает рас
слоение электролита . Это соответствует физико-химическим исследо
в а н и я м тройной системы N a C l — C a C l 2 — A l C l 3 [ 6 ] .
Т а к и м образом , применение ионов к а л ь ц и я в хлоридном электро
лите д л я электролиза хлорида а л ю м и н и я не д о л ж н о иметь отрица
тельного э ф ф е к т а при ограниченном его количестве. Б о л е е того, в свя
зи с р а з р у ш и т е л ь н ы м действием к а л и я и натрия , в н е д р я ю щ и х с я в
угольные к а т о д ы [ 5 ] , добавки ионов к а л ь ц и я , п р е д о т в р а щ а я это, д о л ж
ны улучшить технико-экономические п о к а з а т е л и электролиза .
1. А. с. 622873 (СССР). Электролит для получения алюминия / Н. И. Ануфриева,
3 . Н. Балашова, Л . С. Баранова, В. Б. Моисеева.— Опубл. в Б. И., 1978, № 33.
2. А.с. 558974 (СССР). Электролит для получения алюминия из расплава хлоридов /
Н. И. Ануфриева, Л. С. Баранова и др.— Опубл. в Б. И., 1977, № 19.
3. Технологические исследования по электролизу хлоридных электролитов, содержащих
AlCl 3 / О. А. Лебедев, О. Н. Дроняева, Б. Ф. Юдин, В. Г. Гопиенко.— Тр. Всесо-
юз. алюминиево-магниевого ин-та, 1977, № 98, с. 37—91.
4. Делимарский Ю. К., Макогон В. Ф., Гриценко О. П. Исследование разряда ионов алю
миния из высокотемпературного хлоралюминатного расплава.— Укр. хим. журн.,
1980, 46, № 2, с. 115—118.
5. Раппопорт М. Б. Углеграфитовые межслойные соединения и их значение в металлур
гии алюминия.— М. : Цветметинформация, 1967.—65 с.
6. Тройная система A l C l 3 - C a C l 2 - N a C l / Э. Н. Рябов, И. И. Иванов, Р. А. Сандлер,
Г. В. Башеева.— Изв. вузов. Цвет, металлы, 1980, № 3, с. 14—15.
Институт общей и неорганической химии Поступила
1,/1/смг
АН УССР 9 октября 1981 г.
УКРАИНСКИЙ ХИМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ, 1983, т. 49, № 1 95
|