Электрохимический синтез функциональных материалов на основе гадолиния в галогенидных расплавах

• Автор: Салех Махмуд Мохаммед Али
• Шифр специальности: 02.00.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 144 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. Строение и электрохимическое поведение расплавленных галогенидных систем, содержащих ионы гадолиния, бора и кремния
1.1. Краткая характеристика трихлорида гадолиния в кристаллическом и расплавленном состоянии
1.1.1. Особенности комплексообразования ионов гадолиния в расплавах хлоридов щелочных металлов
1.1.2. Особенности комплексообразования ионов гадолиния в расплавах фторидов щелочных металлов

1.2. Электровосстановление ионов гадолиния в галогенидных

расплавах

1.3. Краткая характеристика борсодержащих галогенидных расплавов

1.3.1. Борсодержащие хлоридно-фторидные расплавы

1.3.2. Борсодержащие фторидные расплавы

1.4. Электродные процессы в борсодержащих галогенидных расплавах
1.5. Электровосстановление ионов кремния в галогенидных расплавах
1.5.1. Электровосстановление ионов кремния в хлоридных и хлоридно-фторидных расплавах
1.5.2. Электровосстановление ионов кремния во фторидных расплавах
1.5.3. Электровыделение кремния из оксидно-галогенидных расплавов
1.6. Электролитическое получение соединений и сплавов гадолиния из галогенидных расплавов
1.7. Постановка задачи диссертационной работы
ГЛАВА 2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И МЕТОДИКА
ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТОВ
2.1. Обоснование выбора электрохимических методов исследования электродных процессов в солевых расплавах
2.2. Особенности проведения эксперимента в галогенидных расплавах, содержащих ионы гадолиния, бора и кремния
2.2.1. Вакуумная система и система для осушки аргона
2.2.2. Подготовка исходных солей
2.2.3. Анализ и диагностика синтезированных соединений
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОВОССТАНОВЛЕНИЯ ИОНОВ ГАДОЛИНИЯ В ГАЛОГЕНИДНЫХ РАСПЛАВАХ
3.1. Процесс электрохимического восстановления ионов гадолиния в хлоридном расплаве на вольфрамовом электроде
3.1.1. Процесс электрохимического восстановления ионов гадолиния в расплаве КС1-ЫаС1 (1 : 1) при 973 К
3.1.2. Процесс электрохимического восстановления ионов гадолиния в эвтектическом расплаве КС1-ИаС1-СзС1 на вольфраме при 823 К
3.2. Процесс электрохимического восстановления ионов гадолиния в хлоридном расплаве на серебряном электроде
3.2.1. Процесс электрохимического восстановления ионов гадолиния в эквимолыюм расплаве КС1-1ЧаС1 при 973 К
3.2.2. Процесс электрохимического восстановления ионов гадолиния на фоне эвтектики КС1-ЫаС1-СзС1 на серебре при 823 К
3.3. Процесс электрохимического восстановления ионов гадолиния на алюминии в эвтектике КС1-ЫаС1-С5С1 при 823 К
3.4. Процесс электрохимического восстановления ионов гадолиния на стеклоуглероде в расплавах КС1-ЫаС1 (973 К) и КС1^аС1-СзС1 (823 К)
3.5. Анализ вольтамперных зависимостей процесса электрохимического восстановления гадолиния в хлоридных расплавах
3.5.1. Механизм процесса электровосстановления трихлорида гадолиния на вольфрамовом электроде в расплаве КС1-№С1 при 973 К
3.5.2. Механизм процесса электровосстановления трихлорида гадолиния на вольфрамовом и серебряном электродах при 823 К
3.6. Особенности электрохимического восстановления гадолиния при изменении
анионого состава электролита
3.4. Заключение к 3 главе
ГЛАВА 4. ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ СОЕДИНЕНИЙ НА ОСНОВЕ ГАДОЛИНИЯ, БОРА И КРЕМНИЯ
4.1. Совместное электровосстановление ионов гадолиния с ионами бора в
расплавах ИаС1-КС1 и ИаСІ-КСІ-СзСІ
4.1 Л. Совместное электровосстановление ионов гадолиния с ионами бора в расплаве ЫаС1-КС
4.1.2. Совместное электровосстановление ионов гадолиния с ионами бора в расплаве ИаСІ-КСІ-СзСІ
4.2. Совместное электровосстановление ионов гадолиния с ионами кремния в расплавах ИаС1-КС1 и ЫаС1-КС1-СзС
4.2.1. Совместное электровосстановление ионов гадолиния с ионами кремния в расплаве ИаСІ-КСІ
4.2.2. Совместное электровосстановление ионов гадолиния с ионами кремния в расплаве ИаСІ-КСІ-СзСІ
4.3. Электрохимический синтез нано- и ультрадисперсных порошков боридов и силицидов гадолиния в хлоридно-фторидных расплавах
4.3.1. Исследование влияния концентрации фторбората и фторсиликата калия на состав катодных осадков
4.3.2. Исследование влияния напряжения на ванне на состав катодных осадков
4.3.3. Влияние условий проведения электролиза на размер частиц катодного осадка
Заключение к 4 главе
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

новлении. Электролитическое осаждение осуществлялось из электролита состава 11аС1-КС1-ЫаР-СбС1з-19азА1Бб на серебряном катоде при 973-1023 К °С. Как результат исследований, определение условий ВЭС. Авторами констатируется получение сплава А12Ос1.
Сплавы ]У^-Ы-Ос1 были получены электрохимическим осаждением из расплава 1лС1-КС1НУ^С12-Сб2Оз на молибденовом катоде при постоянной плотности тока и при температурах 823 К и 973 К [161]. Результаты показали, что сплав 1У^-Сс1 образуется в течение первых 30 минут (состав сплава 96,53 масс.% 0,27 масс.% 1л апб 3,2 масс.% вс!). Состав сплава можно варьировать временем электролиза, либо концентрацией оксида гадолиния в расплаве. С увеличением доли гадолиния в сплаве М§-Ы увеличивается и его коррозионная стойкость. Результаты рентгенофазовых исследований показывают, что формируются фазы М§3Сб и Исследование распределения гадолиния в сплаве М§-Ы-Сс1 показывает, что вб в основном распространяется на границах зерен сплавов М§-Ы-Об.
Что касается получения боридов РЗМ, то первая работа в этом направлении - это работа Ь. Апбпеих [53], где в качестве электролита использовался расплав, состоящий из оксидов и фторидов 1л, В и М§. В расплав в качестве источников ионов РЗМ добавляли оксиды лантана и церия. Ь. Апбпеих получил гексабориды лантана и церия при 1073-1273 К и / = 2,6 А-см'2.
Бориды гадолиния получались синтезом из элементов, восстановлением окиси гадолиния смесью бора и угля, карбидом бора, вакуумно-термическим восстановлением окиси бора и электролизом расплавленных сред [162].
Принципиальная возможность получения боридов гадолиния была показана в работе [160]. Авторами в целях получения боридов гадолиния и выяснения условий ВЭС был исследован процесс электрохимического восстановления ВР.(-иона и комплексных хлоридно-фтооридных комплексов Об на фоне расплава хлоридов натрия и калия (1:1) с добавками фторида натрия до 10 масс.%. Электроосаждение проводилось на серебряной подложке. Было исследовано влияние напряжения, длительности электролиза, концентрации компонентов и температуры на результат ВЭС; в итоге были получены индивидуальный бор, промежуточные