Коррозия металлов и сплавов в криолит-глиноземных расплавах в условиях анодной поляризации

• Автор: Филатов, Александр Юрьевич
• Шифр специальности: 02.00.04, 02.00.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 147 с. : ил.

Содержание
Введение

1. Обзор литературы 4

1.1 Поведение индивидуальных металлов в криолитглиноземных расплавах.

1.1.1 Термодинамические оценки

1.1.2. Растворимость оксидов

1.2.2 Электрохимическое поведение индивидуальных металлов

1.2.4 Электрохимическое поведение сплавов

2.Экспериментальная часть.

2.1 Постановка задачи.

2.2 Методика экспериментов .

2.2.1 Изготовление образцов
2.2.2 Электрохимические исследования.
2.2.3 Общая методика исследования металлов и сплавов.
2.2.4 Рентгенофазовый анализ.
2.2.5 Изготовление шлифов
2.2.6 Электронная микроскопия и микроанализ
2.2.7 Расчет интегральной скорости коррозии
2.3 Характеристика исследуемых образцов
2.3.1 Двухкомпонентые однофазные сплавы..
2.3.2 Многокомпонентные однофазные ставы.
3.3.3 Двухкомпонентные двухфазные сплавы.
2.3.4. Многокомпонентные двухфазные ставы
3. Результаты и обсуждение.
3.1 Поведение индивидуальных металлов в криолитглиноземных расплавах в условиях анодной поляризации
3.1.1 Медь.
3.1.2. Железо
3.1.3 Никель.
3.1.4. Физикохимическая природа процессов деградации индивидуальных металлов в криолитглиноземных расплавах
3.2 Поведение электродов из сплавов в криолитглиноземных расплавах в условиях анодной поляризации
3.2.1 Однофазные бинарные ставы
3.2.2. Физикохимическая природа процессов деградации электродов из бинарных сплавов в криолит глиноземных расплавах.
3.2.3 Однофазные многокомпонентные сплавы.
3.2.4 Физикохимическая природа процессов деградации однофазных многокомпонентных ставов в криолитглиноземных расплавах
3.2.5 Двухфазные многокомпонентные ставы
Заключение
Список цитируемой литературы


В этой связи, а также для интерпретации электрохимических данных по активному растворению и пассивации металлов принципиальное значение имеют сведения о растворимости их соединений в криолитглиноземных расплавах. Основной интерес для настоящей работы представляют данные о растворимости оксидов олова, железа, никеля и меди металлов, являющихся основными компонентами
изучавшихся в работе сплавов. В литературе преобладают данные о растворимости оксидов этих металлов в высокотемпературных криолитглиноземных расплавах с высоким криолитовым отношением1 КО. Внастоящей работе проводились исследования в широком диапазоне состава КО 1. С для которого такие данные отсутствуют. Однако, основываясь на доступных данных о растворимости различных оксидов, можно проследить некоторые тенденции, характерные для более широких интервалов КО и температур. В зависимости от состава расплава устойчивыми твердыми формами, находящимися в равновесии с расплавом, могут быть простые оксиды, алюминаты или фториды. Расчет свободных энергий. Гиббса реакций взаимного превращения соединений металлов, приведеных ниже в разделах 1. Поскольку рассматриваются равновесия . I1, и константы равновесия реакций. Данные, необходимые для расчета активности оксида и фторида алюминия в криолитглиноземном расплаве от температуры, КО расплава и содержания растворенного глинозема, приведены в работе . Разумеется, равновесия приведенные в разделах 1. В этой ситуации построение диаграмм областей устойчивости твердых оксидов и фторидов металлов может служить как исходная точка для решения обратной задачи оценки устойчивости комплексов металлов в расплаве путем сравнения экспериментально определенных границ устойчивости твердых фаз с рассчитанными. Растворимости оксидов различных металлов в криолитглиноземном расплаве определяются устойчивостью частиц, образующихся в расплаве. Прямыми инсгрументальными методами состав координационной сферы ионов металлов в расплаве не определяли, и о нем мы можем судить лишь по косвенным признакам. При отсутствии прямых данных можно ожидать, что в первом приближении термодинамическая устойчивость твердых оксидных и фторидных соединений металлов, будет коррелировать с устойчивостью фторндньтх и оксокомплексов в расплаве с точностью до энергии кристаллической структуры твердой фазы. Криолнтовое отношение молярное отношение фторид натрняфторид алюминия, рассчитываемое из концентрации компонентов заложенных и расплав. В табл. Таблица 1. Условия, в которых проводились систематические измерения растворимости оксидов различных металлов. В скобках указана атмосфера, в которой проводили измерения о воздух или кислород, в инертный газ. Концентрация глинозема слиоз приведена в мае. СА 01 е 1 0 4 2. Т. иС 0 0 0 6 в 0 о,в. КО 3 3 3 3 3 2. КО 18 28 2. СА3 0нас. СА3 1. Растворимость диоксида олова в криолитглиноземном расплаве исследована в работах ,,. При увеличении содержания глинозема в расплаве растворимость уменьшается в несколько раз по сравнению с установленной для безглиноземно о расплава рис. Г
0. Мас. А1. Рис. Зависимость растворимости диоксида олова в криолитглинозсмном расплаве от содержания оксида алюминия, КО3. В работе изучалась растворимость в безглиноземных и насыщенных по глинозему расплавах с КО 1. В обоих случаях найден максимум растворимости при КОЗ. В расплаве, содержащем фторид лития КО3, 5 мае. АЬОз, 8 мас. ЫР, растворимость диоксида олова оказалась ниже, чем в аналогичном натриевом электролите около 0. Зависимость растворимости в электролите с КО 2. СаР2 и 5 мас. При контакте с расплавом диоксид олова переходит в растворимую форму, представляющую собо1к вероятно, комплексный ион. В работе были рассмотрены возможные равновесия с участием оксофторидных и оксофторалюминатных комплексов олова. Расчет зависимости активности таких частиц от активностей оксида и фторида алюминия и сопоставление результатов расчета с экспериментальными зависимостями растворимости от КО и содержания глинозема позволили предположить, что при концентрации АЬОз меньше 1 мас. БпОг 8. ЛГС. ЭпОг 2ЗЛИэ 2ЫаР БлО 1ЗА 2,
2Бп 4ЗА1Г3 4ЫаР пР 2ЗАЬ 4Ыа .