Процессы электролитического получения боридов тантала из фторсодержащих расплавов

• Автор: Макарова, Ольга Викторовна
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Апатиты
• Количество страниц: 125 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

Глава 1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1 Электрохимический синтез боридов тантала.

1.1.1 Восстановление бора

1.1.2 Восстановление тантала

1.1.3 Совместное восстановление бора и тантала

1.2 Обоснование выбора электролита для изучения электрохимического синтеза боридов тантала
1.3 Исследования взаимодействия в тройных взаимных системах М,В Е,0 где МИа, К и К,Та О.

1.4 Основные свойства боридов.

1.4.1 Электронное строение

1.4.2 Физические и механические свойства боридов
1.4.3 Химические свойства боридов.
1.5 Структура и свойства нанокристаллических и аморфных материалов.
1.5.1 Структура аморфных сплавов
1.5.2 Кристаллизация
Глава 2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1 Методика
2.1.1 Аппаратура и методы исследований
2.1.2 Подготовка исходных материалов
Глава 3 ЭЛЕКТРОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ И ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ КОМПОНЕНТОВ В РАСПЛАВАХ РЫЫАК К2ТаР7 КВР4 и РЫЫАК К2ТаР7 КВР4 Иа.
3.1 Электрохимическое поведение бора и тантала во фторидных расплавах
3.2 Электрохимическое поведение бора и тантала в оксофторидных
расплавах
3.3 Изучение взаимодействий в системе Иа,К,В,Та РО
3.3.1 Изучение взаимодействий в системах К2ТаБ7 КВР4 и КзТаОБб
ИазВзОзРб.
3.3.2 Построение линии ликвидуса разреза К3ТаОРбНазВ3ОзР6
Глава 4 УСЛОВИЯ ОСАЖДЕНИЯ И ОПИСАНИЕ ПОКРЫТИЙ БОРИДОВ ТАНТАЛА
4.1 Параметры электроосаждения
4.1.1 Исследование термической устойчивости расплава БЬШАК К2ТаР7
КВР4 Иа
4.1.2 Влияние параметров электролиза на структуру и свойства катодных
осадков, синтезированных из оксофторидного расплава
4.2 Свойства электролитических рентгеноаморфных покрытий борида
тантала
4.3 Термообработка и динамика кристаллизации рентгеноаморфных
боридов тантала
Заключение.
Библиографический список используемой литературы
Приложение.
Введение
Актуальность


Определены параметры процесса: концентрация гептафтортанталата, мольные отношения В/Та и 0/(В+Та), температура, плотность тока, позволяющие получать на катоде рентгеноаморфные бориды тантала путем электрохимического синтеза из расплава РЬШАК-КгТаРт-КВР^НагО. Получены электролитические бориды тантала, которые могут быть использованы в качестве защитных покрытий в щелочных средах. Предложен способ повышения микротвердости электролитических покрытий боридов тантала с кГ/мм2 до кГ/мм2. Апробация работы. NATO ARW «Refractory Metals in Molten Salts. V Международном симпозиуме «Molten Sait Chemistry and Technologyy» (Дрезден, г. Химия и химическая технология в освоении природных ресурсов Кольского полуострова» (Апатиты, г). EUCHEM» (Франция, г. Проблемы электрокристаллизации металлов» (Екатеринбург, г. X Кольском семинаре по электрохимии редких металлов (Апатиты, г. Публикации. По материалам работы опубликовано 8 статей, 4 тезиса докладов. Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, библиографического списка используемой литературы и приложения. Она изложена на 5 страницах, содержит рисунок и 6 таблиц. Сущность высокотемпературного электрохимического синтеза (ВЭС) тугоплавких соединений, к которым относятся и бориды тантала, заключается в одновременном или последовательном протекании многоэлектронных электрохимических реакций выделения металла и неметалла, в результате которых на катоде образуется осадок требуемого продукта. Следует подчеркнуть, что необходимым условием реализации электрохимического синтеза является наличие электронной проводимости у осаждаемого соединения [4]. Существуют два варианта проведения ВЭС. В первом варианте расплавленный электролит содержит один из компонентов соединения в ионной или молекулярной форме, который разряжается на электроде, являющемся другим компонентом. В качестве разряжающегося компонента используют соединения бора, из которых бор восстанавливается до элементарного состояния на танталовом катоде - так называемое электролитическое борирование [5]. Во втором варианте расплавленный электролит содержит оба компонента, которые разряжаются на индифферентном электроде. Этот вариант выглядит более привлекательно в теоретическом и практическом отношениях, поскольку позволяет путем варьирования режима электролиза (состав электролита, температура, плотность тока) получать бориды требуемого состава, как в виде покрытий, так и в виде высокодисперсных порошков [4]. В обзоре В. Н. Турина [6] рассмотрены основные методы синтеза боридов, карбидов, силицидов, нитридов и оксидов переходных металлов 1У-У1 групп. К недостаткам отнесены: низкая чистота продуктов синтеза и трудоемкость очистки катодных осадков; трудность получения соединений строго определенного состава как высших, так и низших (по металлу); малая экономичность. Следует отметить, что в первых работах по электрохимическому синтезу боридов, действительно, существовала проблема получения чистых осадков и трудоемкости их отмывки [7]. С усовершенствованием ВЭС такие проблемы практически сведены к нулю и, более того, одним из преимуществ электрохимического синтеза является возможность получения чистых продуктов при значительно загрязненных исходных веществах, что и отмечено в этой же работе [6]. Сравнивая содержание примесей диборида циркония после зонной плазменно-дуговой плавки и электролитический диборид циркония, можно сказать, что данные являются сопоставимыми [2]. Во многом сложность или простота получения сплава точного состава зависит от термодинамических величин и вида диаграммы состояния. Так, диаграммы состояния боридов, например, металлов группы титана, имеют довольно простой вид, т. На рис. Та-В. Металлы подгруппы ванадия, наоборот, отличаются большей сложностью диаграмм состояния, что, конечно, связано с электронным строением боридов. Существует определенная закономерность в смещении состава боридов с минимальным содержанием бора в соединениях в богатую бором область, а также в уменьшении числа образующихся боридов по мере увеличения отношения радиуса атома металла к радиусу атома бора [8]. Та В,%(ат. Рис. Фазовая равновесная диаграмма состояния Та-В [9].