PL229596B1 - Method for obtaining three-component rhenium-cobalt-molybdenum alloys - Google Patents

Method for obtaining three-component rhenium-cobalt-molybdenum alloys

Info

Publication number
PL229596B1
PL229596B1 PL413735A PL41373515A PL229596B1 PL 229596 B1 PL229596 B1 PL 229596B1 PL 413735 A PL413735 A PL 413735A PL 41373515 A PL41373515 A PL 41373515A PL 229596 B1 PL229596 B1 PL 229596B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
solution
cobalt
rhenium
ppm
molybdenum
Prior art date
Application number
PL413735A
Other languages
Polish (pl)
Other versions
PL413735A1 (en
Inventor
Dorota Kopyto
Katarzyna Leszczyńska-Sejda
Grzegorz Benke
Andrzej Chmielarz
Wit Baranek
Tomasz Majewski
Jan Piętaszewski
Jerzy Michałowski
Elżbieta Pietek
Grażyna Machelska
Krystyna Witman
Piotr Grzechca
Original Assignee
Innovator Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia
Innovator Spólka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia
Inst Metali Niezelaznych
Instytut Metali Niezelaznych
Wojskowa Akademia Techniczna Im Jaroslawa Dabrowskiego
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Innovator Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia, Innovator Spólka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia, Inst Metali Niezelaznych, Instytut Metali Niezelaznych, Wojskowa Akademia Techniczna Im Jaroslawa Dabrowskiego filed Critical Innovator Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia
Priority to PL413735A priority Critical patent/PL229596B1/en
Publication of PL413735A1 publication Critical patent/PL413735A1/en
Publication of PL229596B1 publication Critical patent/PL229596B1/en

Links

Landscapes

  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)
  • Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)

Abstract

Sposób otrzymywania stopów trójskładnikowych ren-kobalt-molibden na drodze elektrowydzielania z roztworów wodnych charakteryzuje się tym, że do wodnego roztworu siarczanu(VI) kobaltu(II) zawierającego 5 - 50 g/dm3 Co, podgrzanego do temperatury 30 - 90°C dodaje się przy intensywnym mieszaniu roztworu jony czynnika kompleksującego, korzystnie jony cytrynianowe w postaci kwasu cytrynowego i/lub cytrynianu trisodowego w takiej ilości aby stosunek molowy jonu cytrynianowego do kobaltu był większy niż 1, a mniejszy niż 10, następnie wprowadza się roztwór renianu(VII) kobaltu(II) o stężeniu renu 1 - 20 g/dm3 Re, oraz roztwór molibdenianu(VI) sodu w ilości od 1 do 10 g Mo na każdy 1 dm3 roztworu oraz dodaje się wodnego roztworu węglanu sodu o stężeniu 20 - 160 g/dm3 i/lub 20 - 40% roztworu wodorotlenku sodu, aż do uzyskania pH roztworu na poziomie 3 - 8, korzystnie 4,5.The method of obtaining the three-component rhenium-cobalt-molybdenum alloys by electrecipitation from aqueous solutions is characterized by the fact that to an aqueous solution of cobalt (II) sulphate (VI) containing 5 - 50 g / dm3 Co, heated to 30 - 90 ° C, is added with vigorous stirring of the solution, ions of the complexing agent, preferably citrate ions in the form of citric acid and / or trisodium citrate in such an amount that the molar ratio of citrate ion to cobalt is greater than 1 and less than 10, then cobalt rheate (VII) solution ( II) with a rhenium concentration of 1 - 20 g / dm3 Re, and a sodium molybdate solution in the amount of 1 to 10 g Mo for each 1 dm3 of solution, and an aqueous sodium carbonate solution with a concentration of 20 - 160 g / dm3 and / or 20-40% sodium hydroxide solution, until the pH of the solution is between 3-8, preferably 4.5.

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania stopów trójskładnikowych ren-kobalt-molibden na drodze elektrowydzielania z roztworów wodnych, stosowanych zwłaszcza do produkcji stopów o specjalnym zastosowaniu.The subject of the invention is a method of obtaining three-component rhenium-cobalt-molybdenum alloys by electrecipitation from aqueous solutions, used in particular for the production of alloys with special applications.

Zarówno ren jak i molibden są metalami trudnotopliwymi, w dużej mierze stosowane do otrzymywania superstopów. Stopy niklowe, bądź kobaltowe zawierające te metale, wykorzystywane są zwłaszcza w warunkach działania obciążeń mechanicznych, termicznych oraz agresywnego środowiska. Ważne przy ich praktycznym wykorzystaniu jest to, że zachowują one stabilność, twardość oraz odporność na ścieranie i zginanie w wysokiej temperaturze. Powłoki z tych stopów są nanoszone na powierzchnie elementów urządzeń pracujących w zakresie wysokich temperatur, np. łopatki turbin gazowych, silników odrzutowych czy rur stosowanych w kotłach parowych, w celu poprawy zarówno odporności termicznej, jak i odporności na korozję.Both rhenium and molybdenum are refractory metals, largely used in the preparation of superalloys. Nickel or cobalt alloys containing these metals are used especially in conditions of mechanical and thermal loads and aggressive environment. What is important for their practical use is that they maintain stability, hardness and resistance to abrasion and bending at high temperatures. Coatings of these alloys are applied to the surfaces of equipment components operating in the high temperature range, such as blades of gas turbines, jet engines or pipes used in steam boilers, to improve both thermal resistance and corrosion resistance.

Stopy tego rodzaju bardzo trudno jest otrzymać konwencjonalnymi metodami termicznymi, z powodu znacznej różnicy temperatury topnienia poszczególnych składników: Co-1495°C, Re-3180°C, Mo-2620°C, a także ich ograniczoną wzajemną rozpuszczalnością.Alloys of this type are very difficult to obtain by conventional thermal methods, due to the significant difference in the melting point of the individual components: Co-1495 ° C, Re-3180 ° C, Mo-2620 ° C, as well as their limited mutual solubility.

Możliwe jest otrzymywanie renu i/lub molibdenu w postaci stopów z innymi metalami wchodzącymi w skład superstopów, najczęściej niklem lub kobaltem. Stopy takie najczęściej otrzymuje się, podobnie jak sam ren, poprzez chemiczne osadzanie z fazy gazowej (CVD - Chemical vapor deposition) lub wykorzystując metalurgię proszkową poprzez wygrzewanie silnie sprasowanych kształtek w atmosferze redukującej (tlenków i innych związków zawierających metale stopu) lub obojętnej (metale wchodzące w skład stopu). Źródłem renu bądź molibdenu jest najczęściej renian(VII) lub molibdenian amonu lub potasu, czy renian(VII) lub molibdenian(VI) metalu wchodzącego w skład stopu, znacznie rzadziej proszek metalicznego renu, czy molibdenu z uwagi na ich bardzo wysoka cenę.It is possible to obtain rhenium and / or molybdenum in the form of alloys with other metals constituting the superalloys, most often nickel or cobalt. Such alloys are most often obtained, similarly to rhenium itself, by chemical vapor deposition (CVD) or by powder metallurgy by annealing highly compressed fittings in a reducing atmosphere (oxides and other compounds containing alloy metals) or inert (metals entering in the composition of the alloy). The source of rhenium or molybdenum is most often rhenium (VII) or ammonium or potassium molybdate, or rhenium (VII) or molybdate (VI) of the metal contained in the alloy, much less often metallic rhenium or molybdenum powder due to their very high price.

Znane są metody bezprądowe trzymywania stopów zawierających metal lub metale trudnotopliwe np.: Re, Mo, W oraz co najmniej jeden pierwiastek stopowy, taki jak: Co, Ni, Fe, Cr, z wykorzystaniem stopionych soli chlorku lub fluoru, tak jak opisano to w patencie US 6899926. Metoda ta pozwala jedynie na nanoszenie powłok z takich stopów na powierzchnie elementów urządzeń narażonych na działanie wysokiej temperatury w celu przedłużenia ich żywotności.There are known electroless methods for holding alloys containing metal or refractory metals, e.g. Re, Mo, W and at least one alloying element, such as Co, Ni, Fe, Cr, using molten salts of chloride or fluorine, as described in Patent US 6899926. This method only allows coatings of such alloys to be applied to the surfaces of equipment components exposed to high temperatures in order to extend their service life.

Możliwe jest elektrochemiczne otrzymanie stopów zawierających ren i molibden z roztworów wodnych, przy stosowaniu niskiej temperatury, ale jedynie w obecności metalu indykującego ten proces, np.: niklu, kobaltu lub żelaza. Metoda elektrowydzielania stopów zawierających ren i molibden z niklem lub kobaltem, przebiegająca w zakresie niskiej temperatury, przy użyciu roztworów wodnych i o niskim zużyciu energii, może stanowić alternatywę dla dotychczasowych stosowanych opracowań. Otrzymywane w procesie elektrodowym metaliczne i jednorodne osady katodowe stopu Re-Co-Mo stanowią doskonały materiał na stopy wstępne, zaprawy w procesach komponowania stopów specjalnych, czy superstopów zawierających ren i molibden. Nikiel, jak i kobalt, których obecność jest konieczna przy elektrowydzielaniu renu i/lub molibdenu, ze względu na ich cechę „indukowania”, współosadzania tych metali są najczęściej głównymi składnikami superstopów, czy stopów specjalnych.It is possible to obtain alloys containing rhenium and molybdenum from water solutions electrochemically using low temperature, but only in the presence of a metal that induces this process, e.g. nickel, cobalt or iron. The method of electro-precipitation of alloys containing rhenium and molybdenum with nickel or cobalt, proceeding in the low temperature range, using aqueous solutions and with low energy consumption, may be an alternative to the existing developments. Metallic and homogeneous cathode deposits of the Re-Co-Mo alloy obtained in the electrode process are an excellent material for initial alloys, mortars in the processes of special alloys or superalloys containing rhenium and molybdenum. Nickel and cobalt, the presence of which is necessary for the electro-precipitation of rhenium and / or molybdenum, due to their "induction" property, are the most common main components of superalloys or special alloys.

Znane są z licznych opisów patentowych sposoby otrzymywania elektrochemicznych stopów zawierających ren i kobalt, najczęściej w postaci cienkich powłok lub proszków (US 7368048, JP 3904197, JP 3942437, US 3668083, US 8691678, US 6695960). Elektrochemiczne stopy molibdenu najczęściej są wytwarzane jako cienkie powłoki stopów dwuskładnikowych z niklem, rzadziej z kobaltem, albo jako stopy trój lub wieloskładnikowe na bazie niklu lub niklowo-kobaltowe (US 8551316, WO 2008057710, US 394733, US 8551316, JP 2599178, JP 2005082856, US 3947331 UA 50997, liczne publikacje: N. Eliaz z zespołem, K. Mech z zespołem, M. Plata-Torres z zespołem, L. Ribić-Zelenović z zespołem, A. Subramania z zespołem, E. Bełtowska-Lehman z zespołem). W patencie PL 162584opisano sposób otrzymywania galwanicznej powłoki stopowej trójskładnikowej zawierającej ren, ale jedynie z niklem i palladem.There are known from numerous patents methods of obtaining electrochemical alloys containing rhenium and cobalt, most often in the form of thin coatings or powders (US 7368048, JP 3904197, JP 3942437, US 3668083, US 8691678, US 6695960). Electrochemical molybdenum alloys are most often produced as thin coatings of two-component alloys with nickel, less often with cobalt, or as nickel-based or nickel-based tri or multicomponent alloys (US 8551316, WO 2008057710, US 394733, US 8551316, JP 2599178, JP 2005082856, JP 2005082856 US 3947331 UA 50997, numerous publications: N. Eliaz with the team, K. Mech with the team, M. Plata-Torres with the team, L. Ribić-Zelenović with the team, A. Subramania with the team, E. Bełtowska-Lehman with the team) . Patent PL 162584 describes a method of obtaining a three-component electroplating alloy coating containing rhenium, but only with nickel and palladium.

Brak jest doniesień literaturowych oraz patentów, czy zgłoszeń patentowych opisujących sposób otrzymywania elektrochemicznych stopów trójskładnikowych kobaltowych zawierających zarówno ren jak i molibden. A dotychczas znane i opisane technologie elektrochemicznego otrzymywania stopów renu czy stopów molibdenu, odnoszą się jedynie do otrzymywania powłok galwanicznych, najczęściej na podłożu z miedzi lub złota, czy platyny, a nie do masowej produkcji tych stopów. Znany jest wprawdzie z opisu patentowego PL 216443 sposób otrzymywania stopów renu umożliwiających produkcję naThere are no literature reports, patents or patent applications describing the method of obtaining electrochemical cobalt ternary alloys containing both rhenium and molybdenum. And the so far known and described technologies of electrochemical production of rhenium alloys or molybdenum alloys refer only to the production of electroplating coatings, most often on a base of copper or gold or platinum, and not to the mass production of these alloys. It is known from the patent description PL 216443 a method of obtaining rhenium alloys that enable the production of

PL 229 596 B1 skalę przemysłową, patent ten dotyczy jedynie otrzymywania stopów dwuskładnikowych renu z niklem, który nie zawiera ani kobaltu, ani molibdenu.On an industrial scale, this patent concerns only the preparation of rhenium-nickel binary alloys that contain neither cobalt nor molybdenum.

Korzyści wynikające z elektrochemicznego otrzymywania stopów Re-Co-Mo, to zmniejszenie kosztów produkcji związane z: przebiegiem procesu w zakresie niskiej temperatury, użyciem nietoksycznych roztworów wodnych, zagospodarowaniem odpadów i ścieków oraz brakiem konieczności stosowania skomplikowanej i kosztownej aparatury. Otrzymywanie stopów jednorodnych o stabilnym składzie pozwala na jego masową produkcję i czyni tą metodę konkurencyjną w stosunku do dotychczas stosowanych technologii.The benefits of electrochemical preparation of Re-Co-Mo alloys are the reduction of production costs related to: the course of the process in the low temperature range, the use of non-toxic aqueous solutions, waste and sewage management and no need to use complicated and expensive equipment. Obtaining homogeneous alloys with a stable composition allows for its mass production and makes this method competitive in relation to the technologies used so far.

Istotą wynalazku, jest sposób otrzymywania stopów trójskładnikowych ren-kobalt-molibden na drodze elektrowydzielania z roztworów wodnych. Sposób charakteryzuje się tym, że do wodnego roztworu siarczanu(VI) kobaltu(II) zawierającego 5-50 g/dm3 Co, korzystnie 20 g/dm3 Co podgrzanego do temperatury 30-90°C dodaje się przy intensywnym mieszaniu roztworu jony czynnika kompleksującego, korzystnie jony cytrynianowe w postaci kwasu cytrynowego i/lub cytrynianu trisodowego w takiej ilości aby stosunek molowy jonu cytrynianowego do kobaltu był większy niż 1, a mniejszy niż 10. Do tak otrzymanego wprowadza się roztwór renianu(VII) kobaltu(II) o stężeniu renu 1-20 g/dm3 Re, korzystnie 6 g/dm3 oraz roztwór molibdenianu(VI) sodu w ilości od 1 do 10 g Mo na każdy 1 dm3 roztworu, korzystnie 5,0 g/dm3 Mo, pH roztworu stabilizuje się na poziomie 3-8, korzystnie 4,5, poprzez dodatek wodnego roztworu węglanu sodu o stężeniu 20-160 g/dm3 i/lub 20-40% roztworu wodorotlenku sodu.The essence of the invention is a method of obtaining rhenium-cobalt-molybdenum ternary alloys by electrocution from aqueous solutions. The method is characterized by the fact that to the aqueous solution of cobalt (II) sulphate (VI) containing 5-50 g / dm 3 Co, preferably 20 g / dm 3 Co, heated to a temperature of 30-90 ° C, ions of the agent are added with vigorous stirring of the solution. complexing, preferably citrate ions in the form of citric acid and / or trisodium citrate in such an amount that the molar ratio of citrate ion to cobalt is greater than 1 and less than 10. A solution of cobalt (II) rheate (VII) with a concentration of rhenium 1-20 g / dm 3 Re, preferably 6 g / dm 3 and sodium molybdate solution in the amount of 1 to 10 g Mo for each 1 dm 3 of solution, preferably 5.0 g / dm 3 Mo, pH of the solution is stabilized at the level of 3-8, preferably 4.5, by the addition of a 20-160 g / dm 3 aqueous sodium carbonate solution and / or a 20-40% sodium hydroxide solution.

Tak przygotowany elektrolit umieszcza się w elektrolizerze przepływowym korzystnie z przepływem laminarnym, z ułożonymi równolegle względem siebie w układzie naprzemiennym elektrodami, stałowymiarowymi anodami i katodami wykonanymi z miedzi, niklu, kobaltu lub platyny, korzystnie niklu, o identycznej powierzchni czynnej przeciwelektrod. Proces elektrowydzielania prowadzi się w temperaturze nie przekraczającej 80°C, korzystnie 50°C, przy katodowej gęstości prądu wynoszącej 0,5-15 A/dm2, korzystnie 2,0 A/dm2, tak aby pH roztworu nie obniżyło się do poziomu poniżej 3,0 z równoczesnym utrzymaniem stężenia kobaltu, renu i molibdenu odpowiednio na poziomie powyżej 10 g/dm3, 3 g/dm3 i 1 g/dm3.The electrolyte prepared in this way is placed in a flow-through electrolyzer, preferably with a laminar flow, with electrodes arranged parallel to each other in an alternating arrangement, constant-dimensional anodes and cathodes made of copper, nickel, cobalt or platinum, preferably nickel, with the same active surface of the counter electrodes. The electroprecipation process is carried out at a temperature not exceeding 80 ° C, preferably 50 ° C, with a cathodic current density of 0.5-15 A / dm 2 , preferably 2.0 A / dm 2 , so that the pH of the solution does not drop to the level of below 3.0 while maintaining the concentration of cobalt, rhenium and molybdenum at levels above 10 g / dm 3 , 3 g / dm 3 and 1 g / dm 3, respectively .

W przedstawionych warunkach otrzymuje się osad stopowy Re-Co-Mo, charakteryzujący się metaliczną strukturą i stabilnym składem, z wydajnością prądową, wynoszącą >40%, przy jednostkowym zużyciu energii elektrycznej w granicach 3,0-6,0 kWh/kg stopu. Szybkość elektrowydzielania stopów mieści się w zakresie od 0,1 do 15 g/A-dm3.Under the presented conditions, the Re-Co-Mo alloy deposit is obtained, characterized by a metallic structure and stable composition, with a current efficiency of> 40%, with a unit electricity consumption of 3.0-6.0 kWh / kg of alloy. The rate of electrolysis of the alloys ranges from 0.1 to 15 g / A-dm 3 .

Otrzymane stopowe osady katodowe są w postaci jednorodnego osadu stopowego ren-kobalt-molibden, bądź w postaci zwartego osadu o zawartości renu 50-60% i molibdenu 8-15%, resztę stanowi kobalt, bądź jednorodnego proszku stopu o stabilnym składzie: ren 20-50%, molibden 20-30%. Sposób według wynalazku umożliwia otrzymywanie stopów Re-Co-Mo zawierających poniżej 500 ppm zanieczyszczeń metalicznych (Cr, Zn, Al, Mg, Mn, Cu, Pb, Fe, Bi, Ca, As, W, Ni, Na, K).The obtained cathode alloy deposits are in the form of a homogeneous rhenium-cobalt-molybdenum alloy deposit, or in the form of a compact deposit with rhenium 50-60% and molybdenum 8-15%, the rest is cobalt, or a homogeneous alloy powder with a stable composition: rhenium 20- 50%, molybdenum 20-30%. The method according to the invention enables the production of Re-Co-Mo alloys containing less than 500 ppm of metallic impurities (Cr, Zn, Al, Mg, Mn, Cu, Pb, Fe, Bi, Ca, As, W, Ni, Na, K).

Sposób według wynalazku ilustrują poniższe przykłady.The process according to the invention is illustrated by the following examples.

P r z y k ł a d IP r z k ł a d I

Do wodnego roztworu siarczanu(VI) kobaltu(II) podgrzanego do temperatury 60°C dodano, przy intensywnym mieszaniu roztworu 125 g na każdy 1 dm3 roztworu dwuwodnego cytrynianu trisodowego, następnie wprowadzono roztwór renianu(VII) kobaltu(II), oraz roztwór molibdenianu(VI) sodu. W tak otrzymanym roztworze stężenie kobaltu wynosiło 14,1 g/dm3 Co, renu 6,6 g/dm3 Re, molibdenuTo the aqueous solution of cobalt (II) sulphate (VI) heated to the temperature of 60 ° C was added, with vigorous stirring, 125 g for each 1 dm 3 of trisodium citrate dihydrate solution, then cobalt (II) rhenium (VII) solution and molybdate solution were added. (VI) sodium. In the solution obtained in this way, the cobalt concentration was 14.1 g / dm 3 Co, rhenium 6.6 g / dm 3 Re, molybdenum

5,8 g/dm3 Mo, pH roztworu skorygowano poprzez dodatek wodnego roztworu węglanu sodu o stężeniu 160 g/dm3 do wartości 4,5. Tak przygotowany elektrolit umieszczono w elektrolizerze przepływowym z przepływem laminarnym, zapewniającym stabilizację pH strefy katodowej oraz wynoszeniem nadmiaru jonów wodorowych na zewnątrz elektrolizera. Elektrody, katody z niklu, anody DSA, były ułożone w elektrolizerze równolegle względem siebie w układzie naprzemiennym. Proces elektrowydzielania prowadzono w temperaturze 50°C, przy katodowej gęstości prądu wynoszącej 1,0 A/dm2 i pH roztworu w granicach 4,2-4,7 korygując je poprzez dodatek wodnego roztworu węglanu sodu o stężeniu 160 g/dm3. Liniowa prędkość przepływu elektrolitu wynosiła 3,0 cm/min, a gęstość objętościowa ładunku elektrycznego była równa 3,0 Ah/dm3. W wyniku procesu trwającego 2 godzin otrzymano osad katodowy stopu ren-kobalt-molibden błyszczący, metaliczny, drobnokrystaliczny, bez spękań i dendrytów, o zawartości 56,1% wagowych renu, 12,4% wagowych molibdenu i 31,5% wagowych kobaltu i zanieczyszczeniach metalicznych poniżej 100 ppm (Cr=4 ppm; Zn=5 ppm; Al=3 ppm; Mg<2 ppm; Mn<2 ppm; Cu= 6 ppm; Pb<3 ppm; Fe=6 ppm; Bi<1 ppm; Ca=4 ppm; As<1 ppm; Na=7ppm; K<2 ppm). Wydajność prądowa wydzielania tego stopu wynosiła 57,2%, przy jednostkowym zużyciu energii elektrycznej wynoszącym 4,13 kWh/kg stopu.5.8 g / dm 3 Mo, the pH of the solution was adjusted by the addition of a 160 g / dm 3 aqueous sodium carbonate solution to a value of 4.5. The electrolyte prepared in this way was placed in a laminar flow electrolyser, ensuring the pH stabilization of the cathode zone and the removal of excess hydrogen ions outside the electrolyser. The electrodes, nickel cathodes, DSA anodes were arranged in an electrolyser parallel to each other in an alternating arrangement. The electrecipitation process was carried out at the temperature of 50 ° C, with the cathodic current density of 1.0 A / dm 2 and the pH of the solution within the range of 4.2-4.7, corrected by the addition of an aqueous sodium carbonate solution with a concentration of 160 g / dm 3 . The linear flow velocity of the electrolyte was 3.0 cm / min and the volume density of the electric charge was 3.0 Ah / dm 3 . As a result of the 2-hour process, the cathode sediment of the rhenium-cobalt-molybdenum alloy shiny, metallic, fine-crystalline, without cracks and dendrites was obtained, containing 56.1% by weight of rhenium, 12.4% by weight of molybdenum and 31.5% by weight of cobalt and impurities metals below 100 ppm (Cr = 4 ppm; Zn = 5 ppm; Al = 3 ppm; Mg <2 ppm; Mn <2 ppm; Cu = 6 ppm; Pb <3 ppm; Fe = 6 ppm; Bi <1 ppm; Ca = 4 ppm; As <1 ppm; Na = 7 ppm; K <2 ppm). The current efficiency of separation of this alloy was 57.2%, with the specific electric energy consumption of 4.13 kWh / kg of alloy.

PL 229 596 B1PL 229 596 B1

P r z y k ł a d IIP r z x l a d II

Do wodnego roztworu siarczanu(VI) kobaltu(II) podgrzanego do temperatury 50°C dodano, przy intensywnym mieszaniu roztworu 137 g na każdy 1 dm3 roztworu dwuwodnego cytrynianu trisodowego, następnie wprowadzono roztwór renianu(VII) kobaltu(II), oraz roztwór molibdenianu(VI) sodu. W tak otrzymanym roztworze stężenie kobaltu wynosiło 20,2 g/dm3 Co, renu 8,1 g/dm3 Re, molibdenu 4,6 g/dm3 Mo, pH roztworu skorygowano poprzez dodatek wodnego roztworu węglanu sodu o stężeniu 160 g/dm3 do wartości 4,4. Tak przygotowany elektrolit umieszczono w elektrolizerze przepływowym z przepływem laminarnym, zapewniającym stabilizację pH strefy katodowej oraz wynoszeniem nadmiaru jonów wodorowych na zewnątrz elektrolizera. Elektrody, katody z niklu, anody DSA, były ułożone w elektrolizerze równolegle względem siebie w układzie naprzemiennym. Proces elektrowydzielania prowadzono w temperaturze 50°C, przy katodowej gęstości prądu wynoszącej 2,0 A/dm2 i pH roztworu w granicach 4,3-4,6 korygując je poprzez dodatek wodnego roztworu węglanu sodu o stężeniu 160 g/dm3. Liniowa prędkość przepływu elektrolitu wynosiła 3,0 cm/min, a gęstość objętościowa ładunku elektrycznego była równa 6,0 Ah/dm3. W wyniku procesu trwającego 2 godzin otrzymano osad katodowy stopu ren-kobalt-molibden w postaci metalicznego proszku, o zawartości 36,2% wagowych renu, 24,2% wagowych molibdenu i 39,6% wagowych kobaltu i zanieczyszczeniach metalicznych poniżej 100 ppm (Cr=4 ppm; Zn=7 ppm; Al=3 ppm; Mg<2 ppm; Mn<2 ppm; Cu=5 ppm; Pb<2 ppm; Fe=5 ppm; Bi<1 ppm; Ca=8 ppm; As<1 ppm; Na=12 ppm; K<2 ppm). Wydajność prądowa wydzielania tego stopu wynosiła 75,1%, przy jednostkowym zużyciu energii elektrycznej wynoszącym 3,6 kWh/kg stopu.To the aqueous solution of cobalt (II) sulphate (VI) heated to the temperature of 50 ° C was added, with vigorous stirring, 137 g for each 1 dm 3 of trisodium citrate dihydrate solution, then cobalt (II) rhenium (VII) solution and molybdate solution were added. (VI) sodium. In the solution obtained in this way, the cobalt concentration was 20.2 g / dm 3 Co, rhenium 8.1 g / dm 3 Re, molybdenum 4.6 g / dm 3 Mo, the pH of the solution was adjusted by adding an aqueous solution of sodium carbonate at a concentration of 160 g / dm 3. dm 3 to the value of 4.4. The electrolyte prepared in this way was placed in a laminar flow electrolyser, ensuring the pH stabilization of the cathode zone and the removal of excess hydrogen ions outside the electrolyser. The electrodes, nickel cathodes, DSA anodes were arranged in an electrolyser parallel to each other in an alternating arrangement. The electrocution process was carried out at the temperature of 50 ° C, with the cathodic current density of 2.0 A / dm 2 and the pH of the solution within the range of 4.3-4.6, corrected by the addition of an aqueous sodium carbonate solution with a concentration of 160 g / dm 3 . The linear flow velocity of the electrolyte was 3.0 cm / min and the volume density of the electric charge was 6.0 Ah / dm 3 . As a result of the 2-hour process, the cathode sediment of the rhenium-cobalt-molybdenum alloy was obtained in the form of a metallic powder, with a content of 36.2% by weight of rhenium, 24.2% by weight of molybdenum and 39.6% by weight of cobalt and metallic impurities below 100 ppm (Cr = 4 ppm; Zn = 7 ppm; Al = 3 ppm; Mg <2 ppm; Mn <2 ppm; Cu = 5 ppm; Pb <2 ppm; Fe = 5 ppm; Bi <1 ppm; Ca = 8 ppm; As <1 ppm; Na = 12 ppm; K <2 ppm). The current efficiency of separation of this alloy was 75.1%, with specific electric energy consumption of 3.6 kWh / kg of alloy.

P r z y k ł a d IIIP r x l a d III

Do wodnego roztworu siarczanu(VI) kobaltu(II) podgrzanego do temperatury 65°C dodano, przy intensywnym mieszaniu roztworu 90 g na każdy 1 dm3 roztworu jednowodnego kwasu cytrynowego, następnie wprowadzono roztwór renianu(VII) kobaltu(II), oraz roztwór molibdenianu(VI) sodu. W tak otrzymanym roztworze stężenie kobaltu wynosiło 18,9 g/dm3 Co, renu 6,8 g/dm3 Re, molibdenu 90 g for each 1 dm 3 of citric acid monohydrate solution were added to the aqueous solution of cobalt (II) sulphate (VI), heated to 65 ° C, and then the cobalt (II) rhenate (VII) solution and molybdate solution were added. (VI) sodium. In the solution obtained in this way, the cobalt concentration was 18.9 g / dm 3 Co, rhenium 6.8 g / dm 3 Re, molybdenum

5,9 g/dm3 Mo, pH roztworu skorygowano poprzez dodatek wodnego roztworu węglanu sodu o stężeniu 160 g/dm3 do wartości 4,5. Tak przygotowany elektrolit umieszczono w elektrolizerze przepływowym z przepływem laminarnym, zapewniającym stabilizację pH strefy katodowej oraz wynoszeniem nadmiaru jonów wodorowych na zewnątrz elektrolizera. Elektrody, katody z miedzi, anody DSA, były ułożone w elektrolizerze równolegle względem siebie w układzie naprzemiennym. Proces elektrowydzielania prowadzono w temperaturze 50°C, przy katodowej gęstości prądu wynoszącej 1,0 A/dm2 i pH roztworu w granicach 4,4-4,7 korygując je poprzez dodatek wodnego roztworu węglanu sodu ostężeniu160 g/dm3. Liniowa prędkość przepływu elektrolitu wynosiła 3,0 cm/min, a gęstość objętościowa ładunku elektrycznego była równa 5,0 Ah/dm3. W wyniku procesu trwającego 24 godzin otrzymano osad katodowy stopu ren-kobalt-molibden zwarty, błyszczący, metaliczny, drobnokrystaliczny, bez spękań i dendrytów, o zawartości 52,6% wagowych renu, 10,1% wagowych molibdenu i 37,3% wagowych kobaltu i zanieczyszczeniach metalicznych poniżej 100 ppm (Cr=9 ppm; Zn=8 ppm; Al=6 ppm; Mg<5 ppm; Mn<3 ppm; Cu=7 ppm; Pb<5 ppm; Fe=4 ppm; Bi<1 ppm; Ca=10 ppm; As<1 ppm; Na=10 ppm; K<3 ppm). Wydajność prądowa wydzielania tego stopu wynosiła 61,5%, przy jednostkowym zużyciu energii elektrycznej wynoszącym 4,8 kWh/kg stopu.5.9 g / dm 3 Mo, the pH of the solution was corrected by adding 160 g / dm 3 aqueous sodium carbonate solution to a value of 4.5. The electrolyte prepared in this way was placed in a laminar flow electrolyser, ensuring the pH stabilization of the cathode zone and the removal of excess hydrogen ions outside the electrolyser. The electrodes, copper cathodes, DSA anodes were arranged in an electrolyser parallel to each other in an alternating arrangement. The electrocution process was carried out at the temperature of 50 ° C, with the cathodic current density of 1.0 A / dm 2 and the pH of the solution within the range of 4.4-4.7, corrected by adding an aqueous sodium carbonate solution at a concentration of 160 g / dm 3 . The linear velocity of the electrolyte flow was 3.0 cm / min, and the volume density of the electric charge was 5.0 Ah / dm 3 . As a result of the 24-hour process, the cathode sediment of the rhenium-cobalt-molybdenum alloy was obtained dense, shiny, metallic, fine crystalline, without cracks and dendrites, containing 52.6% by weight of rhenium, 10.1% by weight of molybdenum and 37.3% by weight of cobalt. and metallic impurities below 100 ppm (Cr = 9 ppm; Zn = 8 ppm; Al = 6 ppm; Mg <5 ppm; Mn <3 ppm; Cu = 7 ppm; Pb <5 ppm; Fe = 4 ppm; Bi <1 ppm; Ca = 10 ppm; As <1 ppm; Na = 10 ppm; K <3 ppm). The current efficiency of separation of this alloy was 61.5%, with a specific electric energy consumption of 4.8 kWh / kg of alloy.

P r z y k ł a d IVP r x l a d IV

Do wodnego roztworu siarczanu(VI) kobaltu(II) podgrzanego do temperatury 50°C dodano, przy intensywnym mieszaniu roztworu 100 g na każdy 1 dm3 roztworu jednowodnego kwasu cytrynowego, następnie wprowadzono roztwór renianu(VII) kobaltu(II), oraz roztwór molibdenianu(VI) sodu. W tak otrzymanym roztworze stężenie kobaltu wynosiło 23,37 g/dm3 Co, renu 7,8 g/dm3 Re, molibdenuTo the aqueous solution of cobalt (II) sulphate (VI) heated to the temperature of 50 ° C was added, with vigorous stirring, 100 g for each 1 dm 3 of citric acid monohydrate solution, then cobalt (II) rhenium (VII) solution and molybdate solution were added. (VI) sodium. In the solution obtained in this way, the cobalt concentration was 23.37 g / dm 3 Co, rhenium 7.8 g / dm 3 Re, molybdenum

5,9 g/dm3 Mo, pH roztworu skorygowano poprzez dodatek wodnego roztworu wodorotlenku sodu o stężeniu 20 g/dm3 do wartości 4,7. Tak przygotowany elektrolit umieszczono w elektrolizerze przepływowym z przepływem laminarnym, zapewniającym stabilizację pH strefy katodowej oraz wynoszeniem nadmiaru jonów wodorowych na zewnątrz elektrolizera. Elektrody, katody z miedzi, anody DSA, były ułożone w elektrolizerze równolegle względem siebie w układzie naprzemiennym. Proces elektrowydzielania prowadzono w temperaturze 45°C, przy katodowej gęstości prądu wynoszącej 1,5 A/dm2 i pH roztworu w granicach 4,4-4,6 korygując je poprzez dodatek wodnego roztworu wodorotlenku sodu o stężeniu 20 g/dm3. Liniowa prędkość przepływu elektrolitu wynosiła 3,0 cm/min, a gęstość objętościowa ładunku elektrycznego była równa 10,0 Ah/dm3. W wyniku procesu trwającego 24 godzin otrzymano osad katodowy stopu ren-kobalt-molibden w postaci metalicznego proszku, o zawartości 38,2% wagowych renu, 29,5% wagowych molibdenu i 32,3% wagowych kobaltu i zanieczyszczeniach metalicznych poniżej 100 ppm (Cr=9 ppm; Zn=6 ppm; Al=7 ppm; Mg<5 ppm; Mn<5 ppm; Cu=7 ppm;5.9 g / dm 3 Mo, the pH of the solution was adjusted by adding a 20 g / dm 3 aqueous sodium hydroxide solution to 4.7. The electrolyte prepared in this way was placed in a laminar flow electrolyser, ensuring the pH stabilization of the cathode zone and the removal of excess hydrogen ions outside the electrolyser. The electrodes, copper cathodes, DSA anodes were arranged in an electrolyser parallel to each other in an alternating arrangement. The electrecipitation process was carried out at a temperature of 45 ° C, with a cathodic current density of 1.5 A / dm 2 and a pH of the solution within the range of 4.4-4.6, corrected by adding an aqueous solution of sodium hydroxide with a concentration of 20 g / dm 3 . The linear flow velocity of the electrolyte was 3.0 cm / min and the volume density of the electric charge was 10.0 Ah / dm 3 . As a result of the 24-hour process, the cathode sediment of the rhenium-cobalt-molybdenum alloy was obtained in the form of a metallic powder, containing 38.2% by weight of rhenium, 29.5% by weight of molybdenum and 32.3% by weight of cobalt and metallic impurities below 100 ppm (Cr = 9 ppm; Zn = 6 ppm; Al = 7 ppm; Mg <5 ppm; Mn <5 ppm; Cu = 7 ppm;

PL 229 596 B1PL 229 596 B1

Pb<5 ppm; Fe=6 ppm; Bi<1 ppm; Ca=10 ppm; As<1 ppm; Na=11 ppm; K<5 ppm). Wydajność prądowa wydzielania tego stopu wynosiła 79,2%, przy jednostkowym zużyciu energii elektrycznej wynoszącym 3,6 kWh/kg stopu.Pb <5 ppm; Fe = 6 ppm; Bi <1 ppm; Ca = 10 ppm; As <1 ppm; Na = 11 ppm; K <5 ppm). The current efficiency of separation of this alloy was 79.2%, with a specific electric energy consumption of 3.6 kWh / kg of alloy.

Claims (2)

1. Sposób otrzymywania stopów trójskładnikowych ren-kobalt-molibden na drodze elektrowydzielania z roztworów wodnych, znamienny tym, że do wodnego roztworu siarczanu(VI) kobaltuj) zawierającego 5-50 g/dm3 Co, korzystnie 20 g/dm3 Co podgrzanego do temperatury 30-90°C dodaje się przy intensywnym mieszaniu roztworu jony czynnika kompleksującego, korzystnie jony cytrynianowe w postaci kwasu cytrynowego i/lub cytrynianu trisodowego w takiej ilości aby stosunek molowy jonu cytrynianowego do kobaltu był większy niż 1, a mniejszy niż 10, następnie wprowadza się roztwór renianu(VII) kobaltu(II) o stężeniu renu 1-20 g/dm3 Re, korzystnie 6 g/dm3oraz roztwór molibdenianu(VI) sodu w ilości od 1 do 10 g Mo na każdy 1 dm3 roztworu, korzystnie 5,0 g/dm3 Mo, oraz dodaje się wodnego roztworu węglanu sodu o stężeniu 20-160 g/dm3 i/lub 20-40% roztworu wodorotlenku sodu, aż do uzyskania pH roztworu na poziomie 3-8, korzystnie 4,5, wodnego roztworu węglanu sodu o stężeniu 20-160 g/dm3 i/lub 20-40% roztworu wodorotlenku sodu.1. The method of obtaining the ternary alloys rhenium-cobalt-molybdenum by electrecipitation from aqueous solutions, characterized in that to an aqueous solution of cobalt sulphate (VI) containing 5-50 g / dm 3 Co, preferably 20 g / dm 3 Co preheated to at temperatures of 30-90 ° C, ions of the complexing agent, preferably citrate ions in the form of citric acid and / or trisodium citrate, are added with vigorous stirring of the solution in such an amount that the molar ratio of citrate ion to cobalt is greater than 1 and less than 10, then the a cobalt (II) rhenium (VII) solution with a rhenium concentration of 1-20 g / dm 3 Re, preferably 6 g / dm 3, and a sodium molybdate (VI) solution in the amount of 1 to 10 g Mo for every 1 dm 3 of solution, is obtained, preferably 5.0 g / dm 3 Mo, and a 20-160 g / dm 3 aqueous sodium carbonate solution and / or a 20-40% sodium hydroxide solution are added until the solution pH is 3-8, preferably 4 , 5, an aqueous solution of sodium carbonate with a concentration of 20-160 g / dm 3 and / or 20-40% sodium hydroxide solution. 2. Sposób wg zastrz. 1, znamienny tym, że proces elektrowydzielania prowadzi się w elektrolizerze przepływowym, korzystnie z przepływem laminarnym, z ułożonymi równolegle względem siebie w układzie naprzemiennym elektrodami, stałowymiarowymi anodami i katodami wykonanymi z miedzi, niklu, kobaltu lub platyny, korzystnie niklu, o identycznej powierzchni czynnej przeciwelektrod, w temperaturze nie przekraczającej 90°C, korzystnie 50°C, przy katodowej gęstości prądu wynoszącej 0,5-15 A/dm2, korzystnie 2,0 A/dm2, tak aby pH roztworu nie obniżyło się do poziomu poniżej 3,0 z równoczesnym utrzymaniem stężenia kobaltu, renu i molibdenu odpowiednio na poziomie powyżej 10 g/dm3, 3 g/dm3 i 1 g/dm3.2. The method according to p. A method as claimed in claim 1, characterized in that the electrolysis process is carried out in a flow cell, preferably with laminar flow, with electrodes arranged parallel to each other in an alternating arrangement, constant dimensional anodes and cathodes made of copper, nickel, cobalt or platinum, preferably nickel, with identical active surface counter electrodes, at a temperature not exceeding 90 ° C, preferably 50 ° C, with a cathodic current density of 0.5-15 A / dm 2 , preferably 2.0 A / dm 2 , so that the pH of the solution does not drop below 3 , 0 while maintaining the concentration of cobalt, rhenium and molybdenum above 10 g / dm 3 , 3 g / dm 3 and 1 g / dm 3, respectively .
PL413735A 2015-08-28 2015-08-28 Method for obtaining three-component rhenium-cobalt-molybdenum alloys PL229596B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL413735A PL229596B1 (en) 2015-08-28 2015-08-28 Method for obtaining three-component rhenium-cobalt-molybdenum alloys

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL413735A PL229596B1 (en) 2015-08-28 2015-08-28 Method for obtaining three-component rhenium-cobalt-molybdenum alloys

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL413735A1 PL413735A1 (en) 2016-05-09
PL229596B1 true PL229596B1 (en) 2018-08-31

Family

ID=55910601

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL413735A PL229596B1 (en) 2015-08-28 2015-08-28 Method for obtaining three-component rhenium-cobalt-molybdenum alloys

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL229596B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
PL413735A1 (en) 2016-05-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Xu et al. Correlation between the microstructure and corrosion behaviour of copper/316 L stainless-steel dissimilar-metal welded joints
Balaraju et al. Studies on autocatalytic deposition of ternary Ni–W–P alloys using nickel sulphamate bath
Krstajić et al. Non-noble metal composite cathodes for hydrogen evolution. Part I: The Ni–MoOx coatings electrodeposited from Watt’s type bath containing MoO3 powder particles
JP2023058499A (en) Compositionally modulated zinc-iron multilayer coating
Zemanová et al. Ni-W alloy coatings deposited from a citrate electrolyte
CN101815814B (en) Process for obtaining yellow gold alloy deposits by electroforming without using toxic or similar metals
Khanna et al. A detailed investigation regarding the corrosion and electrocatalytic performance of Fe-Co-Ni-Cr-V high entropy alloy
Kumar et al. Innovative Electrodeposition of Bimetallic Cu–Sn in a Stable Nonelectroactive Pyrophosphate-Based Bath: Reduction and Nucleation Growth Analysis
Kazimierczak et al. Electrodeposition of tin-zinc-bismuth alloys from aqueous citrate-EDTA baths
PL229596B1 (en) Method for obtaining three-component rhenium-cobalt-molybdenum alloys
Hosseini et al. Electrodeposition of Ni–W–B nanocomposite from tartrate electrolyte as alternative to chromium plating
PL230576B1 (en) Method for obtaining three-component rhenium-cobalt-molybdenum alloys
Li et al. Electrochemical Behavior of Fe 3 O 4 in NaCl-CaCl 2 Melts.
Yapontseva et al. Electrdeposition of CoWRe alloys from polyligand citrate-pyrophosphate electrolyte
Wu et al. Characterization of electroplated platinum–iridium alloys on the nickel-base single crystal superalloy
Ved’ et al. Corrosion and electrochemical properties of binary cobalt and nickel alloys
TWI525225B (en) Electrolyte for electrodepositing molybdenum and method for forming molybdenum-containing layer
PL230575B1 (en) Method for obtaining rhenium-cobalt alloys
PL230574B1 (en) Method for obtaining rhenium-cobalt alloys
Abıshova et al. Study of electrodeposition of nickel from alkaline glycine electrolytes
Padamata et al. Primary Production of Aluminium and Its Alloys in Molten Salts with Oxygen Evolving Anodes: Overview
Ghosh Electrodeposition of Cu, Sn and Cu-Sn alloy from choline chloride ionic liquid
RU2124072C1 (en) Electrolyte for electrochemical deposition of functional nickel-boron coatings
Maciej et al. Electrodeposition of Copper and Brass Coatings with Olive-Like Structure. Materials 2021, 14, 1762
JP7575445B2 (en) Titanium plating electrolyte and method for manufacturing titanium-plated member using the titanium plating electrolyte