PL230576B1 - Sposob otrzymywania stopow trojskladnikowych ren-kobalt- -molibden - Google Patents
Sposob otrzymywania stopow trojskladnikowych ren-kobalt- -molibdenInfo
- Publication number
- PL230576B1 PL230576B1 PL413734A PL41373415A PL230576B1 PL 230576 B1 PL230576 B1 PL 230576B1 PL 413734 A PL413734 A PL 413734A PL 41373415 A PL41373415 A PL 41373415A PL 230576 B1 PL230576 B1 PL 230576B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- cobalt
- solution
- ppm
- rhenium
- electrolyte
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 25
- GVJYBSNWIQFENW-UHFFFAOYSA-N cobalt molybdenum rhenium Chemical compound [Mo].[Re].[Co] GVJYBSNWIQFENW-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 8
- 229910001182 Mo alloy Inorganic materials 0.000 title description 12
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 40
- WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N rhenium atom Chemical compound [Re] WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 34
- 229910052702 rhenium Inorganic materials 0.000 claims description 31
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 29
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 24
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 24
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 23
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 21
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 19
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 18
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 16
- KTVIXTQDYHMGHF-UHFFFAOYSA-L cobalt(2+) sulfate Chemical compound [Co+2].[O-]S([O-])(=O)=O KTVIXTQDYHMGHF-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 14
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 14
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 12
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 10
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 8
- -1 citrate ions Chemical class 0.000 claims description 7
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 6
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 6
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims description 5
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 5
- 229910002058 ternary alloy Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000001509 sodium citrate Substances 0.000 claims description 3
- HRXKRNGNAMMEHJ-UHFFFAOYSA-K trisodium citrate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O HRXKRNGNAMMEHJ-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 3
- 229940038773 trisodium citrate Drugs 0.000 claims description 3
- 239000008139 complexing agent Substances 0.000 claims description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 2
- TVXXNOYZHKPKGW-UHFFFAOYSA-N sodium molybdate (anhydrous) Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Mo]([O-])(=O)=O TVXXNOYZHKPKGW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229940001585 sodium molybdate(vi) Drugs 0.000 claims 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 32
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 32
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 8
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 7
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 7
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 5
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 4
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 4
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- MEFBJEMVZONFCJ-UHFFFAOYSA-N molybdate Chemical compound [O-][Mo]([O-])(=O)=O MEFBJEMVZONFCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 4
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 4
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 4
- 229910000601 superalloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 3
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 3
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 3
- YASYEJJMZJALEJ-UHFFFAOYSA-N Citric acid monohydrate Chemical compound O.OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O YASYEJJMZJALEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000691 Re alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000011609 ammonium molybdate Substances 0.000 description 2
- APUPEJJSWDHEBO-UHFFFAOYSA-P ammonium molybdate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-][Mo]([O-])(=O)=O APUPEJJSWDHEBO-UHFFFAOYSA-P 0.000 description 2
- 235000018660 ammonium molybdate Nutrition 0.000 description 2
- 229940010552 ammonium molybdate Drugs 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229960002303 citric acid monohydrate Drugs 0.000 description 2
- XLJKHNWPARRRJB-UHFFFAOYSA-N cobalt(2+) Chemical compound [Co+2] XLJKHNWPARRRJB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 210000001787 dendrite Anatomy 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 239000003870 refractory metal Substances 0.000 description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical class [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-K Citrate Chemical compound [O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229910000531 Co alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 206010014405 Electrocution Diseases 0.000 description 1
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical class FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QXZUUHYBWMWJHK-UHFFFAOYSA-N [Co].[Ni] Chemical compound [Co].[Ni] QXZUUHYBWMWJHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 229910002065 alloy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 229910002056 binary alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 229960004106 citric acid Drugs 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Chemical class 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Chemical class 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011133 lead Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- UJRJCSCBZXLGKF-UHFFFAOYSA-N nickel rhenium Chemical compound [Ni].[Re] UJRJCSCBZXLGKF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- HYERJXDYFLQTGF-UHFFFAOYSA-N rhenium Chemical compound [Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re] HYERJXDYFLQTGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 1
- NLJMYIDDQXHKNR-UHFFFAOYSA-K sodium citrate Chemical compound O.O.[Na+].[Na+].[Na+].[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O NLJMYIDDQXHKNR-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000011684 sodium molybdate Substances 0.000 description 1
- 235000015393 sodium molybdate Nutrition 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania stopów trójskładnikowych ren-kobalt-molibden na drodze elektrowydzielania z roztworów wodnych, stosowanych zwłaszcza do produkcji stopów o specjalnym zastosowaniu.
Zarówno ren, jak i molibden są metalami trudnotopliwymi, w dużej mierze stosowanymi 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.
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.
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.
Znane są metody bezprądowe otrzymywania 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 nr US 6 899 926. Metoda ta pozwala jedynie na nanoszenie powłok z takich stopów na powierzchnie elementów urządzeń narażonych na działanie wysokiej temperatury, w celu przedłużenia ich żywotności.
Możliwe jest elektrochemiczne otrzymanie stopów zawierających ren i molibden z roztworów wodnych, przy stosowaniu niskiej temperatury, ale jedynie w obecności metalu indukującego ten proces, np. niklu, kobaltu lub żelaza. Metoda elektrowydzielania stopów zawierających ren i molibden z niklem lub kobaltem, przebiegająca w zakresie niskich temperatur, 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.
Znane są z licznych opisów patentowych sposoby otrzymywania elektrochemicznych stopów zawierających ren i kobalt, najczęściej w postaci cienkich powłok lub proszków (nr US 7 368 048, nr JP 3 904 197, nr JP 3 942 437, nr US 3 668 083, nr US 8 691 678, nr US 6 695 960). 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 (nr US 8 551 316, nr WO 2008 057 710, nr US 394 733, nr US 8 551 316, nr JP 2 599 178, nr JP 2005 082 856, nr US 3 947 331, nr UA 50 997 oraz publikacje: N. Eliaz z zespołem, K. Mech z zespołem, M. PlataTorres z zespołem, L. Ribić-Zelenović z zespołem, A. Subramania z zespołem, E. Bełtowska-Lehmanz zepołem). W patencie nr PL 162 584 opisano sposób otrzymywania galwanicznej powłoki stopowej trójskładnikowej zawierającej ren, ale jedynie z niklem i palladem.
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 nr PL 216 443 sposób otrzymywania stopów renu umożliwiający produkcję na
PL 230 576 B1 skalę przemysłową, ale patent ten dotyczy jedynie otrzymywania stopów dwuskładnikowych renu z niklem, który nie zawiera ani kobaltu ani molibdenu.
Korzyści wynikające z elektrochemicznego otrzymywania stopów Re-Co-Mo to zmniejszenie kosztów produkcji związane z: przebiegiem procesu w zakresie niskich temperatur, użyciem nietoksycznych roztworów wodnych, zagospodarowaniem odpadów i ścieków oraz brakiem konieczności stosowania skomplikowanej i kosztownej aparatury. Otrzymywanie stopów jednorodnych o stabilnym składzie pozwala na ich masową produkcję i czyni tą metodę konkurencyjną w stosunku do dotychczas stosowanych technologii.
Istotą wynalazku jest sposób otrzymywania stopów trójskładnikowych ren-kobalt-molibden na drodze elektrowydzielania z roztworów wodnych.
Sposób charakteryzuje się tym, że w pierwszym etapie przygotowania elektrolitu do wodnego roztworu siarczanu (VI) kobaltu (ll) zawierającego 5-50 g/dm3 Co, korzystnie 20 g/dm3 Co i podgrzanego do temperatury 30-90°C dodaje się przy intensywnym mieszaniu kwas cytrynowy i/lub cytrynian trisodowy, będące źródłem jonów czynnika kompleksującego w postaci jonów cytrynianowych, w takiej ilości, aby stosunek molowy jonów cytrynianowych do kobaltu był większy niż 1, a mniejszy niż 10, następnie wprowadza się wodny roztwór renianu (VII) amonu o zawartości 1-20 g/dm3 Re, korzystnie 6 g/dm3 Re, wodny roztwór molibdenianu (VI) sodu w ilości 1-10 g Mo na każdy 1 dm3 roztworu, korzystnie 5,0 g Mo na 1 dm3 roztworu oraz dodaje się wodny roztwór węglanu sodu o stężeniu 20-160 g/dm3 i/lub 20-40% roztworu wodorotlenku sodu, aż do uzyskania pH elektrolitu na poziomie 3-8, korzystnie 4,5. W drugim etapie prowadzi się, z wykorzystaniem tego elektrolitu, proces elektrowydzielania stopu w elektrolizerze przepływowym z przepływem laminarnym, wyposażonym w ułożone równolegle względem siebie, w układzie naprzemiennym, stałowymiarowe katody i anody o identycznej powierzchni czynnej, wykonane z miedzi, niklu, kobaltu lub platyny, korzystnie z niklu, w temperaturze nie przekraczającej 90°C, korzystnie 50°C, przy katodowej gęstości prądu wynoszącej 0,5-15,0 A/dm2, korzystnie 2,0 A/dm2, tak aby pH elektrolitu nie obniżyło się poniżej 3,0 z równoczesnym utrzymaniem stężenia kobaltu, renu i molibdenu na poziomie, odpowiednio, powyżej 10 g/dm3, 3 g/dm3 i 1 g/dm3.
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.
Otrzymane stopowe osady katodowe są w postaci jednorodnego osadu stopowego ren-kobaltmolibden, bądź w postaci zwartego osadu o zawartości renu 50-60% i molibdenu 8-15%, resztę stanowi kobalt, albo jednorodnego proszku stopu o stabilnym składzie: ren 20-50%, molibden 20-30%, reszta kobalt. Sposób według wynalazku umożliwia otrzymanie stopów Re-Co-Mo zawierających poniżej 500ppm zanieczyszczeń metalicznych (Cr, Zn, Al, Mg, Mn, Cu, Pb, Fe, Bi, Ca, As, W, Ni, Na, K).
Sposób według wynalazku ilustrują poniższe przykłady.
P r z y k ł a d I
W pierwszym etapie 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) amonu oraz roztwór molibdenianu (VI) sodu. W tak otrzymanym roztworze stężenie kobaltu wynosiło 12,5 g/dm3 Co, renu 7,9 g/dm3 Re i molibdenu 4,8 g/dm3 Mo, a pH roztworu skorygowano poprzez dodatek wodnego roztworu węglanu sodu o stężeniu 160 g/dm3 do wartości 4,6. W drugim etapie 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 elektowydzielania 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 godziny otrzymano osad katodowy stopu ren-kobalt-molibden, błyszczący, metaliczny, drobnokrystaliczny, bez spękań i dendrytów, o zawartości 54,5% wagowych renu, 11,3% wagowych molibdenu, 34,2% wagowych kobaltu i zanieczyszczeniach metalicznych poniżej 100 ppm (Cr = 8 ppm, Zn = 9 ppm, Al = 5 ppm, Mg < 3 ppm, Mn < 3 ppm, Cu = 9 ppm, Pb < 5 ppm, Fe = 8 ppm, Bi < 1 ppm, Ca = 9 ppm, As < 1 ppm, Na = 15 ppm, K < 5 ppm). Wydajność prądowa
PL 230 576 B1 wydzielania tego stopu wynosiła 52,8%, przy jednostkowym zużyciu energii elektrycznej wynoszącym 4,25 kWh/kg stopu.
P r z y k ł a d II
W pierwszym etapie do wodnego roztworu siarczanu (VI) kobaltu (ll) 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) amonu oraz roztwór molibdenianu (VI) sodu. W tak otrzymanym roztworze stężenie kobaltu wynosiło 17,3 g/dm3 Co, renu 7,3 g/dm3 Re i molibdenu 4,3 g/dm3 Mo, a pH roztworu skorygowano poprzez dodatek wodnego roztworu węglanu sodu o stężeniu 160 g/dm3 do wartości 4,5. Tak przygotowany elektrolit w drugim etapie 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 elektowydzielania prowadzono w temperaturze 50°C, przy katodowej gęstości prądu wynoszącej 2,0 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 6,0 Ah/dm3.
W wyniku procesu trwającego 2 godziny otrzymano osad katodowy stopu ren-kobalt-molibden w postaci metalicznego proszku, o zawartości 38,3% wagowych renu, 22,3% wagowych molibdenu, 39,4% wagowych kobaltu i zanieczyszczeniach metalicznych poniżej 100 ppm (Cr = 3 ppm, Zn = 5 ppm, Al = 2 ppm, Mg < 2 ppm, Mn < 2 ppm, Cu = 6 ppm, Pb < 3 ppm, Fe = 5 ppm, Bi < 1 ppm, Ca = 6 ppm, As < 1 ppm, Na = 10 ppm, K < 3 ppm). Wydajność prądowa wydzielania tego stopu wynosiła 72,8%, przy jednostkowym zużyciu energii elektrycznej wynoszącym 3,8 kWh/kg stopu.
P r z y k ł a d III
W pierwszym etapie do wodnego roztworu siarczanu (VI) kobaltu (ll) 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) amonu oraz roztwór molibdenianu (VI) sodu. W tak otrzymanym roztworze stężenie kobaltu wynosiło 25,1 g/dm3 Co, renu 7,9 g/dm3 Re i molibdenu 6,3 g/dm3 Mo, a pH roztworu skorygowano poprzez dodatek wodnego roztworu węglanu sodu o stężeniu 160 g/dm3 do wartości 4,7. W drugim etapie 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 elektowydzielania prowadzono w temperaturze 50°C, przy katodowej gęstości prądu wynoszącej 1,0A/dm2 i pH roztworu w granicach 4,3-4,7, korygując je poprzez dodatek wodnego roztworu węglanu sodu o stężeniu 1 60 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 godziny otrzymano osad katodowy stopu ren-kobalt-molibden, zwarty, błyszczący, metaliczny, drobnokrystaliczny, bez spękań i dendrytów, o zawartości 56,3% wagowych renu, 12,9% wagowych molibdenu, 30,8% wagowych kobaltu i zanieczyszczeniach metalicznych poniżej 100 ppm (Cr = 10 ppm, Zn = 10 ppm, Al = 8 ppm, Mg < 5 ppm, Mn < 3 ppm, Cu = 11 ppm, Pb < 5 ppm, Fe = 12 ppm, Bi < 1 ppm, Ca = 12 ppm, As < 1 ppm, Na = 17 ppm, K < 5 ppm). Wydajność prądowa wydzielania tego stopu wynosiła 60,8%, przy jednostkowym zużyciu energii elektrycznej wynoszącym 4,9 kWh/kg stopu.
P r z y k ł a d IV
W pierwszym etapie do wodnego roztworu siarczanu (VI) kobaltu (ll) 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) amonu oraz roztwór molibdenianu (VI) sodu. W tak otrzymanym roztworze stężenie kobaltu wynosiło 20,3 g/dm3 Co, renu 6,8 g/dm3 Re i molibdenu 3,9 g/dm3 Mo, a pH roztworu skorygowano poprzez dodatek wodnego roztworu wodorotlenku sodu o stężeniu 20 g/dm3 do wartości 4,6. W drugim etapie, 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 elektowydzielania prowadzono w temperaturze 45°C, przy katodowej gęstości prądu
PL 230 576 B1 wynoszącej 1,5 A/dm2 i pH roztworu w granicach 4,3-4,7, 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 godziny otrzymano osad katodowy stopu ren-kobalt-molibden w postaci metalicznego proszku, o zawartości 40,7% wagowych renu, 26,4% wagowych molibdenu, 32,9% wagowych kobaltu i zanieczyszczeniach metalicznych poniżej 100 ppm (Cr = 7 ppm, Zn = 8 ppm, Al = 17 ppm, Mg < 5 ppm, Mn < 5 ppm, Cu = 10 ppm, Pb < 5 ppm, Fe = 7 ppm, Bi < 1 ppm, Ca = 13 ppm, As < 1 ppm, Na = 21 ppm, K < 5 ppm). Wydajność prądowa wydzielania tego stopu wynosiła 77,8%, przy jednostkowym zużyciu energii elektrycznej wynoszącym 3,8 kWh/kg stopu.
Claims (1)
- Zastrzeżenie patentowe1. Sposób otrzymywania stopów trójskładnikowych ren-kobalt-molibden na drodze elektrowydzielania z roztworów wodnych, znamienny tym, że w pierwszym etapie przygotowania elektrolitu do wodnego roztworu siarczanu (VI) kobaltu (ll) zawierającego 5-50 g/dm3 Co, korzystnie 20 g/dm3 Co i podgrzanego do temperatury 30-90°C dodaje się przy intensywnym mieszaniu kwas cytrynowy i/lub cytrynian trisodowy, będące źródłem jonów czynnika kompleksującego w postaci jonów cytrynianowych, w takiej ilości, aby stosunek molowy jonów cytrynianowych do kobaltu był większy niż 1, a mniejszy niż 10, następnie wprowadza się wodny roztwór renianu (VII) amonu o zawartości 1-20 g/dm3 Re, korzystnie 6 g/dm3 Re, wodny roztwór molibdenianu (VI) sodu w ilości 1-10 g Mo na każdy 1 dm3 roztworu, korzystnie 5,0 g Mo na 1 dm3 roztworu oraz dodaje się wodny roztwór węglanu sodu o stężeniu 20-160 g/dm3 i/lub 20-40% roztworu wodorotlenku sodu, aż do uzyskania pH elektrolitu na poziomie 3-8, korzystnie 4,5, po czym w drugim etapie prowadzi się, z wykorzystaniem tego elektrolitu, proces elektrowydzielania stopu w elektrolizerze przepływowym z przepływem laminarnym, wyposażonym w ułożone równolegle względem siebie, w układzie naprzemiennym, stałowymiarowe katody i anody o identycznej powierzchni czynnej, wykonane z miedzi, niklu, kobaltu lub platyny, korzystnie z niklu, w temperaturze nie przekraczającej 90°C, korzystnie 50°C, przy katodowej gęstości prądu wynoszącej 0,5-15,0 A/dm2, korzystnie 2,0 A/dm2, tak aby pH elektrolitu nie obniżyło się poniżej 3,0 z równoczesnym utrzymaniem stężenia kobaltu, renu i molibdenu na poziomie, odpowiednio, powyżej 10 g/dm3, 3 g/dm3 i 1 g/dm3.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL413734A PL230576B1 (pl) | 2015-08-28 | 2015-08-28 | Sposob otrzymywania stopow trojskladnikowych ren-kobalt- -molibden |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL413734A PL230576B1 (pl) | 2015-08-28 | 2015-08-28 | Sposob otrzymywania stopow trojskladnikowych ren-kobalt- -molibden |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL413734A1 PL413734A1 (pl) | 2016-05-09 |
| PL230576B1 true PL230576B1 (pl) | 2018-11-30 |
Family
ID=55910600
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL413734A PL230576B1 (pl) | 2015-08-28 | 2015-08-28 | Sposob otrzymywania stopow trojskladnikowych ren-kobalt- -molibden |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL230576B1 (pl) |
-
2015
- 2015-08-28 PL PL413734A patent/PL230576B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL413734A1 (pl) | 2016-05-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Balaraju et al. | Studies on autocatalytic deposition of ternary Ni–W–P alloys using nickel sulphamate bath | |
| Sharma et al. | Electrowinning of cobalt from sulphate solutions | |
| 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 | |
| CA3006141C (en) | MULTILAYER ZINC-IRON COATINGS MODULATED BY COMPOSITION | |
| JP7695086B2 (ja) | 白金電解めっき浴および白金めっき製品 | |
| US9683303B2 (en) | Method of obtaining a yellow gold alloy deposition by galvanoplasty without using toxic metals or metalloids | |
| Kumar et al. | Innovative Electrodeposition of Bimetallic Cu–Sn in a Stable Nonelectroactive Pyrophosphate-Based Bath: Reduction and Nucleation Growth Analysis | |
| PL230576B1 (pl) | Sposob otrzymywania stopow trojskladnikowych ren-kobalt- -molibden | |
| Idhayachander et al. | Electrolytic recovery of nickel from spent electroless nickel bath solution | |
| PL229596B1 (pl) | Sposób otrzymywania stopów trójskładnikowych ren-kobalt-molibden | |
| Hosseini et al. | Electrodeposition of Ni–W–B nanocomposite from tartrate electrolyte as alternative to chromium plating | |
| Li et al. | Electrochemical Behavior of Fe 3 O 4 in NaCl-CaCl 2 Melts. | |
| Ved’ et al. | Corrosion and electrochemical properties of binary cobalt and nickel alloys | |
| 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 | |
| EP3412799A1 (en) | Compositionally modulated zinc-iron multilayered coatings | |
| PL230575B1 (pl) | Sposob otrzymywania stopow ren-kobalt | |
| PL230574B1 (pl) | Sposob otrzymywania stopow ren-kobalt | |
| TWI525225B (zh) | 鍍鉬電解質及形成含鉬鍍層方法 | |
| Padamata et al. | Primary Production of Aluminium and Its Alloys in Molten Salts with Oxygen Evolving Anodes: Overview | |
| Abıshova et al. | Study of electrodeposition of nickel from alkaline glycine electrolytes | |
| Ghosh | Electrodeposition of Cu, Sn and Cu-Sn alloy from choline chloride ionic liquid | |
| RU2124072C1 (ru) | Электролит для электрохимического осаждения функциональных покрытий никель - бор | |
| Maciej et al. | Electrodeposition of Copper and Brass Coatings with Olive-Like Structure. Materials 2021, 14, 1762 | |
| JP7575445B2 (ja) | チタンめっき用電解質及びチタンめっき用電解質を用いたチタンめっき部材の製造方法 |