RU2510630C1 - Электролитический способ получения ультрадисперсного порошка гексаборида диспрозия - Google Patents
Электролитический способ получения ультрадисперсного порошка гексаборида диспрозия Download PDFInfo
- Publication number
- RU2510630C1 RU2510630C1 RU2012146932/04A RU2012146932A RU2510630C1 RU 2510630 C1 RU2510630 C1 RU 2510630C1 RU 2012146932/04 A RU2012146932/04 A RU 2012146932/04A RU 2012146932 A RU2012146932 A RU 2012146932A RU 2510630 C1 RU2510630 C1 RU 2510630C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- dysprosium
- potassium
- hexaboride
- electrolysis
- ultrafine powder
- Prior art date
Links
Landscapes
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к электролитическим способам получения чистого гексаборида диспрозия. В качестве источника диспрозия используют безводный трихлорид диспрозия, источника бора - фторборат калия, фонового электролита - эквимольную смесь хлоридов калия и натрия. Электролиз ведут в потенциостатическом режиме при температуре 700±10°С, плотностях тока от 0,1 до 1,0 А/см2 и потенциалах электролиза от 2,5 до 2,8 В относительно стеклоуглеродного квазистационарного электрода сравнения. Техническим результатом является получение чистого ультрадисперсного порошка гексаборида диспрозия, повышение скорости синтеза целевого продукта из расплавленного электролита и снижение энергозатрат. 2 пр.
Description
Изобретение относится к электролитическим способам получения чистого ультрадисперсного порошка гексаборида диспрозия.
Наиболее близким является способ получения гексаборида диспрозия при помощи электролиза расплавленных сред [Самсонов Г.В. Тугоплавкие соединения редкоземельных металлов с неметаллами. М.: Изд-во «Металлургия». 1964, стр.53-55]. Электролиз осуществляется в графитовых тиглях, служащих одновременно анодом; катод изготовляется из графита или молибдена. В состав ванны для электролиза входят окислы редкоземельных металлов и борный ангидрид с добавками фторидов щелочных и щелочноземельных металлов для снижения температуры и вязкости ванны. Температура электролиза смесей составляет 950÷1000°С, напряжение на ванне 3÷15 В, плотность тока 0,3÷3,0 А/см2. Состав ванны для получения гексаборида диспрозия: Dy2O3+2B2O3+MgO+MgF2.
Как отмечается [Самсонов Г.В. Тугоплавкие соединения редкоземельных металлов с неметаллами. М.: Изд-во «Металлургия». 1964, стр.53-55], получение индивидуальной боридной фазы диспрозия практически невозможно или очень затруднительно. Недостатками также являются высокая температура синтеза и сложность отделения целевого продукта от расплавленного электролита из-за низкой растворимости боратов и фторидов, загрязнение побочными продуктами, например боратами и графитом.
Задачей изобретения является получение чистого ультрадисперсного порошка гексаборида диспрозия, повышение скорости синтеза целевого продукта из расплавленного электролита и снижение энергозатрат.
Сущность изобретения заключается в том, что осуществляется совместное электровыделение диспрозия и бора из хлоридного расплава на катоде и последующее взаимодействие их на атомарном уровне с образованием ультрадисперсных порошков гексаборида диспрозия. Процесс осуществляется в трехэлектродной кварцевой ячейке, где в качестве катода используется вольфрамовый стержень и серебряная пластина; электрод сравнения - стеклоуглеродная пластина; анод и одновременно контейнер - стеклоуглеродный тигель (также использовался алундовый тигель в качестве контейнера для расплава и стеклоуглеродная пластина в качестве анода).
Синтез ультрадисперсного порошка гексаборида диспрозия проводят посредством потенциостатического электролиза из эквимольного расплава KCl-NaCl, содержащего трихлорид диспрозия и фторборат калия. Потенциостатический электролиз расплава KCl-NaCl-DyCl3-KBF4 проводят на вольфрамовом и серебряном электродах в пределах от -2,5 до -2,8 В относительно стеклоуглеродного квазистационарного электрода сравнения. Синтез проводят в атмосфере очищенного и осушенного аргона. Катодно-солевую грушу впоследствии отмывают от фторида диспрозия во фториде калия.
В качестве источника диспрозия используют безводный трихлорид диспрозия, в качестве источника бора - фторборат калия, в качестве фонового электролита - эквимольную смесь хлоридов калия и натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%:
хлорид диспрозия 6,0-7,0;
фторборат калия 16,0-20,0;
остальное - эквимольная смесь хлоридов калия и натрия.
Электролиз ведут в потенциостатическом режиме при температуре 700±10°С, оптимальной для данного растворителя. Возможно осуществление синтеза и при более высокой температуре, однако повышение температуры приводит к испарению расплава, увеличению давления пара над расплавом и потере фторбората калия ввиду его термической нестойкости.
Выбор компонентов электролитической ванны произведен на основании термодинамического анализа и кинетических измерений совместного электровыделения диспрозия и бора из хлоридных расплавов. Из соединений диспрозия и бора, не содержащих кислород, хлорид диспрозия и фторборат калия являются достаточно низкоплавкими и хорошо растворимыми в эквимольном расплаве KCl-NaCl. Данный фоновый электролит выбран из следующих соображений: напряжение разложения расплавленной смеси KCl-NaCl больше напряжения разложения для расплавов DyCl3 и KBF4, к тому же хлориды щелочных металлов хорошо растворимы в воде.
Фазовый состав идентифицирован методом рентгенофазового анализа на дифрактометре ДРОН-6, результаты констатировали наличие только фазы DyB6.
Пример 1. В алундовый тигель объемом 60 см3 помещали солевую смесь массой 41,05 г, содержащую 2,9 г DyCl3 (7,0 мас.%); 8,15 г KBF4 (19,7 мас.%); 16,80 г KCl (40,8 мас.%); 13,20 г NaCl (32,5 мас.%). Тигель с солевой смесью помещают в кварцевую ячейку, и в атмосфере сухого аргона выдерживают до температуры расплавления системы (700±10°С). По достижении рабочей температуры в расплав опускают серебряный катод. Электролиз проводят на серебре при потенциале - 2,5 В относительно стеклоуглеродного квазистационарного электрода сравнения (плотность тока 0,80÷1,0 А/см2), продолжительность электролиза 110÷120 мин. Катодно-солевую грушу отмывают от фторида диспрозия во фториде калия. Удельная поверхность порошков DyB6 - 5÷10 м2/г.
Пример 2. В стеклоуглеродный тигель объемом 40 см3 помещали солевую смесь массой 35,5 г, содержащую 2,24 г DyCl3 (6,3 мас.%); 6,14 г KBF4 (17,3 мас.%); 14,73 г KCl (41,5 мас.%); 12,39 г NaCl (34,9 мас.%). Тигель с солевой смесью помещают в кварцевую ячейку и в атмосфере сухого аргона выдерживают до температуры расплавления системы (700±10°С). По достижении рабочей температуры в расплав опускают вольфрамовый катод. Электролиз проводят на вольфраме при потенциале - 2,8 В относительно стеклоуглеродного квазистационарного электрода сравнения (плотность тока 0,80÷1,0 А/см2), продолжительность электролиза 110÷120 мин. Катодно-солевую грушу отмывают от фторида диспрозия во фториде калия. Удельная поверхность порошков DyB6 - 5÷10 м2/г.
Техническим результатом является получение чистого ультрадисперсного порошка гексаборида диспрозия, повышение скорости синтеза целевого продукта из расплавленного электролита за счет снижения температуры синтеза, а также снижение энергозатрат.
Claims (1)
- Электролитический способ получения ультрадисперсного порошка гексаборида диспрозия, включающий синтез гексаборида диспрозия из расплавленных сред, отличающийся тем, что синтез проводят при температуре 700±10°С, плотностях тока от 0,1 до 1,0 А/см2 и потенциалах электролиза от 2,5 до 2,8 В относительно стеклоуглеродного квазистационарного электрода сравнения из хлоридного расплава в атмосфере очищенного и осушенного аргона, в качестве источника диспрозия используют безводный хлорид диспрозия, источника бора - фторборат калия, фонового электролита - эквимольную смесь хлоридов калия и натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%:
хлорид диспрозия 6,0-7,0;
фторборат калия 16,0-20,0;
остальное - эквимолярная смесь хлоридов калия и натрия.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012146932/04A RU2510630C1 (ru) | 2012-11-02 | 2012-11-02 | Электролитический способ получения ультрадисперсного порошка гексаборида диспрозия |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012146932/04A RU2510630C1 (ru) | 2012-11-02 | 2012-11-02 | Электролитический способ получения ультрадисперсного порошка гексаборида диспрозия |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2510630C1 true RU2510630C1 (ru) | 2014-04-10 |
Family
ID=50437552
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012146932/04A RU2510630C1 (ru) | 2012-11-02 | 2012-11-02 | Электролитический способ получения ультрадисперсного порошка гексаборида диспрозия |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2510630C1 (ru) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010106247A (ja) * | 2008-10-01 | 2010-05-13 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 六ホウ化物微粒子分散体の製造方法、熱線遮蔽成形体とその製造方法、熱線遮蔽成分含有マスターバッチとその製造方法、並びに熱線遮蔽積層体 |
-
2012
- 2012-11-02 RU RU2012146932/04A patent/RU2510630C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010106247A (ja) * | 2008-10-01 | 2010-05-13 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 六ホウ化物微粒子分散体の製造方法、熱線遮蔽成形体とその製造方法、熱線遮蔽成分含有マスターバッチとその製造方法、並びに熱線遮蔽積層体 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
САМСОНОВ Г.В., Тугоплавкие соединения редкоземельных металлов с неметаллами, М., "Металлургия", 1964, с.53-55. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Lee et al. | Development of a novel electrolytic process for producing high-purity magnesium metal from magnesium oxide using a liquid tin cathode | |
CN101654796B (zh) | 熔盐电解法制备铝锂合金的方法 | |
KR880012798A (ko) | 전기분해에 의한 철 및 네오디뮴으로 구성된 모합금 제조방법 | |
Haarberg et al. | Electrodeposition of iron from molten mixed chloride/fluoride electrolytes | |
Lee et al. | Scale-up study of molten salt electrolysis using Cu or Ag cathode and vacuum distillation for the production of high-purity Mg metal from MgO | |
RU2477340C2 (ru) | Электролитический способ получения ультрадисперсного порошка гексаборида лантана | |
RU2389684C2 (ru) | Электролитический способ получения наноразмерных порошков гексаборида неодима | |
Sharma | A new electrolytic magnesium production process | |
RU2722753C1 (ru) | Электрохимический способ получения микродисперсных порошков гексаборидов металлов лантаноидной группы | |
RU2510630C1 (ru) | Электролитический способ получения ультрадисперсного порошка гексаборида диспрозия | |
Jeoung et al. | A novel electrolytic process using a Cu cathode for the production of Mg metal from MgO | |
RU2393115C2 (ru) | Электролитический способ получения гексаборида празеодима | |
CN107326402A (zh) | 镍钛合金的制备方法 | |
RU2466090C1 (ru) | Электролитический способ получения ультрадисперсного порошка гексаборида церия | |
RU2466217C1 (ru) | Электролитический способ получения ультрадисперсного порошка гексаборида гадолиния | |
RU2274680C2 (ru) | Способ получения металлов электролизом расплавленных солей | |
RU2540277C1 (ru) | Электролитический способ получения наноразмерного порошка гексаборида церия | |
Kjos et al. | Electrochemical production of titanium from oxycarbide anodes | |
RU2629184C2 (ru) | Электролитический способ получения наноразмерных порошков силицидов лантана | |
Chen et al. | Synthesis of Al–Zr master alloy in KF–AlF3–ZrO2 melts by aluminothermic reduction–molten salt electrolysis | |
US3902973A (en) | Electrolytic preparation of lanthanide and actinide hexaborides using a molten, cryolite-base electrolyte | |
KR102306151B1 (ko) | 액체금속 음극을 이용한 금속 제련장치 및 제련방법 | |
Malyshev et al. | High temperature electrochemical synthesis of molybdenum, tungsten and chromium borides from halide-oxide melts | |
US2798844A (en) | Electrolyte for titanium production | |
Kamaludeen et al. | LaB 6 crystals from fused salt electrolysis |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20151103 |