RU2781278C1 - Электрохимический способ получения микродисперсных порошков гексаборидов металлов лантаноидной группы, допированных кальцием - Google Patents
Электрохимический способ получения микродисперсных порошков гексаборидов металлов лантаноидной группы, допированных кальцием Download PDFInfo
- Publication number
- RU2781278C1 RU2781278C1 RU2021137392A RU2021137392A RU2781278C1 RU 2781278 C1 RU2781278 C1 RU 2781278C1 RU 2021137392 A RU2021137392 A RU 2021137392A RU 2021137392 A RU2021137392 A RU 2021137392A RU 2781278 C1 RU2781278 C1 RU 2781278C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- calcium
- melt
- oxide
- doped
- cao
- Prior art date
Links
- 239000011575 calcium Substances 0.000 title claims abstract description 37
- 150000002602 lanthanoids Chemical group 0.000 title claims abstract description 21
- 239000000843 powder Substances 0.000 title claims abstract description 21
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 16
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 16
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 11
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 11
- 238000002848 electrochemical method Methods 0.000 title claims abstract description 5
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium monoxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 37
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 claims abstract description 21
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 claims abstract description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 12
- JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N Boron trioxide Chemical compound O=BOB=O JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910052747 lanthanoid Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 229910052810 boron oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L cacl2 Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 17
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 abstract description 11
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 abstract description 11
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 abstract description 2
- 230000005518 electrochemistry Effects 0.000 abstract description 2
- -1 lanthanide group metals Chemical class 0.000 abstract 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- 235000012255 calcium oxide Nutrition 0.000 description 7
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 7
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N HCl Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 6
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 6
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 6
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000047 product Substances 0.000 description 6
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 5
- 235000002639 sodium chloride Nutrition 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010431 corundum Substances 0.000 description 4
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 4
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 4
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 4
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 4
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 4
- IBDHMAYMLSYGAK-UHFFFAOYSA-N Lanthanum boride Chemical compound [La].B12B3[B-]41B1B4[B-]312 IBDHMAYMLSYGAK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminum Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 238000010908 decantation Methods 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000011068 load Methods 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 3
- 229910052693 Europium Inorganic materials 0.000 description 2
- UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N Gadolinium Chemical compound [Gd] UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052688 Gadolinium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052772 Samarium Inorganic materials 0.000 description 2
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- OGPBJKLSAFTDLK-UHFFFAOYSA-N europium Chemical compound [Eu] OGPBJKLSAFTDLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001940 europium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 2
- 229910001938 gadolinium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229940075613 gadolinium oxide Drugs 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- KZUNJOHGWZRPMI-UHFFFAOYSA-N samarium Chemical compound [Sm] KZUNJOHGWZRPMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001954 samarium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229940075630 samarium oxide Drugs 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 230000002194 synthesizing Effects 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N AI2O3 Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CMIHHWBVHJVIGI-UHFFFAOYSA-N Gadolinium(III) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Gd+3].[Gd+3] CMIHHWBVHJVIGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ICAKDTKJOYSXGC-UHFFFAOYSA-K Lanthanum(III) chloride Chemical compound Cl[La](Cl)Cl ICAKDTKJOYSXGC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- FKTOIHSPIPYAPE-UHFFFAOYSA-N Samarium(III) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Sm+3].[Sm+3] FKTOIHSPIPYAPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005296 abrasive Methods 0.000 description 1
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive Effects 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium;oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 1
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 1
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 description 1
- AEBZCFFCDTZXHP-UHFFFAOYSA-N europium(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Eu+3].[Eu+3] AEBZCFFCDTZXHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910000311 lanthanide oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M potassium chloride Chemical class [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 description 1
- AKEBROIVCDHVSD-UHFFFAOYSA-N potassium;tetrafluoroborate Chemical compound [K+].F[B-](F)(F)F AKEBROIVCDHVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение относится к электрохимическому способу получения микродисперсных порошков гексаборидов металлов лантаноидной группы, допированных кальцием. Способ включает электролиз расплава CaCl2 с добавками оксида бора B2O3, оксида получаемого лантаноида Ln2O3 и оксида кальция CaO при суммарной концентрации оксидов В2О3, СаО, Ln2O3 в расплаве 8-10 масс.% от массы электролита, процесс осуществляют в атмосфере воздуха в интервале температур 820÷850 °С при катодной плотности тока 0,4-0,5 А/см2, в процессе электролиза концентрации оксидов В2О3, СаО, Ln2O3 поддерживают постоянными при соотношении мольных долей Ca/Ln не менее 1 и не более 16. Способ позволяет получить сложные гексабориды металлов лантаноидной группы, допированные кальцием. 3 ил., 3 пр.
Description
Изобретение относится к электрохимическому способу получения порошков гексаборидов металлов лантаноидной группы, допированных кальцием, которые могут найти применение в качестве эмиттеров, нейтронных поглотителей, термоэлектронных катодов, легирующих элементов, раскислителей, абразива.
Известен способ электролитического получения порошока гексаборида лантана (RU 2477340 опубл. 10.03.2013 г.) [1], в котором электролиз ведут в расплавленном электролите - растворителе, основным компонентом которого является эквимольная смесь хлоридов натрия и калия (0,5NaCl-0,5KCl) с добавками безводного хлорида лантана (LaCl3) и тетрафторбората калия (KBF4) в количествах 2,5÷5,0 и 8,0÷11,0 % соответственно. Атмосфера над расплавленным электролитом состоит из осушенного и очищенного аргона. Рабочая температура процесса составляет 700±10 °С. Преимуществом данного способа получения гексаборида лантана является относительно низкая рабочая температура электросинтеза 700 °С, хорошая растворимость электролита в воде, что облегчает очистку от него целевого продукта и удовлетворительная чистота продукта. Данным способом получают ультрадисперсный порошок гексаборида лантана (LaB6), получить порошки гексаборидов лантаноидов сложного состава, данным способом, невозможно.
Известен способ получения микродисперсных порошков гексаборидов металлов лантаноидной группы (RU 2722753 опубл. 03. 06. 2020 г.) [2]. В данном способе используют расплав состава (CaCl2 - CaO) с добавками оксида бора B2O3 и оксида получаемого лантаноида Ln2O3. В процессе электролиза концентрации B2O3 и Ln2O3 поддерживают постоянными в количествах, обеспечивающих атомное соотношение бора к лантаноиду B/Ln = 6 при их суммарной концентрации в расплаве 5-10 масс.% от массы электролита, при этом синтез гексаборидов лантаноидов осуществляют в атмосфере воздуха в интервале температур 800÷850 °С, при катодной плотности тока 0,3-0,5 А/см2.
Задачей изобретения является расширение возможностей получения микродисперсных порошков гексаборидов металлов лантаноидной группы путем их допирования кальцием.
Для этого предложен электрохимический способ получения микродисперсных порошков гексаборидов металлов лантаноидной группы, допированных кальцием. Способ включает электролиз расплава CaCl2 с добавками оксида бора B2O3, оксида получаемого лантаноида Ln2O3 и оксида кальция CaO при суммарной концентрации оксидов В2О3, СаО, Ln2O3 в расплаве 8-10 масс.% от массы электролита, процесс осуществляют в атмосфере воздуха в интервале температур 820÷850 °С при катодной плотности тока 0,4-0,5 А/см2, в процессе электролиза концентрации оксидов В2О3, СаО, Ln2O3 поддерживают постоянными при соотношении мольных долей Ca/Ln не менее 1 и не более 16.
В заявленном способе в начале процесса в электролизную ванну загружается обезвоженная соль CaCl2 с добавкой СаО. В присутствии оксида кальция растворимость оксида металла лантаноидной группы и добавки B2O3 многократно увеличивается в индивидуальном хлориде кальция с образованием диссоциированных соединений [Ca2+ + (B2O4)2-] и [Ln3+ + Ca2+ + (BO3)3-]. Первым на катоде согласно законам электрохимии, осаждается бор, затем идёт совместное электроосаждение бора, кальция и лантаноида с образованием смешанного гексаборида CaxLn1-xB6. Для осуществления этого процесса экспериментально подобраны концентрации компонентов расплава, а именно оксидов кальция, бора и лантаноида, от которых зависит состав конечного продукта.
Оптимальная с точки зрения выхода продукта по затраченному количеству электричества плотность тока для синтеза этого продукта варьируется от 0,4 до 0,5 А/см2, а применение температур электролиза от 820 до 850 °С вызвано необходимостью достаточно быстрого растворения в расплавленном электролите оксидов кальция, бора и лантаноида с одновременной диссоциацией на ионы.
При этом нижний предел температуры ограничен температурой плавления хлорида кальция, а верхний обусловлен тем, что при более высокой, чем 850 °С температуре быстро возрастает летучесть расплава с потерей CaCl2 в виде паров, а также ценного борсодержащего компонента в виде пара BOCl.
Технический результат, достигаемый изобретением, заключается в возможности получения порошков гексаборидов металлов лантаноидной группы, допированных кальцием.
Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 приведена рентгеновская дифрактограмма катодного осадка полученного гексаборида европия, допированного кальцием CaxEu1-xB6 (x=0,99); на фиг. 2 - рентгеновская дифрактограмма катодного осадка полученного гексаборида самария, допированного кальцием CaxSm1-xB6 (x=0,5); фиг. 3 - рентгеновская дифрактограмма катодного осадка полученного гексаборида гадолиния, допированного кальцием CaxGd1-xB6 (где x=0,4).
Способ осуществляли следующим образом. В качестве компонентов электролита использовали:
- Хлорид кальция (CaCl2) технический, кальцинированный, гранулированный, ГОСТ 450 - 77;
- Оксид кальция (CaO) - ГОСТ 8677-76;
- Оксид самария - ТУ 48-4-523-89;
- Оксид гадолиния - ТУ 48-4-523-89;
- Оксид европия ТУ - 48-4-523-90;
- Борный ангидрид (B2O3) - ТУ 6-09-17-249-88.
Все соли предварительно просушены при 200 °С для удаления остатков связанной воды и переплавлены, хранились в плотно запечатанных банках.
Все эксперименты проводились в корундовом тигле в воздушной атмосфере.
Наплавление ванны осуществляли следующим образом. Соль CaCl2 наплавляли в тигле при 820-850 °С. Сверху на расплав насыпали малыми порциями оксид кальция, оксид металла лантаноидной группы, который растворяется в расплаве. Затем порциями насыпали гранулы B2O3, которые по мере нагревания растворялись в расплаве CaCl2. После полного растворения В2О3 солевой расплав обычно становится прозрачным. В процессе наплавления и в ходе всего электролиза поддерживали соотношение борного ангидрида к хлориду кальция 2±0,1 мас. %.
При проведении электролиза в качестве электродов использовали графитовый анод и молибденовый катод. Рабочую часть анода и катода опускали в расплав, выше уровня расплава их защищали от окисления воздухом алундовыми трубками. Фазовый состав порошков гексаборидов лантаноидной группы определяли с помощью рентгеновского дифрактометра Rigaku D/Max - 2000, гранулометрический состав исследовали на лазерном дифракционном анализаторе Malvern Mastersizer 2000.
Пример 1. В корундовом тигле при температуре 850 °С было наплавлено 400 г расплава хлорида кальция, на который сверху был засыпан оксид кальция(5%), оксид европия(1%), а затем оксид бора(2%) из расчёта их суммарной концентрации 8 мас.%, остальное - хлорид кальция. Соотношение мольных долей между Ca(0,94) и Eu(0,06) при загрузке составило 15,6. После 10 мин выдержки в расплав были опущены графитовый анод и молибденовый катод. Вначале проводили очистной электролиз расплава в течение 60 мин для удаления растворённой воды. Далее электролиз по получению гексаборида европия, допированного кальцием (CaxEu1-xB6) вели при температуре 820 °С, а затем при постоянной величине тока 8 А и плотности тока ik=0,40 А/см2 в течение 2 часов.
После окончания электролиза катод с осадком вынимали из расплава и после остывания до комнатной температуры помещали в стеклянный стакан с кипящей дистиллированной водой, в котором осадок отмывали от остатков соли методом декантации. Далее осадок смывали в воронку на бумажный фильтр и дополнительно промывали разбавленной соляной кислотой (10%), затем дистиллированной водой. После этого промытый осадок вместе с фильтром сушили в сушильном шкафу при температуре 80 °С. После снятия с фильтра получали мелкодисперсный порошок малинового цвета массой 5 г. На фиг. 1 приведена рентгеновская дифрактограмма полученного катодного осадка. Рентгенофазовый анализ показал, что порошок представляет собой гексаборид CaxEu1-xB6 (x=0,99). Согласно результатам гранулометрического исследования размер частиц полученного порошка варьируется от 0,6 до 300 мкм. Элементный химический анализ показал наличие примесей алюминия, меди и железа, суммарное содержание которых составляет 0,9 мас. %. Теоретическая масса CaxEu1-xB6, вычисленная по закону Фарадея, должна быть 5,07 г, а в действительности получено 5 г. Таким образом, выход продукта по затраченному количеству электричества 8 А*час равен 98,6%. Производительность процесса 2,5 г/час.
Пример 2. В корундовом тигле при температуре 850 °С было наплавлено 400 г расплава хлорида кальция, на который сверху был засыпан оксид кальция(3%), оксид самария(5%), а затем оксид бора(2%) из расчёта их суммарной концентрации 10 мас.%, остальное - хлорид кальция. Соотношение мольных долей между Ca(0,65) и Sm(0,35) при загрузке составило 1,86. После 10 мин выдержки в расплав были опущены графитовый анод и молибденовый катод. Вначале проводили очистной электролиз расплава в течение 30 мин для удаления растворённой воды. Далее электролиз по получению гексаборида самария, допированного кальцием (CaxSm1-xB6) вели при температуре 850 °С, а затем при постоянной величине тока 8 А и плотности тока ik=0,50 А/см2 в течение 2 часов.
После окончания электролиза катод с осадком вынимали из расплава и после остывания до комнатной температуры помещали в стеклянный стакан с кипящей дистиллированной водой, в котором осадок отмывали от остатков соли методом декантации. Далее осадок смывали в воронку на бумажный фильтр и дополнительно промывали разбавленной соляной кислотой (10%), затем дистиллированной водой. После этого промытый осадок вместе с фильтром сушили в сушильном шкафу при температуре 80 °С. После снятия с фильтра получали мелкодисперсный порошок черного цвета массой 5 г. На фиг. 2 приведена рентгеновская дифрактограмма полученного катодного осадка. Рентгенофазовый анализ показал, что порошок представляет собой гексаборид CaxSm1-xB6 (x=0,5). Согласно результатам гранулометрического исследования размер частиц полученного порошка варьируется от 3 до 400 мкм. Элементный химический анализ показал наличие примесей алюминия, меди и железа, суммарное содержание которых составляет 0,79 мас.%. Теоретическая масса CaxSm1-xB6, вычисленная по закону Фарадея, должна быть 6 г, а в действительности получено 2 г. Таким образом, выход продукта по затраченному количеству электричества 8 А*час равен 33%. Производительность процесса 1,25 г/час.
Пример 3. В корундовом тигле при температуре 850 °С было наплавлено 400 г расплава хлорида кальция, на который сверху был засыпан оксид кальция(2%), оксид гадолиния(5%), а затем оксид бора(2%) из расчёта их суммарной концентрации 9 мас. %, остальное - хлорид кальция. Соотношение мольных долей между Ca(0,56) и Gd(0,44) при загрузке составило 1,29. После 10 мин выдержки в расплав были опущены графитовый анод и молибденовый катод. Вначале проводили очистной электролиз расплава в течение 60 мин для удаления растворённой воды. Далее электролиз по получению гексаборида гадолиния, допированного кальцием (CaxGd1-xB6) вели при температуре 850 °С, а затем при постоянной величине тока 8 А и плотности тока ik=0,50 А/см2 в течение 5 часов.
После окончания электролиза катод с осадком вынимали из расплава и после остывания до комнатной температуры помещали в стеклянный стакан с кипящей дистиллированной водой, в котором осадок отмывали от остатков соли методом декантации. Далее осадок смывали в воронку на бумажный фильтр и дополнительно промывали разбавленной соляной кислотой (10%), затем дистиллированной водой. После этого промытый осадок вместе с фильтром сушили в сушильном шкафу при температуре 80 °С. После снятия с фильтра получали мелкодисперсный порошок синего цвета массой 6 г. На фиг. 3 приведена рентгеновская дифрактограмма полученного катодного осадка. Рентгенофазовый анализ показал, что порошок представляет собой смесь гексаборида CaxGd1-xB6 (где x=0,4) и GdB4. Согласно результатам гранулометрического исследования размер частиц полученного порошка варьируется от 1 до 350 мкм. Элементный химический анализ показал наличие примесей алюминия, магния и железа, суммарное содержание которых составляет 0,45 мас.%. Теоретическая масса смеси гексаборида CaxGd1-xB6 (где x=0,4) и GdB4, вычисленная по закону Фарадея, должна быть 8,4 г, а в действительности получено 6 г. Таким образом, выход продукта по затраченному количеству электричества 8 А*час равен 71%. Производительность процесса 1,2 г/час.
Таким образом, получены порошки гексаборидов металлов лантаноидной группы, допированных кальцием.
Claims (1)
- Электрохимический способ получения микродисперсных порошков гексаборидов металлов лантаноидной группы, допированных кальцием, включающий электролиз расплава CaCl2 с добавками оксида бора B2O3, оксида получаемого лантаноида Ln2O3 и оксида кальция CaO при суммарной концентрации оксидов В2О3, СаО, Ln2O3 в расплаве 8-10 масс.% от массы электролита, процесс осуществляют в атмосфере воздуха в интервале температур 820÷850 °С при катодной плотности тока 0,4-0,5 А/см2, в процессе электролиза концентрации оксидов В2О3, СаО, Ln2O3 поддерживают постоянными при соотношении мольных долей Ca/Ln не менее 1 и не более 16.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2781278C1 true RU2781278C1 (ru) | 2022-10-11 |
Family
ID=
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2477340C2 (ru) * | 2011-05-13 | 2013-03-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" | Электролитический способ получения ультрадисперсного порошка гексаборида лантана |
| RU2015118692A (ru) * | 2015-05-19 | 2016-12-10 | Сергей Георгиевич Паршин | Сварочная композиционная проволока для дуговой сварки трубных и криптоустойчивых сталей |
| RU2722753C1 (ru) * | 2019-12-25 | 2020-06-03 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт высокотемпературной электрохимии Уральского отделения Российской Академии наук | Электрохимический способ получения микродисперсных порошков гексаборидов металлов лантаноидной группы |
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2477340C2 (ru) * | 2011-05-13 | 2013-03-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" | Электролитический способ получения ультрадисперсного порошка гексаборида лантана |
| RU2015118692A (ru) * | 2015-05-19 | 2016-12-10 | Сергей Георгиевич Паршин | Сварочная композиционная проволока для дуговой сварки трубных и криптоустойчивых сталей |
| RU2722753C1 (ru) * | 2019-12-25 | 2020-06-03 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт высокотемпературной электрохимии Уральского отделения Российской Академии наук | Электрохимический способ получения микродисперсных порошков гексаборидов металлов лантаноидной группы |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4828658A (en) | Process for the preparation of mother alloys of iron and neodymium by electrolysis of oxygen-bearing salts in a medium of molten fluorides | |
| EP0286175A1 (en) | Process for the electrolytic production of metals | |
| US9238873B2 (en) | Eco-friendly smelting process for reactor-grade zirconium using raw ore metal reduction and electrolytic refining integrated process | |
| US3855087A (en) | Method for producing rare earth metal-containing alloys | |
| Daane et al. | Preparation of yttrium and some heavy rare earth metals | |
| CN108138343A (zh) | 利用电解还原和电解精炼工序的金属精炼方法 | |
| DE112010004425T5 (de) | Verfahren zur Herstellung von gereinigtem Metall oder Halbmetall | |
| US2961387A (en) | Electrolysis of rare-earth elements and yttrium | |
| Cvetković et al. | Study of Nd deposition onto W and Mo cathodes from molten oxide-fluoride electrolyte | |
| RU2722753C1 (ru) | Электрохимический способ получения микродисперсных порошков гексаборидов металлов лантаноидной группы | |
| CN104213154B (zh) | 利用氧化镁为原料电解制备镁合金的方法 | |
| RU2781278C1 (ru) | Электрохимический способ получения микродисперсных порошков гексаборидов металлов лантаноидной группы, допированных кальцием | |
| Bosenko et al. | Electrochemical reduction of tungsten (VI) oxide from a eutectic melt CaCl2–NaCl under potentiostatic conditions | |
| RU2539593C1 (ru) | Электрохимический способ получения порошка гексаборида кальция | |
| Ono et al. | Design, test and theoretical assessments for reduction of titanium oxide to produce titanium in molten salt | |
| CN112921360A (zh) | 一种熔盐电解制备稀土金属的方法 | |
| CN113684504B (zh) | 一种用于乏燃料干法后处理的电解精炼废熔盐处理方法 | |
| CN113279022B (zh) | 一种还原性熔盐介质及其制备方法 | |
| US2909473A (en) | Process for producing titanium group metals | |
| Murakami et al. | Rare Earth Silicide Formation on Si Electrode in LiCl-KCl Melt to Establish a Novel Used Salt Treatment Process | |
| CN110144598B (zh) | 一种三氯化铀的制备方法及其应用 | |
| RU2658835C1 (ru) | Электрохимический способ получения порошков гексаборидов стронция и бария | |
| US3330646A (en) | Method for producing molybdenum from molybdenite | |
| US3589987A (en) | Method for the electrolytic preparation of tungsten carbide | |
| KR920007932B1 (ko) | 희토류-철 합금의 제조방법 |