Вятский государственный университет, Киров, Россия:

Д. А. Кондратьев, доцент кафедры «Технологии электрохимических производств», эл. почта: denis512a@mail.ru
+А. В. Ковалевский

В работе представлены результаты опытов по изучению влияния температуры и продолжительности процесса  на удельное изменение массы образцов из никеля и кобальта. В работе использовали метод гравиметрии при бестоковом диффузионном насыщении образцов неодимом в расплавленной эвтектике хлоридов лития и калия с добавлением 5 % (мас.) хлорида неодима. Для проведения эксперимента были использованы предварительно обезвоженные хлориды лития, калия и неодима квалификации ХЧ, никель НП-2, кобальт К-1 и неодим НМ-1. В качестве контейнера для эвтектической смеси был использован тигель из оксида бериллия, закрепленный в кварцевой ячейке закрытого типа. Процесс осуществляли в среде аргона. Подвесы образцов изготавливали из молибденовой проволоки. По результатам опытов были рассчитаны математические зависимости удельного привеса от продолжительности процесса для никелевых образцов в интервале температур 773–973 К при  от 1 до 8 ч, а также для кобальтовых образцов в интервале температур 773–873 К при  от 1 до 6 ч. Анализ полученных зависимостей показал, что лимитирующей стадией процесса бестокового переноса неодима на образцы, изготовленные из никеля и кобальта, является диффузия в твердой фазе. Состав сплавов-покрытий, полученных при бестоковом переносе неодима на никель и кобальт, был изучен с применением рентгено-спектрального микроанализатора, рентгенофлуоресцентного спектрометра и сканирующего микроскопа. Было установлено, что в условиях эксперимента формирующиеся на поверхности металла-подложки покрытия состоят из одной структурной зоны — интерметаллического соединения NdNi₂(NdCo₂), что согласуется с имеющимися в литературе сведениями о результатах исследования сплавообразования аналогичных биметаллических систем.

1. Кузнецов С. А. // Сб. ХIV Всероссийской конференции по физической химии и электрохимии ионных расплавов и твердых электролитов. Т. 1. — Екатеринбург : Институт высокотемпературной электрохимии УрО РАН, 2007. С. 110.
2. Вербецкий В. Н., Великородный Ю. А., Лущекина С. В. Синтез гидрида на основе интерметаллического соединения YbN // Вестник Московского ун-та. Серия 2. Химия. 2002. Т. 43, № 1. С. 58–60.
3. Ажажа В. М., Борц Б. В., Ванжа А. Ф., Рыбальченко Н. Д., Шевякова Э. П. Возможности применения редкоземельных элементов при создании конструкционных материалов для атомной промышленности Украины // Вопросы атомной науки и техники. 2008. № 1. С. 195–201.
4. Кушхов Х. Б., Виндижева М. К., Мукожева Р. А., Тленкопачев М. Р., Абазова А. Х. Электровосстановление ионов церия (III) на серебряном электроде в хлоридном расплаве при 823 К // Электрохимия. 2013. Т. 49, № 4. С. 411–415.
5. Кушхов Х. Б., Виндижева М. К., Мукожева Р. А., Тленкопачев М. Р., Нафонова М. Н. Исследование электровосстановления ионов лантана на вольфрамовом электроде в галогенидных расплавах при Т = 823 K // Расплавы. 2012. № 1. С. 50–59.
6. Novoselova A. V., Smolenskii V. V. Electrochemical and thermodymamic properties of lanthanides (Nd, Sm, Eu, Tm, Yb) in alkali metal chloride melts // Radiochemistry. 2013. Vol. 55, No. 3. P. 243–256.
7. Novoselova A. V., Smolenskii V. V. Electrochemical study of the reduction of Tm (III) ions in a molten NaCl – 2CsCl eutectic // Russian Journal of Applied Chemistry. 2012. Vol. 85, No. 2. P. 229–235.
8. Илющенко Н. Г., Анфиногенов А. И., Шуров Н. И. Взаимодействие металлов в ионных расплавах. — М. : Наука, 1991. — 176 c.
9. Ковалевский А. В., Кондратьев Д. А., Чебыкин В. В. Реакционная емкость и электрохимические свойства расплава LiCl – KCl, выдержанного в контакте с диспрозием и неодимом // Расплавы. 2013. № 2. С. 77–82.
10. Новоселова А. В., Смоленский В. В. Электрохимическое исследование свойств ионов Nd (III) и Nd (II) в расплавленной эвтектике LiCl – KCl – CsCl и индивидуальном CsCl // Электрохимия. 2013. Т. 49, № 10. С. 1041–1047.
11. Кушхов Х. Б., Чуксин С. И., Жаникаева З. А. Электровосстановление ионов неодима и празеодима в эквимольном KCl – NaCl – CsCl расплавах на вольфрамовом электроде // Расплавы. 2013. № 3. С. 87–96.
12. Uehara A., Fukasawa K., Nagai T., Fujii T., Yamana H. Separation of Nd metal by using disproportionation reaction of Nd (II) in molten chlorides // Journal of Nuclear Materials. 2011. No. 414. P. 336–339.
13. Fukasawa K., Ueharab A., Nagaic T., Fujii T., Yamana H. // Journal of Alloys and Compounds. 2011. No. 509. P. 5112–5118.
14. Потапов А. М., Хохлов В. А., Sato Y. Поглощение влаги из воздуха хлоридами редкоземельных металлов // Сб. XIII Российской конференции по физической химии и электрохимии расплавленных и твердых электролитов. Т. I. — Екатеринбург : Институт высокотемпературной электрохимии УрО РАН, 2004. С. 220–222.
15. Барабошкин А. Н. Об условиях получения гладких диффузионных покрытий бестоковым переносом и электроосаждением // Высокотемпературная электрохимия: кинетика : сб. статей. — Свердловск : УНЦАН СССР, 1986. С. 36–41.
16. Гшнейдер К. А. Сплавы редкоземельных металлов. — М. : Мир, 1965. — 427 с.
17. Елькин О. В., Чебыкин В. В., Ковалевский А. В. Кинетика сплавообразования при бестоковом переносе иттербия, самария и гадолиния на никель в хлоридных расплавах // Расплавы. 2009. № 4. С. 20–26.
18. Ковалевский А. В., Сорока В. В. Диффузионное насыщение кобальта редкоземельными металлами в хлоридных расплавах // Сб. научно-практической конференции «Совершенствование технологии гальванических покрытий». — Киров : КПИ, 1986. С. 39–40.
19. Диаграммы состояния двойных металлических систем : cправочник / под ред. Н. П. Лякишева. — М. : Машиностроение. 2001. — 872 с.
20. Ворошнин Л. Г., Хусид Б. М., Хина Б. Х. Теоретические аспекты образования и роста фаз в зищитных покрытиях // Исследование и разработка теоретических проблем в области порошковой металлургии и защитных покрытий : cб. cтатей. Ч. 3. — Минск : БелНИИНТИ. 1984. С. 44–51.