Введение к работе
Актуальность проблемы. Б настоящее время многие отрасли промышленности используют металлический хром как в 'качестве конструкционного материала, так и в виде тонких антикоррозионных покрытий. Хромт гэлучаемым электролизом растворов, также, как и другие тугоплавкие металлы, не обладает высокими механическими свойствами из-3с образования гидридов, поэтому важной современной сдачей является разработка технологии получения этих металлов электролизом расплавленных солей. Однако, зыделение тугоплавких металлов из высокотемпературных расплавов сопряжено с рядом трудностей, таких, например, как образование дендритов на поверхности электрода. В связи с этим, необходимо детальное изучение процесса их электролитического восстановления в различных расплавленных средах с цель» оптимизации условий электролиза. Данная работа посвящена исследованию катодного процесса восстановления хрома из хлоридных расплавов.
Цель работы заключается в изучении механизма катодного восстановления ионов хрома в расплавленных электролитах, представляющих собой смеси хлоридов щелочных металлов; определении кинетических характеристик электродного процесса; исследовании зависимости электрохимического поведения хрома от состава среды. В задачи работы входил также вывод теоретического уравнения вольтамперной кривой и создание методики исследования для электродных процессов с образованием катодного осадка, осложненных предшествующей химической реакцией.і порядка.
В качестве геновного объекта исследований выбраны растворы ионов хрома в расплавленных хлоридах щелочных
Металлов. Эвтектические СМеСИ LiCl-KCl, NaCl-КС1-CsCl,
ЭКВИМОЛЬНаЯ СМеСЬ NaCl-KCl И раСПЛаВЫ NaCI И КС1 ЯВЛЯЮТСЯ
ДОС» упными и' технологичными электролитами для получения катодных хромовых осадков. "Изучение электрохимического тведения ионов хрома в этих средах лозволяет установить механизм и кинетику восстановления хрома на катоде, а также зависимость этих факторов от состава расплава.
| Научная новизна работы определяется тем, что в ней впервые проведено систематическое исследование электрохимического псзедения ионов хрома(п) в хлоридных расплавах щелочных металлов. Установлен механизм разряда ионов o-zt на катоде; показано, что электрохимическому разряду предшествует "имическая реакция диссоциации комплексного иона tcrcij2*, которая лимитирует процесс восстановления хрома. В раиоте определены коэ^ициенты ди#узии ИОНОВ Сг(П) и кинетические константы реакции диссоциации ионов tcrcij2"; установлюй зависимости этих величин от температуры и состава электролита. Рассмотрен вопрос образования твердых катодных осадков, идущего после замедленной химической реакции в приэлектродном слое. Впервые выведено теоретическое уравнение вольтамперной кривой для электродного процесса с нерастворимым продуктом, осложненного предшеструщей медленной химической стадией; предложена Формула для расчета констант скорости замедленной химичес- кой реакции.
Практическая значимость работы заключается в получении данных о влиянии состава электролита на электроосаждение хрома из расплавленных солей; даны рекомендации по составу расплава для получения сплошных хромовых покрытий. Теоретические уравнения, впервые полученные в данной j работе, могут быть йспочьзованы вм аналогичных электрохимически:: исследований как в солевых рэсплзвах, так и в
водных растворах.
Апробация работы. По теме диссертации опубликовано А печатных работы. Основные результаты и положения диссертации доложены и обсуждены на ш Всесоюзной конференции по электрохимическим методам анализа "ЭМА-89" (Томск, 1989), iv Всесоюзной совещании по электровосстановлению поливалентных металлов в расплавах (Тбилиси, 1990), vii Кольском семинаре по электрохимии редких и цветных металлов (Апатиты, 1992).
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов, списка использованной литературы. Работа изложена на 112 страницах, содержит 42 рисунка, 8 таблиц. Список цитированной литературы включает 70 наименований работ отечественных и зарубежных авторов.
