熔盐电解共沉积Mg-Sr合金的电化学机理(英文)

采用循环伏安法、计时电位法和计时电流法,研究在700°C时不同MgCl浓度下,MgCl2-SrCl2-KCl熔盐体系中Mg和Sr共沉积的电化学过程。结果表明:由于Sr在Mg上形成欠电位沉积而形成液态Mg-Sr合金,从而使得Sr的实际析出电位降低0.5 V左右。在阴极相对电位低于-1.5 V左右时,Mg会析出,当阴极相对电位低于-2.0 V时,Mg和Sr会共析出。在Mg和Sr共析出时,整个电极过程不再是简单的扩散控制。计时电位法研究表明,Mg和Sr产生共电沉积的条件是在MgCl2浓度分别为2%、5%和10%(质量分数)的熔盐中,阴极电流密度分别为超过0.71、1.57和2.83 A/cm2。     

熔盐电解制备四元Mg-Zn-Li-Ca合金(英文)

在LiCl-KCl-MgCl2-ZnCl2-CaCl2熔盐体系中,以钼为惰性电极,在温度为943K时,直接电解制备Mg-Zn-Li-Ca四元合金。循环伏安研究表明,在LiCl-KCl熔盐体系中,添加MgCl2、ZnCl2和CaCl2后,Li的析出电位明显正移。计时电位研究表明,当阴极电流密度等于或者更负于-1.55A/cm2时,Mg、Li/Zn和Ca能够实现四元沉积。X射线衍射研究表明,恒电流电解可以制备出由不同相组成的Mg-Zn-Li-Ca合金。采用金相显微镜和电子扫描显微镜对合金样品进行表征。能谱分析结果表明,Mg元素和Ca元素在合金中分布均匀,而Zn元素主要分布在基体的边缘。     

氯化物熔盐体系共电沉积法制备Al-Li-Gd合金的研究

在773K时,采用循环伏安法、方波伏安法和计时电位法研究了Gd(III)和Al(III)在LiCl-KCl-AlCl3-GdCl3熔盐体系中的电化学行为及共电沉积制备Al-Li-Gd合金,并借助XRD,SEM-EDS对所得合金进行表征.结果表明,Gd(III)在预先沉积的Al上欠电位沉积形成了两种Al-Gd金属间化合物,当电流密度超过-279.5 mA/cm2时,Al,Gd和Li能同时析出.通过调节熔盐中AlCl3的含量可以获得不同相的Al-Li-Gd合金.Al-Li-Gd合金含有Al2Gd和Al2Gd3,Gd在合金中分布不均匀,而Al的分布相对均匀.     

LiCl-KCl熔盐中共沉积直接电化学形成不同相Al-Y合金（英文）

在773 K的LiCl-KCl-AlCl_3-Y_2O_3熔盐体系中,采用循环伏安、方波伏安、开路计时电位和稳态极化研究了不同相的Al-Y合金的电化学制备过程。电化学研究表明钇在预先沉积的铝上欠电位沉积形成了2种铝钇金属间化合物。X射线衍射研究表明:这2种Al-Y金属间化合物为Al_2Y和α-Al_3Y。通过金相显微镜和电子扫描显微镜对合金样品进行了表征,结果显示钇元素主要分布于块状析出物上。通过调节熔盐中AlCl_3的含量可以获得不同相的Al-Y合金。     

氯化物熔盐体系共电沉积法制备Mg-Li-Gd合金的研究

在LiCl-KCl-MgCl2-Gd2O3熔盐体系中采用电化学共沉积法制备Mg-Li-Gd合金,借助循环伏安和计时电位技术对熔盐电化学行为进行探讨,并运用XRD,SEM,EDS和OM对所得合金进行测试.研究结果表明,Gd2O3在LiCl-KCl熔盐体系中几乎不溶,而在LiCl-KCl-MgCl2熔盐中有一定的溶解度,而...     

LiCl–KCl熔盐中共沉积直接电化学形成不同相Al–Y合金

本文在773K的LiCl–KCl–AlCl3–Y2O3熔盐体系中,采用循环伏安、方波伏安、开路计时电位和稳态极化研究了不同相的Al–Y合金的电化学制备过程。电化学研究表明钇在预先沉积的铝上欠电位沉积形成了两种铝钇金属间化合物。X-射线衍射研究表明：这两种Al–Y金属间化合物为Al2Y和α-Al3Y。通过金相显微镜和电子扫描显微镜对合金样品进行了表征,结果显示钇元素主要分布于块状析出物上。通过调节熔盐中AlCl3的含量可以获得不同相的Al–Y合金。     

NaCl-KCl-NdCl3-AlCl3熔盐体系电解制备Nd-Al合金及机理

在700℃的NaCl-KCl体系中,采用循环伏安法、方波伏安法和开路计时电位法等电化学测试方法研究了钨电极上Nd(Ⅲ)的电化学行为以及与Al(Ⅲ)共沉积的电化学过程。结果表明:在低扫描速率(0.1～0.5V·s~(-1))下,NaCl-KCl-NdCl_3熔盐中Nd(Ⅲ)的还原是一步交换3个电子的准可逆过程,该还原过程由扩散步骤控制,扩散系数约为1.2×10~(-5) cm~2·s~(-1)。将AlCl_3引入NaCl-KCl-NdCl_3熔体后,循环伏安、方波伏安以及开路计时电位测试结果表明,电解过程中形成了3种Nd-Al金属间化合物(Nd_3Al_(11)、NdAl_3和NdAl_2),其形成机理为Nd在预先沉积的Al上发生欠电位沉积。通过电动势法,计算了700℃时Nd-Al金属间化合物的热力学参数,如两相共存下Nd的活度和相对偏摩尔吉布斯自由能以及Nd-Al金属间化合物的标准吉布斯自由能。在-2.3 V下进行恒电位电解5 h制备了Nd-Al合金,所得合金由Nd_3Al_(11)、NdAl_3、NdAl_2和Al4种物相组成。     

在LiCl-KCl-CeCl3熔盐中铝电极上欠电位沉积制备Al-Ce合金

在843K LiCl-KCl-CeCl3熔盐中活性铝电极上,研究了Ce(III)离子的电化学行为和欠电位沉积Al-Ce合金。对比循环伏安曲线发现,在Al电极上Ce(III)/Ce反应的氧化还原电势比在Mo惰性电极上更正;开路计时电位在金属铝和铈的沉积平台之间出现两个平台,这表明Ce(III)在Al活性电极上可以生成两种金属间化合物。以上结果在电化学机理上说明Ce(III)离子可以在Al电极上欠电位沉积形成金属间化合物。在该实验条件下通过恒电位电解,在Al电极上得到了Al-Ce合金,验证了理论分析的结果。经XRD表征,证实了形成AlCe和AlCe3两种合金;经SEM和EDS表征,证明了铈分布在Al电极表面厚度均一的合金镀层中（厚度28?m）。 关键词：LiCl-KCl熔盐;欠电位沉积;铝电极;Al-Ce合金     

CeO_2在CeF_3-LiF-BaF_2熔盐中的溶解过程及电化学行为（英文）

研究了CeO_2在CeF_3-LiF-BaF_2熔盐中的溶解机理,并采用钼金属电极研究了Ce(Ⅲ)在CeF_3-LiF-BaF_2熔盐中的电化学行为。通过循环伏安曲线、计时电流法、恒电位电解法研究了Ce(Ⅲ)的电解还原机理,并采用XRD、SEM、EDS对溶解反应产物和电解产物进行了物相、成分和微观组织分析。结果表明:CeO_2可通过与CeF_3反应生成CeOF进而溶解于CeF_3-LiF-BaF_2熔盐中,CeOF可直接被电解还原生成纯度为99.38%～99.81%的金属Ce。Ce(Ⅲ)在Mo电极上的电化学反应是一个单步的三电子可逆过程,反应受扩散控制。     

LiTFSi/KTf熔盐电解质中锂在铝电极上的电化学行为(英文)

采用循环伏安、计时电位和计时电流等电化学测试技术考察LiTFSI/KTf熔盐电解质中锂在铝电极上的电化学行为。结果表明:在该熔盐中,锂在铝电极上的电化学还原过程伴随着锂铝合金的成核过程,锂在铝电极上的嵌入过程平缓、稳定。恒电流充放电循环实验发现,首次循环的库仑效率很低,这主要归结于Li-Al合金对锂元素的持留能力。通过XRD和SEM表征了充放电前后铝电极的物相组成和表面形貌。计时电流实验发现,锂原子嵌入铝电极中形成α-Li-Al合金的过程受锂在铝基体内的扩散步骤控制,且该扩散系数为1.8×10-10cm2/s。     

NaCl-KCl-IrCl_3熔盐体系中电沉积Ir层的机理(英文)

在NaCl-KCl-IrCl3熔盐体系中利用循环伏安法和计时电位法研究Ir的沉积机理并通过恒电位法在Pt基体上制备出Ir层。利用扫描电子、显微镜(SEM)能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)对Ir层的表面形貌和成分进行分析。结果表明:在NaCl-KCl-IrCl3熔盐体系中Ir的电沉积过程为Ir3+获得3个电子一步沉积为Ir,并且Ir(Ⅲ)→Ir(0)的电极反应过程为可逆扩散控制过程;在1063、1113、1143和1183K下Ir(Ⅲ)离子的扩散系数分别为0.60×10-4、1.23×10-4、2.77×10-4和4.40×10-4cm2-s,Ir(Ⅲ)在NaCl-KC-IrCl3熔盐体系中电极反应的活化能Ea=162.61kJ/mol;沉积电位对所获得的Ir层的形貌有较大影响,其中在峰值电位下所获得的Ir层较厚;熔盐温度对电沉积Ir层的形貌也有较大影响,在较低熔盐温度下获得的Ir层较薄,较高熔盐温度获得的Ir层的孔隙较多。     

LiCl-KCl-MgCl2-Gd2O3熔盐共电沉积制备Mg-Li-Gd合金

在823 K和973 K的条件下,采用恒电流密度共电沉积法在LiCl-KCI-MgCl2-Gd2O3熔盐体系中制备Mg-Li-Gd合金,并运用XRD、SEM、EDS和OM对所制备合金进行微观组织分析.结果表明:在开始的30 min内,主要是Mg和Gd的沉积,所得合金含96.53%Mg,3.20%Gd和0.27%Li(质量分数),然后Li迅速沉积.可以通过控制电解时间或改变Gd2O3的浓度调节Mg-Li-Gd合金的组成.XRD分析可知,在Mg-Li-Gd合金中存在Mg3Gd相和Mg2Gd相.从Gd元素的面扫描分析可知,Gd元素主要分布在Mg-Li-Gd合金的晶界处.Gd的添加增强了合金的抗腐蚀能力.     

利用ZrO2固体电解质研究Na3AlF6-SiO2熔盐中的电沉积

利用Y₂O₃稳定的Zr O₂固体电解质(YSZ)管集成构建Pt,O₂(air)|YSZ作为参比、辅助电极的三电极新型电化学池,在完全无碳和1323 K条件下采用Ir丝作工作电极对Na₃Al F₆-5%Si O₂(质量分数)熔盐体系进行循环伏安(CV)及恒电位电解测试,并结合热力学理论计算、SEM观察及EDS分析,研究了熔盐中有关金属在阴极上的析出电位及电沉积规律。结果表明,Si单质在Ir电极上可一步沉积得到,其在CV曲线上的峰电位在-1.65 V,而Al、Na (Zr)等合金化沉积电位负于-1.8 V,且沉积电位依次负向增大。在-1.8 V或-2.0 V电位下电解,还发现有Zr₅Si₄金属化合物颗粒生成,其生成电位在-1.7～-1.8 V之间。沉积的Si、Al、Na金属(合金)主要来源于Na₃Al F₆-Si O₂熔盐本身产生...     

在LiCl-KCl-CeCl_3熔盐中铝电极上欠电位沉积制备Al-Ce合金（英文）

在843 K LiCl-KCl-CeCl_3熔盐中活性铝电极上,研究了Ce(Ⅲ)离子的电化学行为和欠电位沉积Al-Ce合金。对比循环伏安曲线发现,在Al电极上Ce(Ⅲ)/Ce反应的氧化还原电势比在Mo惰性电极上更正;开路计时电位在金属铝和铈的沉积平台之间出现2个平台,这表明Ce(Ⅲ)在A1活性电极上可以生成两种金属间化合物。以上结果在电化学机理上说明Ce(Ⅲ)离子可以在Al电极上欠电位沉积形成金属间化合物。在该实验条件下通过恒电位电解,在Al电极上得到了Al-Ce合金,验证了电化学分析的结果。经XRD表征,证实形成了AlCe和AlCe_3两种合金,结合Al-Ce合金相图分析了只产生这两种合金的原因;结合开路电位计算了生成这两种合金的标准吉布斯自由能变值。经SEM和EDS表征,证明了铈在Al电极表面分布,并形成厚度均一约28μm的Al-Ce合金镀层。     

LiCl-KCl-MgCl2-Gd2O3熔盐共电沉积制备Mg-Li-Gd合金（英文）

在823K和973K的条件下,采用恒电流密度共电沉积法在LiCl-KCl-MgCl2-Gd2O3熔盐体系中制备Mg-Li-Gd合金,并运用XRD、SEM、EDS和OM对所制备合金进行微观组织分析。结果表明:在开始的30min内,主要是Mg和Gd的沉积,所得合金含96.53%Mg,3.20%Gd和0.27%Li(质量分数),然后Li迅速沉积。可以通过控制电解时间或改变Gd2O3的浓度调节Mg-Li-Gd合金的组成。XRD分析可知,在Mg-Li-Gd合金中存在Mg3Gd相和Mg2Gd相。从Gd元素的面扫描分析可知,Gd元素主要分布在Mg-Li-Gd合金的晶界处。Gd的添加增强了合金的抗腐蚀能力。     

LiF-MgF_2-BaF_2-KCl熔盐Mg~(2+)在钨电极上的电化学还原机理

采用循环伏安法、计时电流法、计时电位法研究以MgO为原料、LiF-MgF_2-BaF_2-KCl为电解质体系、温度为1173 K时镁离子在钨电极上的电化学还原过程。结果表明:镁离子在钨电极上的电化学还原是一步转移两个电子的过程,电极反应为Mg~(2+)+2e→Mg;镁在钨电极析出过程中出现成核极化现象,析出过程是受扩散控制的不可逆反应;1173 K时,Mg~(2+)在熔盐中的扩散系数D为1.28×10-5 cm2/s。     

钼在KF-B_2O_3-K_2MoO_4熔体中的电还原

本文用线性电位扫描,循环伏安和计时电位等方法研究了钼在KF-B_2O_3-K_2MoO_4熔体中的电还原机理.发现电还原反应分两步进行:第一步为准可逆反应,第二步为可逆反应.在815℃时用循环伏安法测得的MO~(6+)扩散系数为1.99×10~(-5)cm~2/s,用计时电位法测得的为2.25×10~(-5)cm~2/s.     

室温下多孔Mg（OH）2薄膜的电沉积制备及表征

以SnO2导电玻璃为阴极,使用循环伏安法及计时电流法研究0.1 mol/L硝酸镁水溶液体系中氢氧化镁的电沉积过程,并对恒电势沉积法制备的多孔Mg(OH)2薄膜的形貌、物相及光学性质进行表征。结果表明:所得Mg(OH)2薄膜呈很明显的(011)面择优取向;随着沉积电势或初始pH值的增加,Mg(OH)2二次成核的数量增加;在沉积时间固定为10 min的情况下,沉积电势为1.2、1.3和1.4 V的薄膜在可见光范围内(390~780 nm)的平均透过率依次为90.21%、69.39%和47.12%。     

NaCl-KCl-IrCl3熔盐体系中电沉积Ir层的机理（英文）

在NaCl-KCl-IrCl3熔盐体系中利用循环伏安法和计时电位法研究Ir的沉积机理并通过恒电位法在Pt基体上制备出Ir层。利用扫描电子、显微镜(SEM)能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)对Ir层的表面形貌和成分进行分析。结果表明:在NaCl-KCl-IrCl3熔盐体系中Ir的电沉积过程为Ir3+获得3个电子一步沉积为Ir,并且Ir(Ⅲ)→Ir(0)的电极反应过程为可逆扩散控制过程;在1063、1113、1143和1183K下Ir(Ⅲ)离子的扩散系数分别为0.60×10-4、1.23×10-4、2.77×10-4和4.40×10-4cm2-s,Ir(Ⅲ)在NaCl-KC-IrCl3熔盐体系中电极反应的活化能Ea=162.61kJ/mol;沉积电位对所获得的Ir层的形貌有较大影响,其中在峰值电位下所获得的Ir层较厚;熔盐温度对电沉积Ir层的形貌也有较大影响,在较低熔盐温度下获得的Ir层较薄,较高熔盐温度获得的Ir层的孔隙较多。     

1673K下SiO_2-CaO-MgO-Al_2O_3熔渣中Ni~(2+)的电化学行为

利用Mg O部分稳定的Zr O2固体电解质管集成构建Pt,O2(air)|Zr O2作参比电极的可控氧流电解池,采用循环伏安、方波伏安、计时电位、恒电位电解等电化学测试技术研究了1673 K高温下Si O2-Ca O-Mg O-Al2O3熔渣中Ni2+的电化学行为.结果表明,O2-在熔渣中的扩散和在Zr O2固体电解质内的电迁移不是熔渣中电活性物质还原的限制性环节,在本实验条件下利用构建的可控氧流电解池研究熔渣中Ni2+的电化学行为是可行的.熔渣中Ni2+在Ir电极上还原到Ni是受扩散控制的一步还原的可逆过程,利用循环伏安和计时电位测试技术所得数据计算得出了含有3%Ni O的熔渣中Ni2+的扩散系数分别为(3.50±0.18)×10-6和(2.80±0.22)×10-6cm2/s,与相关文献结果基本吻合.