三相界面反应机制在SOM法制备金属钽中的应用

利用同体透氧膜(SOM)法电解还原Ta2O5制备金属钽,通过三相界面反应机制讨论了阴极微结构对电解过程及产物形貌的影响.结果表明:阴极片的颗粒尺寸与孔隙率是影响有效三相界线的重要因素;孔隙率大和粒度小均有利于电解还原的进行,孔隙率小会导致阴极产物形成致密的金属钽外层,阻碍阴极进一步脱氧;成型压力4 MPa时1150℃烧结2 h制备的阴极片具有合适的孔隙率和拉度,电化学活性良好,电解产物形貌均匀,氧含量低.     

阴极结构对SOM法制备金属钽的影响

在CaCl2熔盐中,利用固体氧离子膜(SOM)法电解还原Ta2O5直接制备金属钽。研究了成形压力与烧结温度对阴极形貌及孔隙率的影响,进而获得阴极微结构对产物形貌及氧含量的影响规律。结果表明:阴极片的颗粒尺寸和孔隙率大小是影响电解还原的重要因素;Ta2O5片的孔隙率随着成形压力的增大、烧结温度的升高明显降低;孔隙率大,有利于电解还原的进行,产物颗粒尺寸大;孔隙率小,会导致阴极产物形成致密的金属外层;在成形压力为4MPa经1150℃烧结2h或6MPa经1100℃烧结2h条件下,阴极反应活性良好,电解产物氧含量低。     

CaCl2-NaCl熔盐电脱氧法制备金属Ta

在800℃的CaCl2-NaCl混合熔盐体系内，以烧结后的Ta2O5片体做阴极、高密度石墨碳棒做阳极，在工作电压为3．1V的条件下进行电解脱氧反应．研究了1000℃烧结4h前、后Ta2O5片体的孔隙率和微观形貌，以及阴极片结构对电解还原反应过程的影响；利用XRD分析了电解产物的相组成，采用称重法测量了电解产物的氧含量．结果表明，采用熔盐电脱氧法可以制备出金属Ta，其阴极片的大孔隙率有利于电解脱氧反应的进行；扩散过程是影响熔盐电脱氧反应速度的重要环节．     

熔盐电脱氧制备金属铌的研究

采用熔盐电脱氧法,以熔融的CaCl2-NaCl为电解质,经粉末压制烧结后的Nb2O5为阴极,石墨为阳极,电解制备了金属铌.并研究了压制压力、烧结温度、电解时间等因素对Nb2O5阴极电脱氧的影响.实验分析表明:阴极脱氧过程是由Nb2O5→NbO2→NbO→Nb且由阴极表面到内部逐步进行的,在适宜条件下可以得到纯度为99....     

电脱氧法由Nb2O5直接制备金属铌

采用熔盐电脱氧法,在800℃混合熔盐CaCl2-NaCl中以烧结的Nb2O5为阴极,石墨坩锅为阳极制备了金属铌.研究了不同温度下烧结阴极形貌及其对电脱氧反应的影响,并考查了电解时间对阴极产物中氧含量的影响.结果表明:1 200℃下烧结12 h的阴极片具有良好的电化学反应性能;电脱氧过程中阴极片的脱氧速度不均匀;Nb2O5电极的还原由外向内,由高价向低价分步进行;阴极的孔隙大小和颗粒尺寸会影响电极反应的速度.     

基于水下电场测量的Ag/AgCl多孔电极性能研究

以金属钽板为阳极,不锈钢板为阴极,以四丁基溴化铵为导电剂,在二乙胺体系中直接电化学合成5-二乙基胺钽(Ta[N(C2H5)2]5).采用红外光谱(FT-IR)、核磁共振(NMR)、差热分析(TG-DTG.)及等离子质谱(ICP-Mass)对5 kPa 压力下减压蒸馏分离得到Ta[N(C2H5)2]5产品进行了分析检测.分析结果表明得到的产品确实是纯度99.997％的有机胺钽化合物Ta[N(C2H5)2]5.钽阳极溶解机理研究表明,钽阳极在电流的作用下发生点腐蚀,钽阳极在电流及四丁溴化铵的作用下首先生成Ta(NH10C4)n(Br)m,之后Ta(NH10C4)n(Br)m不断被传输到阴极后继续与二乙胺反应,逐步脱去溴离子Br,并最终生成有机胺钽盐Ta[N(C2H5)2]5.     

钽在磷酸盐中等离子体电解氧化涂层耐腐蚀性能研究

目的 探究金属钽在磷酸盐中进行等离子体电解氧化(Plasma electrolytic oxidation,PEO)形成Ta2O5陶瓷涂层后的耐腐蚀性能.方法 在磷酸盐电解液中,采用等离子体电解氧化(PEO)方法,在金属钽表面形成Ta2O5陶瓷涂层.采用XRD、SEM和EDS等方法,表征涂层物相、形貌及元素组成,利用动电位极化曲线和电化学阻抗谱,测试涂层的耐腐蚀性能.结果 在磷酸盐电解液中,金属钽PEO处理形成了晶态Ta2O5陶瓷膜.氧化膜初期形貌为"瘤子状",后为"沟回状".在3.5％NaCl溶液中进行动电位极化测试,相比于基体,涂层的腐蚀电流密度降低约4个数量级.PEO处理600 s形成的涂层,相比于基体,自腐蚀电位提高了约1.3 V,腐蚀电流密度为3.7?10–10 A/cm2,保护效率为99.97％;PEO处理1200 s,自腐蚀电位提高了约1.4 V,电流密度为1.46?10–10 A/cm2,保护效率为99.99％.在3.5％NaCl溶液中浸泡160 d发现,在30 d左右,钽基体表面已形成一层极薄的氧化膜,导致阻抗值持续升高,表明对基体有一定的保护作用.然而,PEO处理600 s形成的涂层在浸泡3 d后,低频区域阻抗值大幅下降,且随浸泡时间的延长,阻抗值持续降低.在160 d腐蚀后,电荷转移电阻仍然比未经过处理的金属钽高1个数量级.结论 在磷酸盐电解液中,钽经PEO处理形成的陶瓷膜层具有较强的耐腐蚀性能,PEO处理可大幅度提高钽的耐腐蚀能力.     

电化学还原TiO2制备金属钛及反应过程的研究

采用熔盐电解法,在900℃熔盐CaCl2中以烧结TiO2为阴极,石墨棒为阳极制备出了金属钛.研究了不同温度下烧结阴极的形貌及其对电解反应的影响.结果表明：600℃下烧结4 h的阴极具有良好电化学反应性能;电解过程中脱氧速度不均匀;TiO2电极的还原是由外向内,由高价向低价再到金属分步进行的;电解还原过程电流效率低约为15%.阴极的孔隙大小和颗粒尺寸会影响电极的反应速度.     

高纯纳米氧化钽的制备

以自制高纯乙醇钽为原料，通过水解、干燥与煅烧生产粒度约35nm的高纯Ta2O5纳米粉。研究了水解过程中乙醇钽浓度、温度、加料时间对产品粒度的影响以及煅烧温度与时间对Ta2O5晶形的影响。选取水解最佳条件为：乙醇钽浓度1.0mol／L，水解温度50℃左右，加料时间约15min。加完后，搅拌5min，接着加入氨水溶液调节pH值到8～9，同时升温至80℃-85℃保温30min；煅烧温度800℃，时间2h。得到的Ta2O5产品粒度约35nm，纯度〉99．997％。     

金属锆的熔盐电脱氧制备

采用熔盐电脱氧法,在CaCl2熔盐中以烧结的ZrO2为阴极,石墨棒为阳极,温度为900℃,电压为3.1 V,制备出了金属锆.借助SEM和XRD研究了阴极的形貌及其对电解反应的影响,初步探讨了电脱氧反应的机理.结果表明,电解过程中脱氧速度不均匀,ZrO2电极的还原是由外向内,由高价向低价再到金属而分步进行的.电解10 h后,金属锆含量为93%(质量分数,下同),由于金属中存在固溶氧,即使延长电解时间,氧也不能完全脱除.