Спооб получения сплавов электролизом

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 11) 533677 Союз Советских Социалистических Республик(51) М. 1(л,а С 25 С Государственныи комит 3) Приоритет Совета Министров СССло делам изобретении открытий Оы бл 30.10.76. Бюллетень Ло 10 53) УДК 669.29.4 088.8)нова ковання описания 09.12.7 Лата опуол 72) Авторы изобретения В. Волейник, В. Г бицкий и А, С, Иванченк сесоюзный научно-исследовательский и проектный институт титан(71) Заявител 54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СПЛАВОВ ЭЛЕ 1(ТРОЛИЗ Изобретение относится к области металлургии цветных металлов, в частности к получению покрытий из сплавов или порошков сплавов методом электролиза с растворимым анодом.Известен способ получения сплавов металлов электролизом в расплавленных средах с растворимым анодом 11.Известен способ получения сплавов электролизом с растворимыми анодами в перфорированных контейнерах 12.Недостатком способа является то, что анод-. ное растворение компонентов протекает при разных потенциалах. Это, в свою очередь, предопределяет неравновесность смеси ионов в электролите и протекание вторичной реакции восстановления ионов электроположительных металлов ионами низшей валентности электроотрицательных металлов, образование взвеси электроположительного металла в электролите. Сблизить потенциалы анодов при таком способе мо)кно только уменьшением тока в цепи электроположительного анода, т. е. резко уменьшить анодный выход этого компонента сплава и обеднить им сплав накатоде,Стабильно вести процесс можно лишь при анодном растворении близких по электрохимическим свойствам металлов со стандартными электрохимическими потенциалами, отличаюс)щпмися не более чем на 0,3 В (титан) и цирконий, ванадий и ром н т. п.).Целью изобретения является получениесплавов металлов с отличающимся более чем5 на 0,3 В стадартым электронмнческп потенциалом, увеличение анодного выода по токуэлектрополо.кительныкомпонентов сплава, исключение вторичных реакции восстановления иОнОВ электроположнте;ьых металлоВ 1) в электролите.Это достигается тем, что процесс ведут путем подключения всеанодов к одному источнику тока при одинаковывнешниэлектрических сопротивлениях анодов, при поддержаГб ниц степени перфорации контейнера наиболееэлектроотрицательного анода 1 - 25%, катод 11 ой плотности тока 0,3 - 5,0 А/см-с плотности тока на наиболее электроотрицательном аноде 1 - 30 А/сз-, плотности тока на остальны 20 нодах 0,05 - 0,5 А/см-".Сущность способа заключается в том, чтопроцесс растворения всех анодов ведут прп одном потенциале, но близком к потенциалу растворения электроположптельныкомпонен тов. Это условие соблюдается пр:1 подключении всеанодов к одному источнику тока через одинаковые сопротивления. Электроотрнцательпый анод помещают в контейнер с низкой степенью перфорации 1,1 - 25/, про 39 тив обычной 50 - 80%) и растворяют прпФор мул а изобретения 20 25 30 35 40 45 50 Составитель Г, МельниковаРедактор Е. Шепелева Техред В. Рыбакова Корректор Т. Гревцова Заказ 2358/14 Изд.1744 Тираж 1068 Подписное Е 1 НИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Типография, пр. Сапунова, 2 высокой плогпостп тока (1 - 30 А/смз в расчете на площадь перфорации), При таких условиях диффузионные затруднения и протекание реакции окисления ионов электроотрицательного металла на поверхности каналов перфорации контейнера позволяют изменять потенциал электрода в очень широких пределах, сближая его с потенциалом растворения различных электроположительных металлов с изменением степени перфорации и плотности тока в указанных пределах. При этом электро- положительные металлы, подключенные к тому же источнику питания, растворяются совместно с электроотрицательным при одном потенциале с образованием равновесной смеси ионов в электролите.Увеличение доли тока, приходящейся на растворение электроположительного металла, осуществляют уменьшением степени перфорации контейнера с электроотрицательным металлом с увеличением плотности тока на этом электроде, Электроположительные металлы помещают в контейнеры с обычной степенью перфорации (50 - 80 о/о) и растворяют при плотности тока 0,05 - 0,5 А/см.Экспериментально установлено, что, например, в расплаве МаС 1 - КС 1 при 750 С для титанового анода в графитовом контейнере при степени перфорации 25% и плотности тока 1,0 А/см потенциал составляет - 1,8 В (близок к потенциалу растворения ванадия), при перфорации 3,1 о/о и плотности тока 2,5 А/см потенциал равен - 1,13 В (близок к потенциалу растворения никеля), при перфорации 1,0% и плотности тока 30 А/см потенциал анода равен - 0,73 В (близок к потенциалу растворения вольфрама и молибдена). Стандартные потенциалы указанных металлов отличаются па 0,35 - 1,4 В,Для лучшего выделения сплава на катоде в электролит вводят 0,5 - 10% солей осаждаемых металлов и ведут процесс при катодной плотности тока 0,3 - 5,0 Л,см.П р и м е р, В ячейке из кварцевого стекла вели электролиз в расплаве КС - КаС 1 - 2% Т 1 С 1 з при 800 С, Графитовый анодный контейнер с металлическим титаном имел степень перфорации 3,3%, контейнер с молибденом - 65% . Плотность тока на титановом аноде - 1,1 А/см-, на молибденовом - 0,08 А/см, на катоде - 0,7 А/см. Прп силе тока электролиза 0,4 Л чсрсз 5 ч убыль веса титана составила,25 г, молибдена - 0,715 г. В кгтодном осадке 15,2% молибдена. При силе тока электролиза 1,0 А, продолжительности 2 ч, степени перфорации 1,45 о/о, плотности тока на титановом аноде 6,3 А/смз, на молибденовом - 0,2 А/см, на катоде 0,9 А/смубыль весатитана составила 0,66 г, молибдена 1,27 г, содержание молибдена в катодном осадке - 41,8%. Взвеси металлического молибдена в расплаве не обнаружено.Таким образом, предлагаемый способ позволяет получить электролизом сплавы металлов со стандартными электрохимическими потенциалами, отличающимися более чем на 0,3 В (в примере - на 1,2 В), с высоким анодным выходом по току электроположительного металла, без вторичных реакций в электролите. Способ получения сплавов электролизом в расплавленных средах с растворимыми анодами в перфорированных контейнерах, отл ич а ю щ и й с я тем, что, с целью получения сплавов металлов с отличающимся более чем на 0,3 В стандартным электрохимнческим потенциалом, увеличения анодного выхода по току электроположительных компонентов сплава и исключения вторичных реакций восстановления ионов электроположительных металлов в электролите ионами низшей валентности электроотрицательных металлов, процесс ведут путем подключения всех анодов к одному источнику тока при одинаковых внешних электрических сопротивлениях анодов, при поддержании степени перфорации контейнера наиболее электроотрицательного анода 1 - 25/о, катодной плотности тока 0,3 - 0,5 А/см-, плотности тока на наиболееэлектроотрнцатсльном аноде 1 - 30 А/сьев, плотности тока па остальных анодах 0,050,5 А/см,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Электролитическое рафинирование титана в расплавленных средах под ред. В. Г. Гопиенко и др., Металлургия, 1972, стр. 39.2. Сучков А. Б. Электролитическое рафинирование в расплавленных средах, Металлургия, 1970, стр. 125 - 126.