Способ количественного определения реакционной емкости расплава галогенидов щелочных металлов

ОЮЗ СОВЕТСНИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИК 02 8 А П 4 С 01 М 5/04 ОСУДАРСТВЕННЫПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ П(НТ СССР НОМОТЕТОТНРЫТИЯМ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ к ионн вани в гало сво сста А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ 1(71) Кировский политехнический институт(56) Смирнов М.В. и др. Электронные переходы между частицами в нестехиометрических ионных расплавах. - Электрохимия, 1977, т. Х 111, вып. 5, с. 754-758.(54) СПОСОБ КОЛИЧЕСТВЕННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕАКЦИОННОЙ ЕМКОСТИ РАСПЛАВА ГАЛОГЕНИДОВ ЩЕЛОЧНЫХ МЕТАЛЛОВ (57) Изобретение относится к высокотемпературной электрохимии расплавленных солей и Может быть использовано при исследовании реакционных свойств расплавов галогенидов щелочИзобретение относится к высокотемпературной электрохимии расплав ленных солей и может быть испольэо вано при исследо и реа ц ыхйств,расплаво генидов щелочных металлов.Целью изобретения является обеспечение возможности исследования рас плавов путем количественной оценки их реакционной емкости.Способ заключается в том, что в расплав галогенидов щелочных металлов при заданной температуре вводят химически активный металл и выдерживают в течение времени, достаточного для установления стационарного состояния, когда окислительно-во ных металлов по отношению к различным металлам, применяемым в качественасыщающих их элементов. Способ заключается в определении массовой концентрации перешедшего в расплав химически активного металла. Для этогометалл вводят в расплав и выдерживают в течение времени, достаточного дляустановления стационарного состоянияметалла с расплавом. После извлеченияоСтатка металла в расплаве поочередно выдерживают не менее двух подложекиз металла, способного образовыватьсплав с введенным в расплав металломи имеющего более электроположительный по сравнению с ним потенциал,определяют суммарный привес подложеки рассчитывают массовую концентрациюперешедшего в сплав металла и по ней -реакционную емкость расплава. новительный потенциал среды (расплава) становится равным электродному потенциалу металла. Такой солевой расплав, выдержанный до установления стационарного состояния, близкого к равновесномУ с металлом, приобретает восстановительную способность этого металлаОн может вступать в химические реакции, давая те же продукты, которые образуются при непосредственном взаимодействии с металлом, например, при погружении в расплав второго более электроположительного металла, образовывать с ним поверхностный диффузионный сплав.После извлечения из расплава ос,татка металла в расплаве поочередЭО пусканием через сосуды с хлоридомкальция и гидроксидом калия, и нагретую до 1100 К циркониевую струж 55ку. Ячейку нагревают до 850 К. Вточке аргона в расплаве вводят лантан массой 35,01 г с площадью поверхности 29 см и вьдерживают его Э 1502983 но выдерживают не менее двух подложек из металла, способного образовывать сплав с введенным в расплав металлом и имеющего более электро 5 положительный по сравнению с металлом потенциал. Далее определяют привес каждой подложки и после прекращения изменения весаподложек определяют их суммарный привес. 10По привесу металла-подложки определяют количество восстановившегосяоиз расплава металла К . Тем самым экспериментально определяют, насколько уменьшилось в расплаве колиффчество ионов К в результате их восстановления на металле-подложке, т.е. привес на металле-подложке показывает, на какую величину изменилась масса растворенного в расплаве активно го металла. Следовательно, по экспериментально определяемой величине К (количество восстановившегося металла и перешедшего в сплав с подложкой) можно рассчитать мольнодолевую кон центрацию ионов активного металла С +, участвовавших в сплавообразовании, и реакционную емкость расплава по формулемС = С,игде С - реакционная емкости расмплава;С - мольнодолевая концентрацияКУЗАФионов металла в Расплаве,перешедших в сплав с металлом-подложкой,и - степень окисления.П р и м е р 1. В тигель из стеклоуГлерода заГружают эвтектику хло 40 ридов лития и калия массой 50 г,пред" варительно переплавленных и очищенных путем барботирования через расплав хлорида водорода с последующей ОтГОнкой еГО под вакуумом, ТиГель пО мещают в ячейку из кварца, ячейку герметиэируют, воздух иэ нее откачивают. ЯЧейку помещают в печь и нагревают до температуры плавления, продолжая откачку. После расплавления соли в ячейку подают аргон, очищен 50 ный от следов влаги и кислорода про С" С4 Сц Мксе Ъа сЕ где С" амольнодолевая концентрация лантана, перешедшего .в сплав иэ расплава;массовая процентная концентрация лантана, перешедшего в сплав из.расплава, равная отношениюсуммарного привеса металлаподложки к общей массерасплава,атомная масса лантана,массовая процентная концентрация хлорида лития врасплаве;массовая процентная концентрация хлорида калия врасплаве;массовая процентная концентрация хлорида лантананаходящегося в расплавеи не участвующего в реакции сплавообразования; СвсЕ С а. С 6 4в контакте с расплавом 4 ч (время установления стационарного потенциала лантана в эвтектике хлоридов лития и калия не превышает 2 ч). После вьдержки лантан отмывают от солей под струей воды, промывают в спирте, сушат и взвешивают. Масса лантана после выдержки в расплаве 32,36 г. В расплав вводят никель (металл-подложку). Образец никеля имеет площадь Б = 1 см, массу ш0,530 г. Образец вращают, перемешивая расплав в течение 1 ч, затем образец извлекают в токе аргона и вводят новый образец никеля (8 "1 см, тп = 0,4900 г), Проводят перемешивание расплава в течение 1 ч и извлекают второй образец никеля. Образцы отмывают в потоке воды от остатков солей, промывают спиртом, сушат и взвешивают. Масса первого никелевого образца после вьдержки в расплаве 0,5648 г, второго 0,4901 г. Масса лантана, перешедшего в сплав, 0,0348 г.( .35 мг). Масса лантана, перешедшего в расплав, 2,64 г. Мольнодолевая концентрация ионов лантана, участвовавших в сплавообраэованиифМ С.Аа 1 КС С СЛ83 Формула изобретения Составитель С.Зуев Редактор Н.Рогулич Техред Л.Олийнык Корректор Т,ПалийЗаказ 5078/53 Тираж 789 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 10 5 15029Г - мольная масса хнорида ли,сетия;1 - мольная масса хлорида какселия;М - мольная масса хлорида лан 5с,се,тана,Реакционная емкость расплавамольнодолевая концентрация сольватированных электронов (е), участвовав Оших в восстановлении активного металла на подложке в процессе сплавообраэования, определяется по формулемС = С 3е Са 15и -4и составляет С = 8,18 10П р и м е р 2. Определение реакционной емкости осуществляют по способу, описанному в примере 1, ио температура расплава составляет 900 К. 20иРеакционная емкость расплава С9,32 10.П р и м е р 3. Определение реакционной емкости осуществляют по способу, описанному в примере 1, но температура расплава составляет 950 К.Реакционная емкость С" = 1,27 10 ,П р и м е р 4. Определение реакционной емкости осуществляют по способу, описанному в примере 3, но 30вместо лантана вводят диспрозий. Реакционная емкость С = 2,79 10 з .Использование предлагаемого способа определения реакционной емкостирасплавов галогенидов щелочных металлов позволяет получить количест 35венные характеристики взаимодействияразличных металлов с расплавами иреакционно-способных расплавов с реагентами, что в свою очередь, поэволяет целенаправленно подбирать соотношение металлической и солевой фазв ваннах для диффузионного насыщения,используемых в практике химико-термической обработки изделий иэ металлови сплавов. Получение количественныххарактеристик реакционной емкостирасплава позволяет углубить теоретические представления о механизме бестокового переноса металла в расплав-.ленных солевых электролитах. Способ количественного определения реакционной емкости расплава галогенидов щелочных металлов, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью обеспечения возможности исследования расплавов путем количественной оценки их реакционной емкости, в расплав при заданной температуре вводят химически активный металл, выдерживают в течение времени, достаточного для установления стационарного состояния металла с расплавом, после чего остаток металла извлекают из расплава и поочередно выдерживают в расплаве не менее двух подложек из металла, способного образовывать сплав с введенным в расплав металлом и имеющего более электроположительный по сравнению с ним потенциал, определяют привес каждой подложки, после прекращения изменения массы подложек определяют их суммарный привес, рассчитывают массовую концентрацию перешедшего в сплав металла и по ней - реакционную емкость расплава.