在尿素熔体-NaBr-KBr中Nd-Co, Tb-Co和Yb-Co的电沉积(英文)

稀土－钴合金因其具有磁性和磁光性等功能而为人们所关注．在有机溶剂电解液中，报道过的稀土－钴合金的电镀只有电镀Gd－Co和Sin－Co膜．在我们从尿素－金属氯化物熔体中获得La－Co电沉积物以前，未见在低温熔体中电沉积稀土－钴合金的研究报道．尿素（79mol％）－NaBr（19．5mol％）－KBr（1.5mol％）的熔点为51℃，可在100℃左右作为本底熔体，用于电解，本文研究在100℃的尿素－NaBr－KBr熔体中钴分别与钛、铽、镱的电解共沉积.测定循环伏安曲线获知Co2＋还原为Co是一步不可逆过程，加入NaOAc使Co的析出电位负移，因而可能有细化沉积物晶粒的作用．NaOAc的加入量较大时，还可使体系的熔点降低，Nd3＋、Tb3＋、Yb3＋还原为金属的电位很负，因此不能单独析出．但熔体中存在Co2＋时，却可诱导这几个稀土与钴共沉积，电解结果表明沉积物中Nd、Tb、Yb的含量随电位向负方移动而增加．在熔体中含有NaOAc，阴极电位为－1．0V时，电沉积的Nd－Co中含54．86wt％Nd，Tb－Co中含60．06wt％Tb，Yb－Co中含31．53wt％Yb．当熔体不含NaOAc时，稀土－钴沉积物的稀土含量增加．例如阴极电位为－1．0V在无NaOAc熔体中沉积的Yb－Co含Yb增加到55．04wt％．上述结果未见文献报道．

尿素熔体中镧钴电解共沉积的研究

采用循环伏安曲线、电子探针、Ｘ射线衍射法，研究了尿素－ＮａＣｌ－ＮａＡｃ－ＣｏＣｌ２－ＬａＣｌ３熔体中镧钴电解共沉积。阴极电位、电流密度、熔体中Ｌａ３＋／Ｃｏ２＋摩尔比以及电极基体均影响沉积物中的含镧量。沉积物由Ｃｏ和Ｌａ组成，两者并未形成金属间化合物。

ZnCl＿2－尿素熔体的电化学研究

研究了温度、浓度对ＺｎＣｌ２－尿素熔体电导的影响，ＺｎＣｌ２－ＮａＣｌ－尿素熔体的电导率（１２５℃）可达３０ｍｓ·ｃｍ－１以上．用循环伏安曲线、恒电位电解及断电后的电位－时间曲线，研究尿素熔体中Ｚｎ２＋的电还原和锌在钛、铜电极上的电沉积．Ｚｎ２＋的电还原为一步可逆过程，锌沉积在铜电极上会形成ＣｕＺｎ５合金．Ｚｎ２＋在熔体中扩散系数为１．３×１０－６ｃｍ２·ｓ－１（１２５℃）

酰胺-尿素-NaBr熔体中电沉积Tb-Co合金的研究

在353K的乙酰胺 尿素 NaBr熔体中,Co(Ⅱ)一步不可逆还原为金属Co,测得α为0.23和D0为1.25×10-6cm2·s-1;Tb(Ⅲ)不能单独还原为Tb,但是可以被Co2+诱导而共沉积。由恒电位电解法得到非晶态的Tb Co合金;Tb的含量随阴极电位的负移、Tb3+ Co2+摩尔比增大及电解时间延长而增大,Tb的最大含量可达83.91wt%。Tb Co合金膜经高温晶化后用X射线衍射分析其组成为(TbCo3)12R。

乙酰胺-尿素-NaBr熔体中Gd-Co合金膜的电沉积研究

利用循环伏安法和恒电位电解法探讨了 3 5 3K时乙酰胺 尿素 (2 6.7% ,质量分数 ) NaBr(12 .0 % ,质量分数 )熔体体系中Gd Co合金膜的电化学制备。研究了沉积时的电流密度、时间、温度以及Gd(Ⅲ ) /Co(Ⅱ )浓度比对沉积膜质量的影响。结果表明 ,在乙酰胺 尿素 (2 6.7% ) NaBr(12 .0 % )熔体中 ,控制恰当的体系组成和沉积条件 ,均可得到表面均匀、附着力强、有金属光泽的灰黑色非晶态Gd Co合金膜 ,其中Gd的质量分数可达 4.92 %～ 85 .89% ,所得到的沉积膜通过SEM ,EDS和XRD进行了分析。

乙酰胺-尿素-NaBr熔体中Gd-Ni合金的电化学制备

熔盐电解法制取稀土合金功能材料具有低成本等优点.本文选取353 K的乙酰胺-尿素-NaB r熔体,应用循环伏安法研究镍于该熔体(含0.063 mol.L-3N iC l2)、Pt、Cu电极上的还原.实验表明,N i(Ⅱ)+2 eN i(0)是一步完全不可逆反应,测得在Pt上N i(Ⅱ)的传递系数α=0.28,扩散系数D0=4.63×10-5cm2.s-1,Cu上α=0.22,D0=6.05×10-7cm2.s-1.以Cu作基体,Gd(Ⅲ)于该熔体不能单独还原为Gd(0),但可以被N i(Ⅱ)诱导共沉积.由恒电位法电解得到的Gd-N i合金,Gd(0)的含量随电解电位、Gd(Ⅲ)/N i(Ⅱ)摩尔比及电解时间的变化而变化.控制电解电位为-0.75 V,Gd(Ⅲ)/N i(Ⅱ)摩尔比为1∶1,电解20 m in.所得合金膜是非晶态的.

在乙酰胺-尿素-NaBr-KBr熔体中电沉积纳米Zn-Sb合金

应用循环伏安法研究Zn(II)和Sb(III)在乙酰胺-尿素-NaB r-KB r熔体(343 K)中的电还原.实验表明,Zn(II)和Sb(III)各自还原为金属都是不可逆过程.Zn(II)+2 e→Zn和Sb(III)+3 e→Sb的传递系数分别为0.231和0.319,Zn(II)和Sb(III)在熔体中的扩散系数分别为1.70×10-6和3.21×10-6cm2.s-1.在乙酰胺-尿素-NaB r-KB r熔体中,调节沉积电位和ZnC l2∶SbC l3(摩尔浓度比),得到Zn含量从29.67%变化到97.34%(by at.ratio)的纳米Zn-Sb合金膜.扫描电镜观测Zn-Sb膜的形态,Zn-Sb沉积膜颗粒大小均匀,粒径在50 nm左右.

乙酰胺-尿素-NaBr熔体中Tb-Ni薄膜合金的制备

在 35 3K的乙酰胺_尿素_NaBr熔体中 ,Ni(Ⅱ )一步不可逆还原为Ni,测得α为 0 18和D为 1.44× 10 - 6cm2 ·s- 1 。Tb(Ⅲ )不能单独还原为Tb ,但是可以被Ni(Ⅱ )诱导共沉积。由恒电势电解法得到非晶态的Tb_Ni合金膜。铽的质量分数随着阴极电势的负移和Tb(Ⅲ ) Ni(Ⅱ )摩尔比增大而增大。铽的质量分数可达 84.32 %

乙酰胺-尿素-NaBr熔体中Dy-Co合金的电化学制备

在353 K的乙酰胺-尿素-NaBr熔体中,Co(Ⅱ)一步不可逆还原为金属Co,测得α=0.29和D0=6.28×10-5cm2.s-1,Dy(Ⅲ)不能单独还原为金属Dy,但可以被Co(Ⅱ)诱导而共沉积.由恒电位电解法得到非晶态的Dy-Co合金,Dy的含量随阴极电位的负移,Dy(Ⅲ)/Co(Ⅱ)摩尔比增大及电解时间延长而增大.Dy的最大含量可达93.94%.

乙酰胺-尿素-NaBr熔体中电沉积Tb-Mg-Ni合金的研究

在353 K的乙酰胺-尿素-NaBr熔体中,Ni(Ⅱ)一步不可逆还原为金属Ni,测得在Pt电极上α为0.21和D0为1.15×10-8cm2.s-1;Cu电极上α为0.18和D0为1.44×10-6cm2.s-1.Tb(Ⅲ)和Mg(Ⅱ)不能单独还原为Tb和Mg,但是可以被Ni(Ⅱ)诱导共沉积.由恒电位电解法得到非晶态的Tb-Mg-Ni合金膜.合金中Tb的含量随着阴极电势的负移先增大而后减小,随Tb(Ⅲ)/Ni(Ⅱ)摩尔比增大而增大,Tb的最大含量可达87.88%;Mg的含量随着阴极电势的负移而增大,最大可达12.78%,在Tb(Ⅲ)/Ni(Ⅱ))摩尔比为3.4/1,Mg(Ⅱ)/Ni(Ⅱ)摩尔比为8/1时,Mg/Ni原子比为2/1,符合Mg2Ni储氢合金的组成.

乙酰胺-尿素-NaBr熔体中Eu-Co合金的电化学制备

利用循环伏安法,研究证明在80℃的乙酰胺-尿素-NaBr熔体中,Co(Ⅱ)还原为金属Co是不可逆过程,Eu(Ⅲ)不能单独还原为Eu,但可以被Co(Ⅱ)诱导而共沉积。由恒电位电解法得到非晶态的Eu-Co合金,Eu的含量随阴极电位的负移,Eu(Ⅲ)/Co(Ⅱ)摩尔比增大及电解时间延长而增大。

乙酰胺-尿素-NaBr熔体中电沉积Mg-Co合金的研究

在353 K的乙酰胺-尿素-NaBr熔体中,Co(Ⅱ)一步不可逆还原为金属Co,测得Co(Ⅱ)在Pt电极上α为0.308和D0为2.58×10-7cm2.s-1;Co(Ⅱ)在Cu电极上α为0.25,D0为3.2×10-6cm2.s-1.Mg(Ⅱ)不能单独被还原为Mg,但是可以被Co(II)诱导共沉积.由恒电位电解法得到非晶态的Mg-Co合金膜,合金中Mg的含量随着阴极电位的负移和Mg(Ⅱ)/Co(Ⅱ)摩尔比增大而增大,镁的最大含量可达28.75 wt%.

乙酰胺-尿素-NaBr熔体中Ce-Sm-Co合金膜的电化学制备

应用循环曲线法研究了在353 K的乙酰胺-尿素-NaBr熔体中Co2+在Cu电极上的电化学行为,获知Co2+电还原为金属Co是一步不可逆过程,测得a=0.25和Do=3.24×10-6cm2.s-1;而Ce(Ⅲ)、Sm(Ⅲ)不能单独还原为Ce和Sm,但可以被Co(Ⅱ)诱导而共沉积;由恒电位电解法得到非晶态的Ce-Sm-Co合金膜,合金膜中Ce和Sm的含量随电位、时间和浓度的变化而变化。其合金膜中Sm的最高质量分数可以达到47.98%,Ce的最高质量分数可以达到47.32%。

乙酰胺-尿素-NaBr熔体中Ce^(3+)和Ni^(2+)的电化学行为及其诱导共沉积

在353K的乙酰胺-尿素-NaBr熔体中,Ni(Ⅱ)一步不可逆还原为金属Ni,测得在Pt电极上α为0.27,D0为4.65×10-5cm2.s-1.该条件下Ce(Ⅲ)不能单独还原为Ce,但可以被Ni(Ⅱ)诱导而共沉积.由恒电位电解法得到Ce-Ni合金,Ce的含量随阴极电位的负移,Ce(Ⅲ)/Ni(Ⅱ)摩尔比增大及电解时间延长而增大,最大可达32.76%.

乙酰胺-尿素-NaBr熔体中Nd-Co合金的电化学制备

在353 K的乙酰胺-尿素-NaBr熔体中,Co(Ⅱ)一步不可逆还原为金属Co,Nd(Ⅲ)不能单独还原为Nd,但可以被Co(Ⅱ)诱导而共沉积.由恒电位电解法得到非晶态的Nd-Co合金,Nd的含量随阴极电位的负移、Nd(Ⅲ)/Co(Ⅱ)摩尔比增大及电解时间延长而增大.

乙酰胺-尿素-NaBr熔体中电沉积Mg-Ni合金的研究

在353K的乙酰胺-尿素-NaBr熔体中,Ni(II)一步不可逆还原为金属Ni,测得α为0.212和D0为1.49×10-8cm2?s-1;Mg(II)不能单独被还原为Mg,但是可以被Ni(II)诱导共沉积。由恒电位电解法得到非晶态的Mg-Ni合金膜,合金中Mg的含量随着阴极电位的负移和n(Mg(II))/n(Ni(II))摩尔比增大而增大.镁的最大质量分数可达28.73wt%。

乙酰胺-尿素-NaBr熔体中Gd-Co-Ni薄膜合金的制备

在353K的乙酰胺-尿素-NaBr熔体中,Co(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)一步不可逆还原为相应的金属,测得它们的传递系数α分别为0.17和0.18,扩散系数D分别为0.27×10^(-6)cm^2·s^(-1)和0.25×10^(-6)·s^(-1)。Gd(Ⅲ)不能单独还原为Gd,但是可以与Co(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)两者或其中之一起诱导共沉积。由恒电位电解法得到非晶态Gd-Ni、Gd-Co-Ni合金薄膜,研究了合金中钆的含量与沉积电位、氯化钴浓度的浓度的关系。

乙酰胺-尿素-NaBr熔体中Nd-Ni合金的电化学制备

在353K的乙酰胺-尿素-NaBr熔体中,Ni(Ⅱ)一步不可逆还原为金属Ni,Nd(Ⅲ)不能单独还原为Nd,但可以被Ni(Ⅱ)诱导而共沉积.由恒电位电解法得到非晶态的Nd-Ni合金,Nd的含量随阴极电位的负移,Nd(Ⅲ)/Ni(Ⅱ)摩尔比增大及电解时间延长而增大.

乙酰胺-尿素-NaBr熔体中Sm-Co合金的电化学制备

利用循环伏安法,研究在353K的乙酰胺-尿素-NaBr熔体中,Co(Ⅱ)还原为金属Co是一步不可逆过程,Sm(Ⅲ)不能单独还原为Sm,但可以被Co(Ⅱ)诱导而共沉积.由恒电位电解法得到非晶态的Sm-Co合金,Sm的含量随阴极电位的负移,Sm(Ⅲ)/Co(Ⅱ)摩尔比增大而增大.

乙酰胺-尿素-NaBr熔体中Eu-Ni合金的电化学制备

利用循环伏安法,研究在353K的乙酰胺-尿素-NaBr熔体中,Ni(Ⅱ)一步不可逆还原为金属Ni,Eu(Ⅲ)不能单独还原为Eu,但可以被Ni(Ⅱ)诱导而共沉积.由恒电位电解法得到Eu-Ni合金,Eu的含量随阴极电位的负移,Eu(Ⅲ)/Ni(Ⅱ)摩尔比增大及电解时间延长而增大.