T91耐热钢在KCl·NaCl熔盐体系中的腐蚀电化学行为

为了提高生物质电厂锅炉过热器的耐熔盐腐蚀性能,采用电化学方法研究了T91耐热钢在不同温度KCl·Na Cl熔盐中的腐蚀行为。采用扫描电镜及X射线衍射仪分析腐蚀形貌及腐蚀产物物相组成,研究了温度对T91耐热钢熔盐热腐蚀性能的影响。结果表明:腐蚀初期,T91耐热钢腐蚀较快,其腐蚀电化学阻抗谱呈典型的受氧化剂粒子扩散控制的特征;随着腐蚀的进行,T91耐热钢表面逐渐形成了Fe Cr2O4晶尖石型氧化膜,腐蚀速率显著降低;腐蚀后期电化学反应速度主要受金属腐蚀荷电粒子在氧化膜中的迁移速率控制;随着腐蚀温度的升高,T91耐热钢的自腐蚀电流密度逐渐增加,其耐腐蚀性能减弱;根据Arrhenius公式计算得出T91在KCl·Na Cl熔盐体中的腐蚀反应活化能为33.235 k J/mol。

NaCl-KCl熔盐中Mg2+的电化学行为及Mg-Ni合金电解制备

在700℃NaCl-KCl共融盐中,系统研究了W、Ni电极上Mg2+的电化学行为及Mg-Ni合金的形成机理。结果表明:Mg2+在W电极上还原为金属Mg是一步得到2个电子的反应,低扫描速率下该反应是受扩散控制的准可逆过程,扩散系数约为3.3×10^(-5)cm^(2)/s;且金属Mg的电沉积过程遵循连续成核模式。而Mg在Ni电极上可发生欠电位沉积,形成Mg-Ni合金。根据两相共存态下Mg-Ni金属间化合物的平衡电位,计算得到了Mg-Ni合金中Mg的相对偏摩尔吉布斯自由能与活度,以及不同Mg-Ni金属间化合物的标准摩尔生成吉布斯自由能等热力学参数。在NaCl-KCl-1.5%MgCl2熔盐体系中,于-2.0V进行恒电位电解8h制得了Mg-Ni合金。XRD和SEM-EDS分析结果表明,合金产物主相为Mg2Ni,并含有MgNi2相,表明在NaCl-KCl-MgCl2熔盐体系中以Ni为自耗阴极可制得Mg-Ni合金。

KCl-NaCl-NaF-(SiO_2)熔盐体系初晶温度的研究

采用差热分析法测定KCl-NaCl-NaF-(SiO2)体系的初晶温度,根据测定的数据得出了KCl-NaCl-NaF-(SiO2)熔盐体系初晶温度的回归方程,分析了组元NaF对KCl-NaCl-NaF-(SiO2)体系初晶温度的影响。结果表明:KCl-NaCl-NaF-(SiO2)体系初晶温度随着组元NaF摩尔含量的增加而增大,同时通过对熔盐的X射线衍射分析及各物质间反应的热力学分析,表明SiO2对KCl-NaCl-NaF体系初晶温度影响很小。

NaCl-KCl-NaF-(SiO2)熔盐体系密度

用阿基米德法测定了NaCl-KCl-NaF-(SiO2)熔盐体系的密度,结果表明:体系的密度与温度呈良好的线性关系,且随温度的升高而降低;当NaCl含量不变时,用KCl逐步代替NaF时体系的密度逐渐减小;当KCl含量不变时,用NaCl逐步代替NaF时,体系的密度与NaCl含量呈倒抛物线关系;体系在XNaCl∶XKCl=1∶1时,随NaF含量的增加,体系密度逐渐增大。

NaCl-KCl-NaF-SiO_2熔盐体系电导率的研究

采用平行四电极法研究了温度及组元含量对KCl-NaCl-NaF-SiO2熔盐体系电导率的影响。结果表明:该体系的电导率与温度有良好的线性关系;用KCl逐步代替NaF时,体系的电导率先逐渐减小达到最低值,之后随KCl含量增加又逐渐增大;NaCl逐步代替NaF时,体系的电导率先减小到最低值,之后随NaCl含量增加又逐渐增大;在n(NaCl)∶n(KCl)=1时,随NaF含量增加,体系电导率先逐步减小到最低值,之后随NaF含量增加又逐渐增大。

KCl-NaCl-NaF-SiO_2熔盐体系中硅离子的还原机理研究

在KCl-NaCl-NaF-SiO2熔盐体系中,以铂丝为参比电极、研究电极,高纯石墨坩埚为辅助电极,采用循环伏安法和计时电位法对硅离子的还原机理进行了研究,结果表明此电化学反应为扩散控制的不可逆电极过程;求得硅离子在熔盐中的扩散系数D=1.33×10-3cm2/s(CSi4+=1.21×10-4mol/cm3,T=1 073 K)。

NaF—NaCl和KF—KCl熔盐系统的分子动力学模拟

用分子动力学模拟方法研究了NaF—NaCl和KF—KCl熔盐系在氯化物一端1000℃的混杂过程.模拟表明该过程是一弱放热过程,与现有实验数据相符,同时利用偏径向分布函数的差别初步解释了模拟结果,分析偏径向分布函数图,观察到混合系统的Cl-—Cl-的第一峰分裂成双峰.

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。

在NaCl-KCl熔盐中合成BaTiO_(3)时体系电导率的变化

用交流阻抗谱法测量了771℃时共晶成分的NaCl KCl熔盐中加入TiO2和BaCO3时体系电导率的变化,准确给出了771℃时共晶成分NaCl KCl熔盐的电导率为1 868Ω-1cm-1,确认了在NaCl KCl熔盐中,TiO2与BaCO3反应生成BaTiO3时熔盐不参与反应·实验数据表明,771℃时TiO2与BaCO3在共晶成分的NaCl KCl熔盐中的溶解过程可在10min达到平衡·

NaCl-KCl-NaF-SiO_2熔盐体系表面张力的研究

采用拉筒法研究了温度及组分对KCl-NaCl-NaF-SiO_2熔盐体系表面张力的影响。结果表明:熔盐体系的表面张力与温度具有良好的线性关系,在740～900℃范围内,随着温度的升高体系的表面张力降低;KCl逐步代替NaF时体系的表面张力先逐步减小达到最低值,之后随着KCl含量的增加又逐渐增大;用NaCl逐步代替NaF时,体系的表面张力先逐步减小达到最低值,之后随着NaCl含量的增加又逐渐增大;NaCl与KCl的摩尔比为1时,随着NaF含量的增加,体系的表面张力逐渐增大。

KCl-NaCl-NaF-SiO_2熔盐体系中硅离子的结晶机理

在KCl-NaCl-NaF-SiO2熔盐体系中,以铂丝为参比电极、研究电极,高纯石墨坩埚为辅助电极,采用循环伏安法和计时电流法对硅离子的结晶机理进行了研究。结果表明:该体系中硅的电结晶过程符合扩散步骤控制的半球形三维晶核连续长大成核机理;增大过电位可使晶核密度增加,有利于获得较好的沉积硅层。

NaCl-KCl-MgCl2熔盐中的CaF2溶解行为及其对液镁汇集的影响

采用XRD、气冷阴极等手段对CaF_2在NaCl-KCl-MgCl_2电解质体系中的溶解行为及其对液镁汇集状况进行研究。研究表明,CaF_2在NaCl-KCl-MgCl_2熔盐溶解行为表现为CaF_2与MgCl_2反应生成CaCl_2和MgF_2,且随着CaF_2含量的添加,体系氟离子和钙离子浓度逐渐升高,但氟离子增加量相当较慢;CaF_2对液镁汇集的影响表现为与电解质中的MgO结合生成Mg_2OFCl和Mg_2OF_2,降低MgO对液镁汇集的影响,镁在阴极呈现大颗粒的片状结构;随着CaF_2添加量的增加,NaCl-KCl-MgCl_2熔盐体系表面张力逐渐降低,主要受反应产物CaCl_2生成的影响。

NdCl_(3)-KCl·NaCl-NaF和NdCl_(3)-KCl NaCl-CaF_(2)熔盐体系部分熔度图

稀土卤化物,尤其是应用广泛的氯化物容易吸湿水解,给熔盐性质的研究带来极大的困难。过去研究含氯化钕的熔盐体系性质时,多采用予先脱水的方法制样,不但工作量大,而且样品在转移过程中很难避免水分和氧气的影响。

NaCl-KCl-NaF-SiO_2熔盐体系电沉积渗硅的研究

在KCl-NaCl-NaF-（SiO2）熔盐体系中,以钼为基体,以电沉积法得到的硅为硅源,在电沉积硅的同时进行渗硅,成功制备了Mo-MoSi2梯度材料。考察了电沉积给电方式、电流密度、温度、时间和脉冲形式对沉积扩散层表面形貌、相结构、断面厚度以及硅含量分布的影响。结果表明,脉冲给电比直流给电的沉积效果好。合适的脉冲沉积参数为：电流密度750-1 000A/cm2、温度800-850℃、t1/t2=0.7-1.5、沉积时间120-180min。

LiF-KCl-KBr系和KF-NaCl-NaBr系熔盐相图研究

用目测变温法和X-射线相分析研究了LiF-KCl-KBr系和KF-NaCl-NaBr系熔盐相图.并在此基础上估算了熔盐溶液的正、负偏差情况,结合熔盐溶液的Monte Carlo法研究结果进行了讨论.

NaCl-KCl-NaF熔盐体系初晶温度与成分配比关系的研究

采用差热分析法测定不同配比NaCl-KCl-NaF熔盐体系的初晶温度,利用混料设计中的对称—单纯形设计法,经回归分析,建立了该体系初晶温度与各组分含量之间具有高度显著性的回归方程。结果表明,当NaCl、KCl和NaF摩尔分数分别为0.45、0.45、0.10时,该体系的初晶温度最低。

NaCl-KCl共熔盐中Zn^(2+)的电化学还原机理

为了开发高效、环境友好型冶金粉尘中锌回收技术,提出一种将选择性氯化和熔盐电解相结合的工艺。首先,通过热力学论证上述处理工艺的理论可行性。然后,采用多种暂态电化学测试方法研究973 K时NaCl-KCl共熔盐中Zn^(2+)在钨电极上的电化学行为。结果表明,Zn^(2+)的还原过程是一步转移2个电子的反应,起始还原电位为-0.74 V(vs Ag/AgCl);且为受扩散控制的准可逆过程,计算得到Zn^(2+)的扩散系数为10^(-5)cm^(2)/s数量级。最后,在NaCl-KCl-ZnCl_(2)熔盐中于-1.6 V(vs Ag/AgCl)进行恒电位电解,电解9.5 h后获得银白色类球状金属颗粒,经分析证实为金属Zn。本研究表明,在NaCl-KCl共熔盐中直接电解ZnCl_(2)提取金属锌是可行的,为冶金粉尘中锌的高效回收提供了有益的理论参考。

KCl-NaCl等摩尔熔盐体系电解CeCl_3制备金属铈

KCl-NaCl等摩尔熔盐体系是常见的高温熔盐体系。相比于LiCl-KCl共晶盐体系,KCl-NaCl等摩尔熔盐体系允许的操作温度更高,从而可以将金属转变为液态,以便收集。本文在850℃条件下电解CeCl_3-KCL-NaCl熔盐,以99.3%的产率制备了金属铈。金属铈在坩埚底部直接获得并与熔盐快速脱模,经ICP-AES分析金属的纯度大于99.17%,EDS分析金属纯度大于99.9%。实验建立了电解过程化学模型,解释了电解效率关于电流大小的变化趋势,电流效率最高时使用的电流为3 A(电流密度为0.6821 A/cm^2)。电解过程使用搅拌桨将导致液态金属铈过度分散而无法收集。

氧化对熔融NaCl-KCl-K_(2)TiF_(6)体系离子结构的影响

NaCl-KCl-K_(2)TiF_(6)体系是熔盐电解制备金属钛及其合金的常用电解质体系,熔盐的离子结构与其物理化学性质及电极反应机理密切相关,然而熔融K_(2)TiF_(6)在空气中会氧化从而影响其离子结构。本文通过Raman光谱法和量子化学计算探究了空气氧化对不同K_(2)TiF_(6)含量NaCl-KCl-K_(2)TiF_(6)熔盐离子结构的影响。结果表明:空气中,熔融状态下NaCl-KCl-K_(2)TiF_(6)体系中的TiF_(2)^(6-)被氧化为TiOF_(3)^(-)和TiO_(4)F_(2)^(6-),二者所属空间点群为C1和D4h点群,二者的主Raman特征峰分别位于940和320 cm^(−1)处;随着体系中K_(2)TiF_(6)含量的增加,熔盐中TiOF_(3)_(-)的相对含量增加,TiO_(4)F_(2)^(6-)的含量相对减少。

熔盐电解制备Mg-Ce中间合金电化学过程研究

通过循环伏安法(CV)、方波伏安法(SWV)和开路计时电位法(OCP)研究了温度为973 K时KCl-NaCl-CeCl_(3)-MgCl_(2)四元熔盐体系中Mg(Ⅱ)和Ce(Ⅲ)在钨电极上的电化学行为以及合金化过程。根据电化学分析的结果,以钨丝为工作电极,石墨棒为辅助电极,于-2.1 V(vs.Ag AgCl)恒电位电解12 h制取Mg-Ce合金。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)对电解所得合金的组成以及元素分布进行表征,结果表明合金的基底相为Mg_(17)Ce_(2),第二相为Mg_(3) Ce。