Висвітлено головні закономірності формування дисперсних металів електрохімічною цементацією й електрохімічним осадженням у водних розчинах і середовищі органічних розчинників. Описано морфологію дисперсних осадів і показано її залежність від основних чинників катодних процесів. Наведено методи електрохімічного формування субмікронних і нанорозмірних металевих частинок. Узагальнено дані наукової літератури та результати власних досліджень з електрохімії дисперсних металів.

Освещены главные закономерности формирования дисперсных металлов электрохимической цементацией и электрохимическим осаждением в водных растворах и среде органических растворителей. Описана морфология дисперсных осадков и показана ее зависимость от основных факторов катодных процессов. Приведены методы электрохимического формирования субмикронных и наноразмерных металлических частиц. Обобщены данные научной литературы и результаты собственных исследований по электрохимии дисперсных металлов.

На підставі хроновольтамперометричних досліджень установлено механізм процесів електровідновлення бору, силіцію та титану з комплексних хлоридно-фторидних розплавів на індиферентному електроді. Встановлено фазовий, елементний склад.

Исследовано электрохимическое поведение Pt в низкотемпературных расплавах на основе карбамида и ацетамида. Показано, что при электролизе карбамид-хлоридного расплава металл осаждается в виде гальванопокрытия макроструктуры. Электролиз расплавов на основе ацетамида позволяет получить платиновую чернь в виде мельчайших наноразмерных частичек либо в объеме расплава, либо на катоде в виде покрытия.

Среди многочисленных методов получения наночастиц меди наиболее приемлемым и простым является электролитическое осаждение. В качестве электролита использован подкисленный водный раствор сульфата меди с необходимыми добавками. В условиях варьирования напряжения постоянного тока на катоде был осажден пористый слой медных частиц. Их характеризация проведена методами рентгеновской дифрактометрии и спектрометрического анализа. Морфология поверхности Cu-наночастиц исследована методами растровой и просвечивающей электронной микроскопии.

Висвітлено проблему інтенсифікації електролітичного рафінування відходів титану та його сплавів у титанвмісних розплавах. Визначено недоліки відомих процесів рафінування відходів титанових сплавів, зокрема, низьку тривалість циклового процесу, малу продуктивність і підвищений вміст домішок у катодному металі. Запропоновано інтенсифікувати процес рафінування за рахунок вторинних окисно-відновних реакцій, що відбуваються на неполярізованій поверхні рафінованого матеріалу та вуглецовому аноді. Встановлено, що окиснення іонів двовалентного титану відбувається за анодної щільності у 4 - 5 разів більшій, ніж у разі електролізу з подачею струму на рафінований матеріал. Доведено, що швидкість розчинення титанових сплавів залежить від середньої валентності, масової частки іонів титану та температури розплаву. Розкрито можливість інтенсифікації електролітичного рафінування за рахунок збільшення щільності струму на допоміжних анодах і використання вторинних окисно-відновних реакцій. Показано, що циклова тривалість процесу рафінування може бути збільшена втричі. Наведено інформацію про результати випробувань одержаного катодного металу у процесі виплавки зливків промислових сплавів і у виробництві конструкційних виробів методами порошкової металургії.

Рассмотрена возможность получения медного электролитического порошка с размером частиц менее 10 мкм, с высоким содержанием в нем частиц наноразмеров. С этой целью исследовано влияние концентрации основных компонентов сернокислого электролита и функциональных добавок на размер и морфологию частиц медного электролитического порошка.

На основании модели роста дендритного осадка при гальваностатическом электролизе разработана методика анализа динамики его формирования в лабораторных условиях. Запись во времени катодного перенапряжения и видеоизображения стержневого электрода позволили установить, что дендриты меди из раствора, отвечающего условиям производства порошка марки GG с добавкой поверхностно-активных веществ (ПАВ) Ф2, формируются при меньшей плотности размещения вершин на фронте роста по сравнению с раствором без добавки. Это способствует большей текучести готового порошка. В то же время, из раствора с добавкой ПАВ Ф2 образуются дендриты с большим радиусом вершин по сравнению с осадком из чистого раствора. При этом продолжительность активного развития дендритного осадка до сброса перенапряжения и наступления "заковывания" заметно возрастает в присутствии ПАВ Ф2, что способствует повышению выхода готовой продукции и снижению выхода катодного скрапа. Результаты лабораторного эксперимента подтверждены в промышленном производстве: при электролизе в присутствии добавки ПАВ Ф2 повысилась текучесть порошка и снизился выход катодного скрапа.

Исследовано изменение струкурных характеристик медного осадка в процессе электролиза. Установлено, что характеристики готовых изделий из электролитических металлических порошков, несмотря на большой объем послеэлектролизной обработки, во многом определяются структурой частиц, сформированных на стадии электролиза. Изложен метод мониторинга электрокристаллизации дендритного медного осадка в процессе его развития в промышленном электролизе. В основное уравнение введен параметр среднего выхода по току медного осадка, равный 95 %, что позволило применить модель роста дендритов на цилиндрическом электроде к описанию кристаллизации рыхлой меди. Описанная методика предполагает сочетание видеозаписи процесса роста дендритного осадка с записью изменения катодного перенапряжения во времени. Обработка данных наблюдения позволяет составить представление о динамике изменения структурного параметра дендритного осадка и надежно определить продолжительность периода между стряхиваниями порошка с катода, что снижает выход катодного скрапа и повышает однородность порошка.

Індекс рубрикатора НБУВ: К390.134-1

Рубрики:

Електролітичний спосіб виробництва металевих порошків

Шифр НБУВ: Ж28502 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Рассмотрено получение медного электролитического порошка с регулируемыми морфологией и размером частиц. Исследовано влияние совместного действия функциональных добавок в электролит бензотриазола, желатина, тиомочевины и полиэтиленгликоля в различных соотношениях.

Проведены исследования титановых порошков промышленного электролитического способа производства при нагреве в атмосфере печи. Установлено, что насыщение порошков газами имеет синусоидальный характер. Изучены дифференциально-термогравиметрические характеристики титановых порошков при нагреве до температуры полиморфного превращения и охлаждения. Определены интервалы температур насыщения и дегазации порошков титана при нагреве.

Досліджено закономірності формування дисперсного катодного осаду в процесі синтезу мідного порошкового матеріалу. Визначено оптимальний хімічний склад робочого середовища та оптимальних рівнів сукупностей технологічних параметрів для синтезу з метою підвищення експлуатаційних характеристик виробів різного призначення та розширення галузей застосування мідних порошків й спечених виробів на їх основі. Визначено оптимальні рівні найважливіших технологічних параметрів процесу синтезу мідних порошкових матеріалів для регулювання й підвищення технологічних, фізичних та функціональних властивостей з метою забезпечення надійності експлуатації спечених порошкових виробів. Із застосуванням оптимізованої технології синтезовано експериментальну партію електролітичного порошку міді, що має підвищені технологічні властивості та високу хімічну стабільність.

Структура медного электролитического осадка меняется в процессе электролиза: со временем рост дендритов замедляется и на вершинах формируются большие по размеру сферолиты. Для предотвращения образования на стадии электролиза сферолитов важно определить продолжительность наращивания осадка, исключающую переход к этой стадии кристаллизации. Длительность этого периода может быть установлена анализом динамики развития осадка и изменения катодного перенапряжения, которое является одним из основных составляющих падения напряжения на электролизере. Измерение напряжения на ванне опробовано в качестве средства мониторинга состояния структуры катодного осадка. Предложен расчет изменения напряжения на промышленном электролизере получения порошков ПМС11 и ПМЛ0, оценено изменение структуры осадка по радиусам вершин. По результатам расчетов установлен период наращивания однородного осадка для исследуемых марок порошка.

Індекс рубрикатора НБУВ: К390.134-1 + В371.21 + В372.13

Рубрики:

Електролітичний спосіб виробництва металевих порошків

Наноструктури

Рентгеноструктурний аналіз

Шифр НБУВ: Ж100357 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Цель работы - получение химически стабильного электролитического порошка железа с регулируемой формой и размером частиц, с требуемыми структурными, физическими и функциональными свойствами. Экспериментальные исследования проводили в соответствии с планом полного факторного эксперимента (ПФЭ) 23, а также с применением корреляционно-регрессионного анализа. Фазовый состав окалины и железного порошка определяли с применением установки ДРОН-2. Химический состав материалов определяли с применением метода масс-спектроскопии. По результатам экспериментов получены полиномиальные модели, которые адекватно описывают установленные взаимосвязи изучаемых параметров. Полученные модели позволили оценить степень совместного влияния технологических параметров процесса электролиза и состава электролита на химические свойства дисперсного железного осадка, а также определить эффективность варьирования данными параметрами при синтезе железного порошка высокой химической чистоты. Впервые определены закономерности совместного влияния технологических факторов процесса электролиза (катодной плотности тока, температуры и скорости циркуляции электролита), а также состава электролита на химическую чистоту железного порошка. Практическое значение полученных результатов состоит в том, что определены оптимальные уровни основных технологических параметров электроосаждения дисперсного железа с целью обеспечения заданных регулируемых характеристик железного электролитического порошка и расширения областей его применения.