К 85-летию академической науки Урала | |
Название | Вторичное восстановление тантала в расплавах NaCl – KCl и KCl – CaCl2 |
DOI | 10.17580/tsm.2017.11.08 |
Автор | Чернышев А. А., Аписаров А. П., Зайков Ю. П. |
Информация об авторе | Институт высокотемпературной электрохимии Уральского отделения РАН, Екатеринбург, Россия: А. А. Чернышев, инженер, эл. почта: info@ihte.uran.ru |
Реферат | Исследовано получение порошков тантала методом вторичного восстановления в расплавах NaCl – KCl и KCl – CaCl2. Опыты проводили в температурном диапазоне 700–900 oC без добавления потенциалопределяющих ионов в состав расплавов. Методами рентгенофазового анализа и электронной микроскопии, сопряженной с микрорентгеноспектральным анализом, показано, что в процессе восстановления образуются порошки тантала с развитой поверхностью по типу ядро – оболочка (Ta – TaxOy). Основной стехиометрической оксидной фазой в оболочке частиц являлся Ta2O5. Изучены закономерности формирования осадков для выявления условий получения частиц порошков заданного размера. Установлено, что применение расплава, содержащего хлорид кальция, расширяет диапазон размеров получаемых частиц до 1000 мкм с максимумом в районе 20–40 мкм. При помощи лазерного анализа размеров и метода БЭТ выявлено, что использование различных соотношений катодных и анодных плотностей тока позволяет влиять на размер и удельную площадь получаемого порошка тантала. Получены порошки с большой удельной поверхностью вплоть до 22,9 м2/г. С повышением температуры расплава увеличивается число наиболее крупных частиц, что подтверждается тенденцией снижения удельной поверхности. Установлены зависимости размера частиц и объемной доли фракции от условий электролиза. Для порошков, полученных при отношениях плотностей тока iк / ia = 1 и 2 из расплавов NaCl – KCl и KCl – CaCl2, характерными стали диапазоны крупности частиц 0,05–10 и 0,5–20 мкм соответственно. Рост отношения плотностей тока до iк /ia = 5 в расплаве CaCl2 – KCl приводит к образованию большой доли частиц с максимумом размеров 30 мкм. Определены условия электролиза, позволяющие получать порошок тантала пригодный для процесса сфероидизации и последующего использования в аддитивных технологиях. Работа выполнена при финансовой поддержке Программы УрО РАН 2015–2017 гг. «Материалы и технологии для атомной, альтернативной и возобновляемой энергетики» (Проект № 15-20-3-20). |
Ключевые слова | Тантал, вторичное восстановление, электролиз, натрий, кальций, порошок, удельная поверхность, размер частиц |
Библиографический список | 1. Yuan B., Okabe T. H. Production of fine tantalum powder by preform reduction process using Mg – Ag alloy reduc tant // Journal of Alloys and Compounds. 2007. Vol. 443. P. 71–80. |
Language of full-text | русский |
Полный текст статьи | Получить |