Электрохимическое поведение растворов TiCl₄ в низкоплавких органических средах

С целью снижения температуры процесса титанирования из расплавов мы рассмотрели электрохимическое поведение TiCl₄ в некоторых низкотемпературных органических расплавах....

Full description

Saved in:
Bibliographic Details
Published in:Украинский химический журнал
Date:1983
Main Authors: Туманова, Н.X., Сарнавский, Н.M., Богданович, Л.В., Бельдий, В.H., Новицкая, Г.Н.
Format: Article
Language:Russian
Published: Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України 1983
Subjects:
Online Access:https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/182467
Tags: Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Cite this:Электрохимическое поведение растворов TiCl4 в низкоплавких органических средах / Н.X. Туманова, Н.M. Сарнавский, Л.В. Богданович, В.H. Бельдий, Г.Н. Новицкая // Украинский химический журнал. — 1983. — Т. 49, № 3. — С. 264-267. — Бібліогр.: 6 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
_version_ 1859651532188811264
author Туманова, Н.X.
Сарнавский, Н.M.,
Богданович, Л.В.
Бельдий, В.H.
Новицкая, Г.Н.
author_facet Туманова, Н.X.
Сарнавский, Н.M.,
Богданович, Л.В.
Бельдий, В.H.
Новицкая, Г.Н.
citation_txt Электрохимическое поведение растворов TiCl4 в низкоплавких органических средах / Н.X. Туманова, Н.M. Сарнавский, Л.В. Богданович, В.H. Бельдий, Г.Н. Новицкая // Украинский химический журнал. — 1983. — Т. 49, № 3. — С. 264-267. — Бібліогр.: 6 назв. — рос.
collection DSpace DC
container_title Украинский химический журнал
description С целью снижения температуры процесса титанирования из расплавов мы рассмотрели электрохимическое поведение TiCl₄ в некоторых низкотемпературных органических расплавах.
first_indexed 2025-12-07T13:34:04Z
format Article
fulltext 10. Латимер В. М. Окислительные состояния элементов и их потенциалы в водных растворах.— М . : Изд-во иностр. лит., 1954.—103 с. 11. Анкудимова Е. В. О взаимодействии молибдатов с гидразин-сульфатом.— Тр. Ho- вочеркас. политехи, ин-та, 1963, вып. 143, с. 11—15. Украинская Поступила сельскохозяйственная академия 10 июля 1981 г. УДК 541.138 ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЕ ПОВЕДЕНИЕ РАСТВОРОВ TiCl 4 В НИЗКОПЛАВКИХ ОРГАНИЧЕСКИХ СРЕДАХ Н. X. Туманова, Н. М. Сарнавский, Л. В. Богданович, В. Н. Бельдий, Г. Н. Новицкая Титан, как защитное покрытие на других материалах, обладает ценны­ ми свойствами — малым удельным весом, хорошей пластичностью, вы­ сокой жаростойкостью, а также коррозионной стойкостью. Электро­ осаждение титана из водных растворов связано со значительными труд­ ностями из-за электроотрицательного значения его потенциала и отно­ сительно высокого перенапряжения на нем водорода. Кроме того, метод диффузионного титанирования из расплавленных сред или газовой фазы не обеспечивает хорошей адгезии покрытия с подложкой. Более успешными можно считать попытки получения титановых покрытий из расплавов. Результаты исследований обобщены в работах [1 , 2] . В ка­ честве электролитов применяли расплавленные хлоридные, фторидные, смешанные хлоридно-фторидные и бромидные ванны. С целью снижения температуры процесса титанирования из рас­ плавов мы рассмотрели электрохимическое поведение TiCl 4 в некото­ рых низкотемпературных органических расплавах. Были исследованы карбамид, сульфамат аммония, формиат аммония и ацетамид, по­ скольку эти вещества устойчивы при температуре плавления и исполь­ зовались в качестве фонов при полярографических исследованиях [3— 5] . В качестве методов исследования применяли съемку потенциодина- мических кривых и хронопотенциометрию. Органические реактивы пере- кристаллизовывали из бидистиллята, а затем сушили в вакууме при 120° около 10 ч. Для съемки поляризационных кривых использовали платиновый торцевой индикаторный электрод {dvt^ = 0 , 5 мм), при хронопотенциометрических измерениях — платиновую иглу длиной 3 мм и диаметром 0,5 мм. Электродом сравнения служил полуэлемент Ag/Ag+ + исследуемое органическое вещество. Потенциодинамические кривые восстановления TiCl 4 из расплавлен­ ного карбамида получены в атмосфере аргона при 150° (рис. 1). На кривой наблюдалась одна волна, высота которой прямо пропорциональ­ на концентрации (из-за летучести TiCl 4 концентрацию ионов титана в расплаве определяли аналитически). Наклон графика в полулогариф- . i мических координатах ф — Ig : соответствует одноэлектронному Id—1 процессу при величине электрохимического коэффициента а = 0 , 6 (рис. 2). Поскольку рентгеновский анализ покрытия, полученного при электролизе карбамидного расплава, свидетельствует о том, что в по­ крытии обнаруживается металлический титан, полученные данные мож­ но объяснить двояко. Наблюдаемая волна является результатом слия­ ния двух или более волн, соответствующих ступенчатому разряду Ti4+. Возможно также образование слаборастворимых солей низших ступеней валентностей титана, восстановление которых может происходить при потенциалах, отрицательнее потенциала разложения фона. Аналогич­ ные кривые получены также в ацетамиде. Потенциал разложения фона относительно Ag/Ag +-элeктpoдa сравнения равен 0,7 В. Расчет кривой 264 УКРАИНСКИЙ ХИМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ, 1983, т. 49, № 3 в полулогарифмических координатах так же, как и в карбамиде, соот­ ветствует необратимому одноэлектронному процессу. Наиболее вероятным является первое предположение. Косвенным подтверждением этого служит наблюдаемое ступенчатое, в две стадии, восстановление TiCU в сульфамате аммония при 150° (см. рис. 1). Восстановление Ti 4+ идет обратимо примерно при тех же потенциалах, что и в карбамиде и ацетамиде, через образование трехвалентного титана (это следует из анализа кривой в по­ лулогарифмических координатах). Потенциа- tgJ^. ЛЫ ПОЛУВОЛН ПерВОЙ И ВТОрОЙ ВОЛНЫ р а В Н Ы СО- '*2flr о-ч^о,,, ответственно 0,37 и 0,54 В. Высота волн пря- мо пропорциональна концентрации. t \ 0,25 0,35 0,45 0,55 0,65 0,75 0,85 ~У,5 Рис. 1. Потенциодинамические кривые, полученные на платиновых электродах: 1, 2 — карбамид и сульфамат аммония соответственно при г = 150°; 3, 4—-раствор TiCl 4 в сульфамате аммония (с=3 ,1 • 10~ 3 м/см 3) и в карбамиде (с= 1 ,35-10 _ 3 ) соответственно. Рис. 2. Расшифровка потенциодинамической кривой восстановления TiCl 4, растворен­ ного в карбамиде ( с = 1 ,35-Ю - 3 м/см 3 ) . Потенциал разложения формиата аммония значительно положи- тельнее, чем у карбамида и у ацетамида и составляет всего 0,38 В от­ носительно того же электрода сравнения. Волна восстановления Ti4+ на этом фоне не проявляется, наблюдается лишь заметный сдвиг по­ тенциала разложения фона до 0,2 В в зависимости от концентрации деполяризатора. В карбамидном расплаве определяли коэффициент диффузии Tl4+ хронопотенциометрическим методом, принимая, что разряд иона идет до металла. На основании прямолинейности графика IT 1' 2—i и парал­ лельности его оси абсцисс был установлен диффузионный характер рассматриваемого процесса. Расчет коэффициента диффузии D осу­ ществляли по формуле Un2F2S2Co ' где / — плотность тока; т — переходное время; C0 — концентрация в м/см 3; 5 — поверхность электрода. Рассчитанное значение коэффициен­ та диффузии составляет 2,7 • 1 0 - 6 см 2/с. Учитывая результаты, полученные при съемке поляризационных кри­ вых, мы рассмотрели возможности получения титановых покрытий из указанных электролитов на стали 08-КП. Исследование качества по­ крытия под микроскопом показало, что наиболее светлые компактные мелкокристаллические покрытия получены при электролизе карбамид- ных расплавов. Для устранения технологических трудностей при про­ ведении электролиза, связанных с летучестью TiCl 4, были предприняты попытки снизить температуру процесса, а также заменить TiCl 4 на дру­ гой титансодержащий компонент расплава. Снижение температуры осуществляли применением в качестве растворителя равномолярной смеси карбамид — ацетамид, плавящейся при температуре 92°. Рабочая температура электролиза 100°. Использование других смесей (карба­ мид — формиат аммония, карбамид •— сульфамат аммония) не привело к существенному понижению температуры, а также не обеспечило не- УКРАИНСКИИ ХИМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ, 1983, т. 49, № 3 265 обходимого качества покрытия (цвет покрытия — коричневый). Замена хлорида титана на фтортитанат щелочного металла не дала положи­ тельных результатов, поскольку полученное покрытие было хуже по качеству. Толщина покрытия, измеренная магнитным толщиномером, составляла 3—5 мкм (при тех же условиях с использованием TiCl 4 толщина покрытия превышает указанную величину в 3 раза) . Кроме того, заметно увеличивалась пористость покрытия и местами появлялась Т а б л и ц а 1 Зависимость качества покрытия от содержания компонентов (г= 150°, d K = d a = 6 А/дм 2 , катод—сталь 08-КП) Содержание, вес. % Скорость осаждения, мкм/мин Карбамид:ацета- мид (1:1) TiCl 4 NH4Cl Толщина пок­ рытия, мкм Скорость осаждения, мкм/мин 96 4 2 0 ,07 95 5 — 6 0 ,2 94 6 — 8 0,26 93 7 — 10 0 ,33 92 8 — 10 0 ,33 92 7 1 10 0,35 91 7 2 10 0,40 90 7 3 10 0,40 89 7 4 10 0,40 95 4 1 2 ,5 0,35 88 8 4 10 0,40 96,5 3 0 ,5 1 0 ,33 пленка с цветом побежалости. Таким образом, для получения титано­ вых покрытий был выбран расплав карбамид — ацетамид ( 1 : 1 ) , со­ держащий 5—7 вес. % TiCl 4 . Для увеличения электропроводности рас­ плава в него вводили хлористый аммоний (1—2 вес. % ) . Оптимальный состав электролита и условия электролиза определяли, исходя из дан­ ных [6] (табл. 1, 2) . Т а б л и ц а 2 Зависимость качества покрытия, полученного при 105° на стали 08-КП, от плотности тока (Су1С1 =7 вес. %, C N H j C 1 = 2 вес. %) da=dK, А/дм 2 Толщина покры­ тия, мкм Скорость осажде­ ния, мкм/мин Твердость, кг/ммг 1 1 0,030 250 2 4 0,17 290 4 7 0 ,2 325 6 9 0 ,3 345 8 10 0,33 345 10 9 0 ,3 345 Рентгеновский анализ покрытия, полученного на стали 08-КП, поз­ волил обнаружить в нем незначительное количество металлического титана (5—10 вес. %) и интерметаллидное соединение состава Ti 4 Fe 2 O. Указанным способом были получены также покрытия на твердых спла­ вах ВК-8 и BK-16. Толщина покрытия составляет 40—50 мкм. При по­ следующей карбидизации покрытия в тлеющем разряде на установке УДСТР-2к в среде CCl 4 при 1300° и времени 15 мин получали хорошо сцепленное с основой покрытие карбидом титана. Микротвердость по­ крытия, измеренная на микротвердомере ПМТ-3, составила 170 кг/мм 2. 266 УКРАИНСКИЙ ХИМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ, 1983, т. 49, № 3 1. Гитман Е. Б. Электролитическое получение и рафинирование титана из расплавлен­ ных солей.— Киев : Наук, думка, 1970.—56 с. 2. Барабошкин А. Н. Электрокристаллизация металлов из расплавленных солей.— М . : Наука, 1976.—212 с. 3. Vecchi E., Luliani G. Molten carbamide as suppoting electrolyte in polarography.— Ric. Sci, 1955, 25, N 9, p. 2667—2669. 4. Bartocci V., Marassi R. Polarography in molten ammonium sulfamate.— Chim. et ind. ital., 1970, 52, N 12, p. 1201—1203. 5. Colichman E. L. Polarography in molten ammonium formate. Anal. Chem. 1955, 27, N 10, p. 1559—1562. 6. A. c. 876800 (СССР). Расплав для электролитического нанесения титановых покры­ тий / Н. X. Туманова, Н. М. Сарнавский, М. У. Приходько и др.— Опубл. в Б. И., 1981, № 4 0 . Институт общей и неорганической химии Поступила АН УССР 17 сентября 1981 г. УДК 541.133 ОПРЕДЕЛЕНИЕ СООТНОШЕНИЯ ВКЛАДОВ В ПРОВОДИМОСТЬ РАСПЛАВЛЕННЫХ ХАЛЬКОГЕНИДОВ ПО ТЕМПЕРАТУРНОМУ КОЭФФИЦИЕНТУ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ А. А. Великанов, В. Ф. Зинченко, Н. И. Мельник, И. А. Ильченко В расплавленном состоянии халькогениды металлов являются ионно-элек- тронными (полифункциональными) проводниками, соотношение ионного (х„) и электронного (х э л) вкладов которых оказывает влияние на форми­ рование температурной зависимости их электропроводности х, в частности dye на величину температурного коэффициента . Указанный параметр яв­ ляется однозначной характеристикой проводимости [1], и его величина мо­ жет быть использована для приближенной оценки соотношения вкладов. Исходя из того, что х — х и + х э л , температурный коэффициент можно представить в виде = f^L _ l . dT dT ^ dT Учитывая общий вид температурных зависимостей каждого из вкла­ дов [2] , после несложных преобразований получаем dn _ x„ Af 1XH + ХэдАЕхэл ~df~ RT2 * Поскольку для ионно-электронного проводника с выраженным по­ лупроводниковым характером электронного вклада величина энергии активации Д£х Эл значительно (в несколько раз [2]) больше, чем для ионного вклада AEx11, при достаточно высоких температурах при х и < х э л выполняется соотношение ХиЛ£хи<СхэлД£хэл. Таким образом, в области высоких температур ~ А £ и э л d% ХэлД-Ех эл Хэлб AE Хэл ИЛИ dT RT2 RT2 72 _ ИэлАЕИэл e ~ W dT Логарифмируя указанное выражение, получаем 1 п 1 г 1*гН п —R w УКРАИНСКИЙ ХИМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ, 1983, т. 49, № 3 267
id nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-182467
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
issn 0041–6045
language Russian
last_indexed 2025-12-07T13:34:04Z
publishDate 1983
publisher Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України
record_format dspace
spelling Туманова, Н.X.
Сарнавский, Н.M.,
Богданович, Л.В.
Бельдий, В.H.
Новицкая, Г.Н.
2022-01-03T16:38:20Z
2022-01-03T16:38:20Z
1983
Электрохимическое поведение растворов TiCl4 в низкоплавких органических средах / Н.X. Туманова, Н.M. Сарнавский, Л.В. Богданович, В.H. Бельдий, Г.Н. Новицкая // Украинский химический журнал. — 1983. — Т. 49, № 3. — С. 264-267. — Бібліогр.: 6 назв. — рос.
0041–6045
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/182467
541.138
С целью снижения температуры процесса титанирования из расплавов мы рассмотрели электрохимическое поведение TiCl₄ в некоторых низкотемпературных органических расплавах.
ru
Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України
Украинский химический журнал
Электрохимия
Электрохимическое поведение растворов TiCl₄ в низкоплавких органических средах
Electrochemical Behaviour of TiCl₄ Solutions in Low-Melting Organic Media
Article
published earlier
spellingShingle Электрохимическое поведение растворов TiCl₄ в низкоплавких органических средах
Туманова, Н.X.
Сарнавский, Н.M.,
Богданович, Л.В.
Бельдий, В.H.
Новицкая, Г.Н.
Электрохимия
title Электрохимическое поведение растворов TiCl₄ в низкоплавких органических средах
title_alt Electrochemical Behaviour of TiCl₄ Solutions in Low-Melting Organic Media
title_full Электрохимическое поведение растворов TiCl₄ в низкоплавких органических средах
title_fullStr Электрохимическое поведение растворов TiCl₄ в низкоплавких органических средах
title_full_unstemmed Электрохимическое поведение растворов TiCl₄ в низкоплавких органических средах
title_short Электрохимическое поведение растворов TiCl₄ в низкоплавких органических средах
title_sort электрохимическое поведение растворов ticl₄ в низкоплавких органических средах
topic Электрохимия
topic_facet Электрохимия
url https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/182467
work_keys_str_mv AT tumanovanx élektrohimičeskoepovedenierastvorovticl4vnizkoplavkihorganičeskihsredah
AT sarnavskiinm élektrohimičeskoepovedenierastvorovticl4vnizkoplavkihorganičeskihsredah
AT bogdanovičlv élektrohimičeskoepovedenierastvorovticl4vnizkoplavkihorganičeskihsredah
AT belʹdiivh élektrohimičeskoepovedenierastvorovticl4vnizkoplavkihorganičeskihsredah
AT novickaâgn élektrohimičeskoepovedenierastvorovticl4vnizkoplavkihorganičeskihsredah
AT tumanovanx electrochemicalbehaviourofticl4solutionsinlowmeltingorganicmedia
AT sarnavskiinm electrochemicalbehaviourofticl4solutionsinlowmeltingorganicmedia
AT bogdanovičlv electrochemicalbehaviourofticl4solutionsinlowmeltingorganicmedia
AT belʹdiivh electrochemicalbehaviourofticl4solutionsinlowmeltingorganicmedia
AT novickaâgn electrochemicalbehaviourofticl4solutionsinlowmeltingorganicmedia