Труды КНЦ вып.9 (ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ вып. 1/2018(9) часть 1)

DOI: 10.25702/KSC.2307-5252.2018.9.1.389-393 УДК 541.13 ПОЛУЧЕНИЕ СПЛАВА-ПОКРЫТИЯ НИКЕЛЬ-НЕОДИМ В ЭКВИМОЛЬНОМ РАСПЛАВЕ ХЛОРИДОВ НАТРИЯ И КАЛИЯ А. Н. Бушуев, О. В. Елькин, И. В. Толстобров, Д . А. Козулин, Д. А. Кондратьев Вятский государственный университет, г. Киров, Россия Аннотация Изучено электровосстановление ионов неодима на никелевом катоде в расплавленной эквимольной смеси хлоридов натрия и калия с добавлением трихлорида неодима методом циклической вольтамперометрии при температуре 1073 K, найдены потенциалые образования интерметаллических соединений никель-неодим. Проведен синтез сплава-покрытия никель- неодим методом потенциостатического электролиза. Металлографический анализ полученных образцов методом сканирующей электронной микроскопии показал, что получены сплавы- покрытия, состоящие из единственной фазы состава NdNi 2 . Ключевые слова: редкоземельные металлы, циклическая вольтамперометрия, неодим, расплав, интерметаллическое соединение. OBTAINING AN ALLOY-COATING NICKEL-NEODIM IN THE EQUIMOL MELT OF SODIUM AND POTASSIUM CHLORIDES A. N. Bushuyev, O. V. Yel'kin, I. V. Tolstobrov, D. A. Kozulin, D. A. Kond ra t'yev Vyatka State University, Kirov, Russia A b stra c t The electroreduction of neodymium ions on a nickel cathode in a molten equimolar mixture of sodium and potassium chlorides with the addition of neodymium chloride by cyclic voltammetry at 1073 K, the potentials for the formation of intermetallic nickel-neodymium compounds, were found. The nickel- neodymium alloy was synthesized by potentiostatic electrolysis. The metallographic analysis of the obtained samples by scanning electron microscopy showed that alloys-coatings consisting of a single phase of the NdNi 2 composition were obtained. Keywords: rare earth metals, cyclic voltammetry, neodymium, melt, intermetallic compound. В последние годы множество исследований направлено на разработку и совершенствование технологий получения сплавов редкоземельных металлов (РЗМ) с никелем. Это обусловлено многими уникальными физическими и химическими свойствами РЗМ и их соединений, таких как высокая каталитическая и сорбционная активность, сверхпроводимость, эффективные магнитные характеристики, повышенная жаростойкость [1-5]. Одним из путей решения задач получения интерметаллических соединений РЗМ-никель является использование солевыхрасплавов в качестве реакционных сред для осуществлениятехнологических процессов. Известно, что объемное легирование редкоземельными металлами ухудшает стойкость к усталостным разрушениям, а также значительно повышает стоимость сплавов за счет высокой цены на РЗМ [ 6 ]. Поэтому более эффективным и экономичным способом модификации конструкционных материалов следуетрассматривать легирование поверхности металлов врасплавленных солевых средах. Одним из наиболее простых и распространенных методов получения сплавов-покрытий является потенциостатический электролиз, который обеспечивает высокую воспроизводимостьрезультатов и позволяет получать сплавы-покрытия заданного состава и толщины. В работе методом циклической вольтамперометрии изучено электровосстановление ионов неодима на никелевом катоде в расплавленной эквимольной смеси хлоридов натрия и калия, измерены потенциалы образования интерметаллических соединений (ИМС)никель-неодим. Методом потенциостатического электролиза получено ИМС системы Nd-Ni. В работе использовались хлориды натрия, калия и неодима квалификации «ХЧ». Кристаллогидрат хлорида неодима обезвоживали тетрахлоридом углерода по методике, описанной в [7]. Исходные хлориды натрия и калия квалификации «ХЧ» сушили под вакуумом при температуре 1200 К, а затем сплавляли в кварцевой ячейке в эквимольном соотношении. Исследования проводили в кварцевой ячейке в атмосфере очищенного от влаги и кислорода аргона (рис. 1). Рабочим электродом служили предварительно отполированные никелевые пластины размером 6 х 4 х 1 мм, подвешенные на молибденовом токоподводе. Вспомогательный электрод был выполнен 389