Введение……………………………………………………………………4
Глава I.
Строение и электрохимическое поведение расплавленных
галогенидных систем содержащих гадолиний и алюминий.……………6
1.1.1.Строение индивидуального расплава трихлорида гадолиния.………..6
1.1.2. Строение растворов расплава трихлорида гадолиния в хлоридах
щелочных металлов..………………………………………………..……..….8
1.1.3. Строение растворов расплава трихлорида гадолиния в хлоридно-фторидных расплавах..………………………………………………..………10
1.1.4. Строение гадолинийсодержащих фторидных расплавов.…...………11
1.2. Электрохимическое поведение гадолинийсодержащих галогенидных расплавов……………..………………………………………………..………16
Электрохимическое поведение гадолинийсодержащих хлоридных расплавов.…………..………………………………………………..……..16
Электрохимическое поведение гадолинийсодержащих фторидных расплавов.…………..………………………………………………..……..19
Строение и химические свойства алюминийсодержащих галогенидных расплавов.………..………………………………………………..…....21
Электрохимическое поведение алюминийсодержащих галогенидных расплавов.………..………………………………………………..…....24
Глава II.
Методы исследования и методика проведения экспериментов.
Выбор электрохимических методов исследования электродных процессов в расплавленных средах и применяемая аппаратура.……..…....28
Конструкция высокотемпературной кварцевой электрохимической ячейки и электродов.…………………………………………………..37
Методика получения безводного хлорида гадолиния.……………...39
Глава Ш.
Исследование совместного электровосстановления гадолиния и алюминия в галогенидных расплавах.
3.1. Исследование электровосстановления фторалюминат-иона на фоне
хлоридного расплава KCl-NaCl, влияние фторид-иона..…………...40
Исследование совместного электровосстановления фторалюминат-
иона и хлоридных комплексов гадолиния на фоне хлоридных и хлоридно-фторидных расплавов………………………………….……...46
Выводы……………………………….……………………….……………...52
Литература…………………….…….……………………….……………....53
ВВЕДЕНИЕ.
Судя по последним публикациям, нынче довольно трудно отметить те стороны жизни, где бы не находили применение редкоземельные элементы. Эти металлы и их сплавы обычно извлекаются из хлоридных и фторидных систем. Соответственно существует достаточно большое количество работ по хлоридным расплавам, однако по хлоридно-фторидным и фторидным системам, особенно по многокомпонентным фторидным расплавленным солям опубликовано довольно ограниченное число работ. [1]
На основе РЗМ получают многие уникальные материалы, которые находят широкое применение в различных областях науки и техники. Например, РЗМ используют как добавки к стали и в сплавах с другими металлами, в производстве материалов, адсорбирующих водород (например, LaNi5), как добавки к ядерным материалам, в качестве пирофорных материалов, в специальной керамике, оптических стеклах (стекла для TV-экранов), в производстве катализаторов для утилизации выхлопных газов, а также в получении магнитных материалов (например (Nd1-xDyx)15Fe77B8 или (Nd1-xDyx)15Fe76B8) и так далее.
Перечисленное выше – лишь небольшая часть из списка областей применения РЗМ. Развитие высоких технологий все более и более вовлекает использование РЗМ, степень чистоты которых должна быть очень высока. В этом отношении не будет преувеличением отнести РЗЭ к материалам XXI века.
Перспективным способом получения чистых РЗМ и их сплавов с другими металлами является электролиз расплавленных солей РЗЭ, а также их смесей. Для эффективного использования электролитического метода получения РЗМ необходимо располагать надежной информацией об электрохимическом поведении комплексов, образуемых ионами РЗЭ в расплавах, а также химических реакциях, сопровождающих процессы электроосаждения. Поэтому является необходимым выяснение механизма электровосстановления комплексных ионов РЗЭ, в частности совместного электровосстановления гадолиния и криолита в галогенидных расплавах.
Глава I.
Строение и электрохимическое поведение расплавленных галогенидных систем, содержащих гадолиний и алюминий.
Строение индивидуального расплава трихлорида
гадолиния.
Кристаллические хлориды элементов от лантана до европия, включая гадолиний, имеют гексагональную решетку, а от диспрозия до лютеция (также и хлорид иттрия),- моноклинную. Температура плавления хлоридов РЗЭ постепенно снижается от лантана до диспрозия, а затем снова возрастает до лютеция; летучесть хлоридов увеличивается с возрастанием порядкового номера элемента, т.е. с увеличением ионного радиуса.
Безводные трихлориды очень гигроскопичны и расплываются на воздухе. Хорошо растворяются в воде и спирте. Поглощают NH3, выделяя теплоту и образуя аммиакаты LnCl3.n NH3. Заслуживает внимания тот факт, что монокристалл GdCl3 при низких температурах становится ферромагнетиком при 2,2