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KCl-MgCl2-K2ZrF6-KF-ZrO2熔盐体系中Mg-Zr合金的制备
  • ISSN号:1000-6818
  • 期刊名称:《物理化学学报》
  • 时间:0
  • 分类:O641[理学—物理化学;理学—化学] O643[理学—物理化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]中国工程物理研究院核物理与化学研究所,四川绵阳621999, [2]哈尔滨工程大学材料科学与化学工程学院,教育部超轻材料与表面技术重点实验室,哈尔滨150001
  • 相关基金:国家自然科学基金重大研究计划(91426302)和国家自然科学基金(21301163)资助项目
中文摘要:

在1023 K条件下,开展了Zr(Ⅳ)在KCl-MgCl2-K2ZrF6和KCl-MgCl2-K2ZrF6-KF-ZrO2熔盐中Mo电极上的电化学实验,并获得如下结果:Zr(Ⅳ)还原为Zr(O)是通过两步反应,即Zr(Ⅳ)+2e→Zr(Ⅱ)和Zr(Ⅱ)+2e→Zr(0)。两个反应是准可逆的。KCl-MgCl2-K2ZrF6-KF-ZrO2熔盐中的电极反应表明在预沉积的Zr上欠电位沉积Mg可以用来制备Mg-Zr合金。感应耦合离体子体-原子发射光谱(ICP-AES)分析结果表明,在1023 K和KCl-MgCl2-K2ZrF6-KF-ZrO2熔盐中K2ZrF6含量在9.2%(w)条件下,恒电流电解获得的Mg-Zr合金中Zr含量可以达到7.2%(W)。并采用X射线衍射(XRD)和扫描电镜-能谱仪(SEM-EPS)对合金进行表征。利用KCl、MgCl2、K2ZrF6、KF和ZrO2为原料,直接恒电流电解制备Mg-Zr合金是可行的,且在确定反应条件下实现合金中Zr含量可控;揭示了KCl-MgCl2熔盐体系可以实现Mg和Zr的共电沉积,并且验证了直接电解ZrO2获得Mg-Zr合金的可行性。

英文摘要:

To investigate the electrochemical co-reduction mechanism associated with the formation of Mg- Zr alloys, the electrochemical behaviors of Zr(IV) in KCI-MgCl2-K2ZrFB and KCI-MgCl2-K2ZrF6-KF-ZrO2 melts were studied on a molybdenum electrode at 1023 K. Cyclic voltammograms (CVs) and square-wave voltammograms (SWVs) showed that Zr(IV) was reduced to Zr metal by a two-step mechanism consisting of the Zr(IV)/Zr(II) and Zr(II)/Zr(O) pairs in the KCI-MgCl2-K2ZrF6 melt. The dissolution of ZrO2 in the KCI-MgCl2-K2ZrF6-KF melt was ascertained from CVs, while the Zr(IV) concentration in the melt was assessed by inductively coupled plasma atomic emission spectrometry (ICP-AES). Mg-Zr alloys were obtained by galvanostatic electrolysis in KCI-MgCl2- K2ZrF6-KF-ZrO2 melts and subsequently characterized by X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy-energy dispersive spectroscopy (SEM-EDS). The Zr concentrations in the alloys as determined by ICP-AES were as high as 7.2% (w). The formation of Mg-Zr alloys could be controlled by varying both the reaction time and the melt composition. These results confirm the feasibility of the direct electrolysis of ZrO2 to obtain Mg-Zr alloys in KCI-MgCl2-K2ZrF6-KF-ZrO2 melts.

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期刊信息
  • 《物理化学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:北京大学化学与分子工程学院承办
  • 主编:刘忠范
  • 地址:北京大学化学楼
  • 邮编:100871
  • 邮箱:whxb@pku.edu.cn
  • 电话:010-62751724
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6818
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1892/O6
  • 邮发代号:82-163
  • 获奖情况:
  • 中文核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:24781