Влияние потенциала и природы растворителя на кинетику катод ного внедрения неодима в алюминиевый электрод Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

УДК 541Л 3

Д.В. Зобкову И.Ю. Гоц, СС Попова

ВЛИЯНИЕ ПОТЕНЦИАЛА И ПРИРОДЫ РАСТВОРИТЕЛЯ НА КИНЕТИКУ КАТОДНОГО

ВНЕДРЕНИЯ НЕОДИМА В АЛЮМИНИЕВЫЙ ЭЛЕКТРОД

(Технологический институт - филиал Саратовского государственного

технического университета, г. Энгельс) e-mail: tep@ techn.sstu.ru

Изучено влияние природы органического растворителя и потепццала па диффу-шонно-кинетические характеристики процесса катодного внедрения неодима в алюминиевый электрод.

Как известно, коэффициент диффузии металлов в образующемся первоначально твердом растворе невелик. Через некоторый промежуток времени, зависящий от природы растворителя и природы внедряющегося металла [1¥ 2 происходит насыщение твердого раствора и начинается образование фазы ИМС При условии электрохимического равновесия активность атомов внедрившегося металла в твердой фазе связана с активностью их ионов в растворе и, следовательно, должна зависеть от свойств растворителя [2 ].

Целью настоящей работы было исследование влияния потенциала и природы растворителя на кинетику катодного внедрения неодима в А1 из 0,5 М растворов салицилата неодима в ДМФ, ДМСО и в смеси ПК с ДМЭ (1:1).

Электроды (8-1 см2) готовили из алюминиевой фольги 99,99 % (А 99, ГОСТ 11069-74) толщиной 100 мкм; рабочую поверхность зачищали влажным стеклянным порошком и сушили в шкафу типа СМОЛ при 5СРС в течение 20 мин. В качестве противозлектрода использовали платину. Электродом сравнения служил неводный хлорсе-ребряный электрод. Исследования проведены в области потенциалов от -1,9 до -3,5 В на потен-циостате П-5848. Регистрацию тока и потенциала осуществляли с помощью самописца КСП-4.

Увеличение сольватирующей способности и адсорбируемое™ в ряду ПК+ДМЭ, ДМФ, ДМСО приводит к тому, что образование зародышей ИМС оказывается возможным при более отрицательных потенциалах и характеризуется значительным уменьшением величины константы ку; внедрения,

Растворитель ПК+ДМЭ ДМФ ДМСО к^Д|/ДЕ, мА'В"!-см' 4 2 1

Таблица I

Диффузионно-кинетические характеристики процесса катодного внедрения неодима в Al электрод из

0,5 М раствора SalNd в ДМСО при 20°С и tKn - 1 ч.

■""■——""t * ъ .......тч........■■■:.......V........................чУч....................*.........-■■■&,„...............-................... т..................................

в Ai/Aí I /Vi)' 1 (Г, A-CMV* ekr-R^io''. МОЛ tÁ'Vf'Cia в h i ЧГ1 MA/CM D^rlO"', см"'/с CWIO", МОД1./СМ'

КЗ 0,25 1,53 1.02 0,4 1,62 1,20

и 0,51 3,12 1,08 0,6 1,43 2 ^

2,3 0,92 5,63 !,I2 1.0 0,97 5,72

2,В 1,38 8,47 1.17 1,5 0,64 10,5

Таблица 2

Зависимость параметров процесса образования и роста зародышей ИМС a-NdAI4 от потенциала на

Al в 0,5 М растворе SalNd в ДМСО при 2ÜftC

-_——г;— ^ —---п;-л*—' м-

-EW1, В N.jqít- m-ÍCrVr7 R-10'6, см

КЗ 0,036 48,86 0,13 1,35

1,8 0,09 7,8 2,05 5,37

2,3 0,20 1,58 22,52 17,79

2,8 0,36 0,49 130,5 42,86

Образование твердого раствора в указанном ряду растворителей происходит, таким образом, с уменьшающейся скоростью, а состояние насыщения поверхностного слоя внедряющимися атомами неодима достигается в условиях резко возрастающего перенапряжения. Появление максимумов и минимумов на i,t - кривых связано, согласно данным рентгенофазового анализа, с образованием интерметаллического соединения а - NdAl4.

При достижении потенциала -2,8 В происходит резкое увеличение m и г зародышей и уменьшение их количества, что может быть связано с образованием новой фазы, более богатой неодимом (таблица 1,2 ).

ЛИТЕРАТУРА

1. Попова С.С. Фа^ы внедрения в электрохимии и электрохимической технологии. Саратов: СГТУ. 1993. 78 с-

2. Попова С.С. м др. Влияние природы растворителя на кинетику внедрения лития п алюминиевый катод // Электрохимия, 1985, Т. 2 К № КС 38-44.

ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ 2006 том 49 вып. 5 113