1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Расплавы
  4. № 6, 2023

Расплавы, 2023, № 6, стр. 602-613

Защитные металлические покрытия из молибдена на стали 12Х18Н10Т для фторидных расплавов. Получение, аттестация, эффективность

Е. В. Никитина a, *, А. В. Кузнецова a, К. Е. Селиверстов a

a Институт высокотемпературной электрохимии УрО РАН
Екатеринбург, Россия

* E-mail: neekeetina@mail.ru

Поступила в редакцию 27.05.2023
После доработки 04.06.2023
Принята к публикации 08.06.2023

Аннотация

Успешное использование расплавленных фторидов щелочных металлов как электролита для высокотемпературных устройств требует создания таких реакторных материалов, которые обладают высокой коррозионной стойкостью в расплавах с характерными для жидко-солевых реакторов смешения (ЖСР-С) составами. Это является одной из важнейших нерешенных проблем. Один из эффективных способов снижения коррозионных потерь – создание на поверхности материала слоя, защищающего металл от коррозионного воздействия окружающей среды. В данной работе в качестве защитных слоев рассматриваются молибденовые изолирующие покрытия на стали 12Х18Н10Т, полученные в расплавленных солях различного состава и различными способами. Были проведены эксперименты по электроосаждению молибденовых покрытий на конструкционные материалы на основе железа (сталь 12Х18Н10Т). Полученные электрохимическим методом покрытия являются неоднородными и легко отслаивающимися. Толщина молибденовых покрытий, полученных из расплавленных солей, составляет 8.15 и 20.34 мкм на стали в расплаве FLiNaK и LiCl–KCl соответственно. Коррозионные испытания показали неэффективность молибденового покрытия, полученного как из хлоридных, так и из фторидных расплавов. Скорость коррозии стали 12Х18Н10Т в расплавах FLiNaK/FLiNaK + 5% CeF3 при 650°С и временем выдержки 100 ч убывает в следующем ряду: 12Х18Н10Т + Mo (0.75/ 0.77 мм/год) > 12Х18Н10Т (0.45/0.50 мм/год).

Ключевые слова: коррозия, кандидатные материалы для ЖСР, расплавы галогенидов щелочных металлов, молибден

Список литературы

  1. Васько А.Т., Ковач С.К. Электрохимия тугоплавких металлов. Киев: Техника, 1983.

  2. Спицын В.И., Дробышева Т.И. Козанский Л.П. Химические взаимодействия в вольфраматных системах. Химия соединений Мо(VI) и W(VI). Новосибирск: Наука, 1989. С. 3.

  3. Senderoff S., Mellors G.W. Electrodeposition of coherent deposits of refractory metals. V. Mechanism for the deposition of molybdenum from a chloride melt // J. Electrochem. Soc. 1967. 114. P. 556.

  4. Brencic J.V., Cotton F.A. Mechanism for the deposition of molybdenum from a chloride melt // Inorg. Chem. 1970. 9. P. 351–358.

  5. Inman D., Williams D.E. Electrochemistry – the past thirty years and the next thirty years. New York: Plenum Press, 1975.

  6. Selis S.M. Kinetics of electrode processes in molten salts // J. Phys. Chem. 1989. 72. P. 1442.

  7. Городыский А.В., Омецинский Б.В., Панов Э.В. Электровосстановление молибденсодержащих комплексов в галогенидных расплавах // В сб. Труды I Украинской респуб. конф. по электрохимии. 1973. II. С. 11.

  8. Popov B., Slavkov B., Laitinen A.O. Electrochemical reduction of molybdenum in molten lithium chloride-potassium chloride eutectic // In Abstr. 33 Run. Soc. Int. Electrochem. Lyon, 1982. I. P. 442.

  9. Inman D., Spencer R. Electrochemical reduction of molybdenum in molten salts // In book: Advanced extracting metal refining, Proceedings International Symposium, 1973. P. 413.

  10. Inman D., White S.H. The production of refractory metals by the electrolysis of molten salts; design factors and limitations // J. Appl. Electrochem. 1978. 8. P. 375–390.

  11. Gunawardena G., Hills G.J., Montenegro I., Scharifker B. Molybdenum electrodeposition from molten salts // J. Electroanal. Chem. 1982. 138. P. 225.

  12. Phillips J., Osteryoung R.A. Electrodeposition mechanism of molybdenum from melts // J. Electrochem. Soc. 1977. 124. P. 1456.

  13. Inman D., Sethi R.S., Spencer R. Advances in extractive metallurgy and refining. IMM London, 1972.

  14. Inman D., Lovering D.G. Comprehensive treatise of electrochemistry. N.Y.: Plenum Press, 1983. 7. № 9.

  15. Bouteillon J., Gabriel J.C., P. C., Poignet J.C., Roman J.M. Electrochem. Technology of molten salts. Molten salt forum. Switzerlandland. Trans Tech Publications, 1993/94. 1–2. P. 147.

  16. Bouteillon J., Gabriel J.C., Poignet J.C., Roman J.M. Production of refractory metal layers and compounds from fused salts. In Proceedings of IS on Molten Salts Chemistry and Technology. Trans Tech Publications. Honolulu, 1993. 93. P. 458.

  17. Таланова М.И., Есина Н.О., Валеев З.И., Исаев В.А. Электроосаждение молибдена из хлоридных расплавов // В сб. Тезисы ХП Российской конф. по физ. химии и электрохимии расплавов и твердых электролитов. Нальчик, 2001. 1. С. 287.

  18. McCawley F.X., Cattoir F., Sullivan T. Electrodeposition of molybdenum from fused salts // Chem. Abstract. 1967. 66. P. 131–138.

  19. Senderoff. The metal molybdenum. Cleveland: Amer. Soc. Metals, 1968.

  20. Gurminder R.E., Cattoir F., Sullivan T. Molybdenum electrodeposition from fused chlorides // U.S. Bur. Mines. Report. Invest. № 6580.

  21. Филимонова Г.В., Морхов М.И. Электроосаждение молибдена из хлоридных расплавов // Тр. Всесоюзного ин-та хим. машиностроения. 1966. 51. С. 142.

  22. Барабошкин А.Н., Салтыкова Н.А., Таланова М.И. Структура сплошных осадков молибдена, полученных электролизом расплава KCl, K–MoCl // Тр. ин-та электрохимии УНЦ АН СССР. 1972. 18. С. 87.

  23. Mukherjee T.K., Cupta C.K. Molybdenum extraction from molybdenum sulfide // Met. Trans. 1974. № 5. P. 707–713.

  24. Stidhar R., Cupta C.K., Sundaram S.V. Nonaqueons media and molten salts. India, Hyderabud, 1978.

  25. Pini G., Ponzano R. La deposition de molibdene par electrolyse de sels faunds // Oberflachesuisse. 1977. 18. P. 97.

  26. Валеев З.И., Барабошкин А.Н. Электроосаждение молибдена из хлоридных расплавов // Высокочистые вещества. 1995. № 1. С. 66.

  27. Валеев З.И., Есина Н.О., Исаев В.А. Электроосаждение молибдена из хлоридных расплавов // В сб. Тезисы докл. ХII Россий. конф. по физ. химии и электрохимии расплавов и твердых электролитов. Нальчик, 2001. I. С. 223.

  28. Валеев З.И., Барабошкин А.Н., Мартемьянова З.С. Влияние очистки расплава от кислородных примесей на структуру и пластические свойства электроосажденного молибдена // Электрохимия. 1986. 22. С. 9.

  29. Барабошкин А.Н., Есина Н.О., Таланова М.И. Влияние кислородсодержащих примесей на скорость роста и растворение граней монокристаллов молибдена // Высокочистые вещества. 1988. № 5. С. 206.

  30. Topor D.C., Selman J.R. Electrodeposition of molybdenum from ftoride melts // J. Electrochem. Soc. 1988. 135. P. 384.

  31. Stern K.H. Potentiometric studies of same oxyanions in molten fluorides // J. Electrochem. Soc. 1989. 136. P. 439.

  32. Барабошкин А.Н., Салтыкова Н.А., Семенов Б.Г. Электроосаждение вольфрама и его сплавов из фторидных расплавов // Тр. ин-та электрохимии УНЦ АН СССР. 1976. 24. С. 28.

  33. Салтыкова Н.А., Барабошкин А.Н., Семенов Б.Г. О причинах нестабильности электроосаждения молибдена из фторидных расплавов // Тр. ин-та электрохимии УНЦ АН СССР. 1976. № 24. С. 32.

  34. Senderoff S., Mellors G.W. Electrodeposition of Coherent Deposits of Refractory Metals. VI. Mechanism for the deposition of molybdenum from a fluoride melt // J. Electrochem. Soc. 1967. 114. P. 586.

  35. Малышев В.В. Теоретические основы и практическая реализация электроосаждения молибдена в ионных расплавах // Киев: Теоретические основы химической технологии. 2007. 41. № 3. С. 302–318.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Расплавы

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал