ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ УЛЬТРАДИСПЕРСНЫХ ПОРОШКОВ ИНТЕРМЕТАЛЛИДОВ НА ОСНОВЕ ЛАНТАНА И КОБАЛЬТА ИЗ ХЛОРИДНЫХ РАСПЛАВОВ

Изучено совместное электровосстановление хлоридных комплексов лантана LaCl₆^3– и кобальта CoCl₄^2– в эквимольном расплаве KCl–NaCl на вольфрамовом электроде. Из результатов вольтамперных измерений следует, что потенциалы выделения La и Co на вольфрамовом электроде, покрытом предварительно выделившимся кобальтом, различаются более чем на 1,0 В. Поэтому электрохимический синтез интерметаллидов La и Co возможен только в кинетическом режиме. Разработан способ высокотемпературного электрохимического синтеза порошков интерметаллидов лантана и кобальта в галогенидных расплавах. Выявлены условия реализации совместного электровосстановления ионов La³⁺ и Co²⁺, на основе которых показана принципиальная возможность прямого электрохимического синтеза интерметаллидов лантана. Установлено, что механизм электросинтеза определяется условиями проведения электролиза. В потенциостатических условиях (при потенциалах отрицательнее потенциалов выделения более электроотрицательного элемента – лантана) имеет место совместное выделение La и Co, и процесс синтеза определяется энергией активации реакции взаимодействия лантана с кобальтом на катоде. В целом процесс электросинтеза интерметаллидов на основе La и Co определяется взаимосвязанными параметрами – составом электролитической ванны и напряжением на ней. Проведен высокотемпературный электрохимический синтез ультрадисперсных порошков интерметаллидов на основе лантана и кобальта (Сo₃La₂, Сo₇La₂, Co₁₃La) из хлоридных расплавов.

1. Ito T., Ido H. Electronic structures and magnetic properties of LaCo5, LaNi5, and LaCo3Ni2 //J. Appl. Phys. 2005. Vol. 97. P. 1—3.

2. Crisan V., Popescu V., Vernes A., Andreica D., Burda I., Cristea S., Caciuc V. Magnetic properties of LaCo5–xNix // Alloys and Compounds. 1995. Vol. 223. P. 70—73.

3. Kikuchi T., Yamasaki T., Nakamura T., Nakanishi M., Fuji T., Takada J., Ikeda Y. Magnetic properties of La—Co substituted M-type strontium hexaferrites prepared by polymerizable complex method // Magnetism Magnetic Mater. 2010. Vol. 322. P. 2381—2385.

4. Никитин С.А. Магнитные свойства редкоземельных металлов и их сплавов. М.: МГУ, 1989.

5. Сергеев В.В., Булыгина Т.И. Магнитотвердые материалы. М.: Энергия, 1980.

6. Strnat К.J. Modern permanent magnets for application in electrotechnology // J. Proc. IEEE. 1990. Vol. 78. P. 923–946.

7. Goodson T., Varnavski O., Wang Y. Optical properties and applications of dendrimermetal nanocomposites // Intern. Rev. Phys. Chem. 2004. Vol. 23. P. 109—150.

8. Kamat P.V. Photophysical, photochemical and photocatalytic aspects of metal nanoparticles // J. Phys. Chem. B. 2002. Vol. 106. P. 7729—7744.

9. Shen Y., Turgut Z., Horwath J., Huang M. Bulk nano-composite LaCo5/LaCo13 magnets // J. Appl. Phys. 2011. Vol.109. P. 07A 765.

10. Ковалевский А.В., Илющенко Н.Г., Варкин В.Н., Сорокина В.В. Диффузионное насыщение никеля и кобальта цирконием, лантаном и иттрием в галогенидных расплавах // Изв. вузов. Цвет. металлургия. 1988. No. 5. С. 20—22.

11. Yang Q., Qiu K., Pan S. Electroreduction of Co(II) and La(III) in urea melt // Rare Metals. 1995. Vol. 14. P. 133.

12. Liu L., Tong Y., Yang Q. Electroreduction Co(II), Ni(II), and codeposition with La(III) in urea-NaBr melt // Rare Metals. 2000. Vol. 19. P. 237—241.

13. Yuan D., Liu Y. Electrochemical preparation La—Co magnetic alloy films from dimethylsulfoxide // J. Mater. Chem. Phys. 2006. Vol. 96. P. 79—83.

14. Zhu D-R., Yang Q., Qiu K. Electrodeposition of Co and La—Co alloy in nonaqueous system // J. Electroplat. Finish. 1994. Vol. 13. P. 1—4.

15. Guo C.-Y., Wang J.-C., Chen B.-Q., Wang J.-G. Electrochemical studies on La—Co alloy film in acetamide-urea-NaBr melt system // Nonferr. Metal. Soc. 2005. Vol. 15. P. 1190—1193.

16. Gong X-Z., Liang Y-K., Tang J-N., Li J-Q. Preparation and characterization of La—Co alloy nanowire arrays by electrodeposition in AAO template under nonaqueous system // Trans. Nonferr. Metal. Soc. China. 2008. Vol. 18. P. 642—647.

17. Грилихес С.Я. Электрохимическое и химическое полирование. Л.: Машиностроение, 1987.

18. Карякин Ю.В. Чистые химические вещества. М.: Химия, 1974.

19. Лякишев Н.П. Диаграммы состояний двойных металлических систем. М.: Машиностроение, 1996. Т. 1.

20. Малышев В.В., Кушхов Х.Б. Успехи высокотемпературного электрохимического синтеза в ионных расплавах на рубеже веков // Журн. общ. химии. 2004. No. 8. C. 1223—1240.

21. Шаповал В.И., Малышев В.В., Новоселова И.А., Кушхов Х.Б. Современные проблемы высокотемпературного электрохимического синтеза соединений переходных металлов IV—VI групп // Успехи химии. 1995. No. 2. C. 133—141.