D0第8接3巢期sn100103x.1996.光0京科技大学学报 Vol.18 No.1 199%年2月 Journal of University of Science and Technology Beijing Feb.199% 氟化物熔体中电解共沉积硼化钛的阴极过程* 段淑贞石青荣王新东苑联雨 北京科技大学物理化学系，北京100083 摘要采用循环伏安法首次研究了LF一NF-K2TF。-KBF,熔盐体系中钛离子和硼离子在铂、 钼电极上电化学还原及电合成硼化钛的阴极过程机理，对恒电位电解的沉积物进行了X射线衍 射分析.结果表明，当体系中硼钛摩尔比B/T大于2时，钛与硼可在同一电位下实现电解共沉 积并反应生成硼化钛， 关键词硼化钛，电解共沉积，电合成，氟化物熔盐 中图分类号TF123.132,TF123.32 目前熔盐体系中电化学合成TB,的阴极过程机理的研究国内尚未见报道，国外文献报 道也较少l斗本文主要采用循环伏安法研究了LiF-NaF低共熔体中，以K,TF。形式加入 的T(V)和以KBF,形式加入的Bi(Ⅲ)在铂、钼电极上还原及电化学合成TB,的阴极过 程机理.探讨体系中钛离子和硼离子如何在同一电位下实现电解共沉积并反应生成TB,.在 机理研究基础上，进行了恒电位电解工艺实验，并对产物进行了X射线衍射分析· 1 实验方法 实验方法在文献[3]中已有详细描述，需要补充的是，研究电极过程机理时所采用 的工作电极为直径0.5mm的铂丝和直径1mm的钼丝；参比电极用直径0.5mm铂丝；辅助电极是经过 处理的光谱纯石墨棒.研究电沉积工艺时用50mm×10mm钼片、15mm×9mm镍片、直径6mm 不锈钢管等作工作电极（阴极）；以盛熔盐的高纯石墨坩埚兼作辅助电极〔阳极)·电解后的 阴极在除去表面的盐份后，进行X射线衍射分析，以弄清其表面的物相， 2结果与讨论 2.1熔盐背底研究 图I是LiF-NaF混合熔盐净化之后，未加人电活性物质K,TF。和KBF,之前的循环 伏安图，显然，在阴极电位正于一155V(相对于铂参比电极)时，残余电流很小，表明在 750℃、电位正于一1.55V时，几乎没有任何离子在铂电极上发生电化学反应.当电位负于 一155V时，熔盐中碱金属离子将发生还原反应.因此，在研究钛离子和硼离子的阴极过程时，阴 极电位控制窗口为-1.55V. 1995-08-19收稿 第一作者女65岁教授 *国家自然科学基金和金属腐蚀与防护国家重点实验室资助项目第 81 卷 第 1期 北 京 科 技 大 学 学 报 1望场 年 2 月 Jo u r n a l o f U苗 ~ tiy o f s ~ ce a nd Te c h n o lo gy Be ji i n g V J 。 18 N心 万功 。 】望拓 氟化物熔体 中电解共沉 积硼 化钦 的 阴极过程 ’ 段淑 贞 石 青荣 王新 东 苑联 雨 北京科 技大学 物理化学 系 , 北京 10〕粥 摘要 采用 循 环伏安 法首 次研究了 L 正 一 N h 「一 K Z T 正 6 一 K B F 4 熔盐体 系 中钦离 子 和 硼 离子 在铂 、 铝 电极 上 电化学还原及 电合成硼 化钦的阴极 过程机理 . 对恒 电 位 电解 的沉 积物进 行 了 X 射 线衍 射分析 . 结果表 明 , 当体系 中硼 钦摩尔 比 B爪 大于 2 时 , 钦 与 硼 可 在 同一 电 位下 实现 电解 共 沉 积并反 应生成硼 化钦 . 关键词 硼 化钦 , 电解 共沉积 , 电合成 , 氟化物熔盐 中图分类号 FT 12 3 . 13 2 , FT 1233 2 目前熔 盐体 系 中 电化 学合 成 T IB : 的阴极过 程机 理 的研 究 国 内 尚未 见 报 道 , 国 外 文献 报 道 也 较少 [ ’ , ’ } . 本文 主要采 用循 环伏安 法研究 了 L 正 一 Na F 低共熔 体 中 , 以 K Z T IF 。 形 式加人 的 iT ( W ) 和 以 K B F 4 形式 加人 的 iB ( 1 ) 在 铂 、 钥 电极 上 还 原 及 电化 学 合 成 T 讯 2 的 阴极 过 程 机 理 . 探讨体 系 中钦离 子和硼 离子 如何在 同一 电位 下实 现 电解 共沉 积并 反 应 生 成 T泊 : . 在 机 理研 究基 础上 , 进 行 了恒 电位 电解 工艺 实验 , 并对 产物进 行 了 X 射 线衍 射分析 . 1 实验方 法 实 验 方 法 在 文 献【3] 中 已 有 详 细 描 述 . 需 要 补 充 的 是 , 研 究 电 极 过 程 机 理 时 所 采 用 的工 作电极为 直径0 . 5 111111 的铂丝和直径 1 1l l ln 的钥丝 ; 参比电极用直浦召〕 . s n 卫们 铂丝 ; 辅助电圈瞿召丈 处 理 的光谱纯石墨棒 . 研究电沉积工艺时用 50 ~ x 10 111111 钥片 、 巧 n ln 氏 x g n 刀们 镍片 、 直径 6 r n n n 不锈 钢管等 作工作 电极 ( 阴极 ) ; 以 盛熔 盐 的 高 纯 石 墨增涡 兼 作 辅 助 电极 ( 阳 极 ) . 电解 后 的 阴极在 除去 表面 的盐份 后 , 进行 X 射 线衍射 分析 , 以弄 清其 表面 的物相 . 结果 与讨论 熔盐 背底 研究 图 1 是 L 于一 aN F 混合熔 盐净 化 之后 , 未 加 人 电 活性 物 质 长 T 于 。 和 K B F 4 之 前 的循 环 伏 安 图 . 显 然 , 在 阴极 电位 正 于 一 1 . 5 V ( 相 对 于 铂参 比 电极 ) 时 , 残 余 电流 很 小 , 表 明 在 75 0℃ 、 电 位正 于 一 1 . 5 V 时 , 几乎 没有任 何 离 子在 铂 电极 上 发 生 电化学 反应 . 当电位 负于 一 1 . 5 5 V 时 , 熔盐中碱金属离子将发生还原反应 . 因此 , 在研究钦离子和硼离 子的阴极过程 时 , 阴 极 电位控 制窗 口 为 一 l . 5 .V 1卯 5 一 08 一 19 收稿 第一 作者 女 65 岁 教 授 申 国 家 自然科 学基金 和金属 腐蚀 与防护 国家重 点实验室 资助 项 目 DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 1996. 01. 011