PL216443B1 - Sposób otrzymywania homogenicznych stopów ren-nikiel - Google Patents

Sposób otrzymywania homogenicznych stopów ren-nikiel

Info

Publication number
PL216443B1
PL216443B1 PL397508A PL39750811A PL216443B1 PL 216443 B1 PL216443 B1 PL 216443B1 PL 397508 A PL397508 A PL 397508A PL 39750811 A PL39750811 A PL 39750811A PL 216443 B1 PL216443 B1 PL 216443B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
rhenium
nickel
cathode
sulphate
vii
Prior art date
Application number
PL397508A
Other languages
English (en)
Other versions
PL397508A1 (pl
Inventor
Dorota Kopyto
Mieczysław Kwarciński
Andrzej Chmielarz
Grzegorz Benke
Krystyna Anyszkiewicz
Original Assignee
Inst Metali Nieżelaznych
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Inst Metali Nieżelaznych filed Critical Inst Metali Nieżelaznych
Priority to PL397508A priority Critical patent/PL216443B1/pl
Priority to PL12460097T priority patent/PL2610371T3/pl
Priority to ES12460097.4T priority patent/ES2477328T3/es
Priority to EP12460097.4A priority patent/EP2610371B1/en
Publication of PL397508A1 publication Critical patent/PL397508A1/pl
Publication of PL216443B1 publication Critical patent/PL216443B1/pl

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D3/00Electroplating: Baths therefor
    • C25D3/02Electroplating: Baths therefor from solutions
    • C25D3/56Electroplating: Baths therefor from solutions of alloys
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D3/00Electroplating: Baths therefor
    • C25D3/02Electroplating: Baths therefor from solutions
    • C25D3/56Electroplating: Baths therefor from solutions of alloys
    • C25D3/562Electroplating: Baths therefor from solutions of alloys containing more than 50% by weight of iron or nickel or cobalt

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)
  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania homogenicznych stopów ren-nikiel na drodze elektrowydzielania z roztworów wodnych.
Ren jako metal trudnotopliwy, cechujący się szeregiem unikalnych własności, zyskuje na znaczeniu jako wysokiej jakości tworzywo inżynierskie. Własności renu sprzyjają jego zastosowaniu w wielu dziedzinach techniki, takich jak lotnictwo, astronautyka, atomistyka, elektrotechnika, biomedycyna. Szybko wzrasta zastosowanie renu jako składnika nadstopów stosowanych między innymi do wytwarzania łopatek turbin silników odrzutowych. Dodatek od 3 do 6% Re do nadstopów niklowych umożliwia pracę silników w wyższych temperaturach, przy wyższych obrotach, co poprawia zarówno osiągi jak i powoduje oszczędność paliwa.
Aktualnie dwiema głównymi metodami produkcji renu metalicznego są metalurgia proszkowa (P/M - powder metallurgy) oraz chemiczne osadzanie z fazy gazowej (CVD - chemical vapor deposition). Są to procesy kosztowne, skomplikowane i energochłonne.
Elektrowydzielanie renu oraz stopów renu przebiegające w niskich temperaturach z użyciem nietoksycznych roztworów wodnych, przy niskim zużyciu energii, może stanowić alternatywę dla dotychczasowych metod. Otrzymane w procesie katodowym zwarte, metaliczne i jednorodne osady katodowe stanowią doskonały materiał na stopy wstępne, zaprawy w procesach komponowania stopów specjalnych, czy nadstopów zawierających ren.
Znany z opisu patentowego US 7368048 sposób wytwarzania powłok ze stopów renu, stosowanych jako powłoki odporne na wysokie temperatury, polega na zastosowaniu elektrolitu zawierającego jony renianu(VII) metalu stopowego wybranego z grupy Ni, Co, Fe oraz Cr(III), Li i Na, a także kwas organiczny wybrany z grupy kwasów karboksylowych lub aminokarboksylowych (np. kwas cytrynowy), stosowany jako czynnik kompleksujący. Sposób ten pozwala uzyskać odpowiedniej jakości 2 powłoki galwaniczne o grubości od 10 do 30 μm, przy zastosowaniu gęstości prądu równej 10 A/dm .
W opisie patentowym nr US 3668083 przedstawiono sposób elektrowydzieIania renu i jego stopów, w postaci powłok charakteryzujących się niskimi naprężeniami wewnętrznymi, z kąpieli renowej z dodatkami jednego lub więcej związków chemicznych wybranych z grupy następujących soli: siarczanu(VI) magnezu, amidosulfonianu magnezu, siarczanu(VI) glinu i amidosulfonianu glinu.
W opisanych technologiach otrzymywania renu i jego stopów czynnikami zapewniającymi otrzymywanie dobrych jakościowo powłok były dodatki do elektrolitu soli przewodzących, związków kompleksujących, soli stabilizujących procesy zachodzące w strefach przyelektrodowych, czy jonów amidosulfonowych powodujących otrzymywanie osadów drobnokrystalicznych, charakteryzujących się dużą plastycznością i małymi naprężeniami. Technologie te odnoszą się jedynie do otrzymywania cienkich powłok a nie do masowej produkcji stopów renu.
Istotą wynalazku jest sposób otrzymywania stopów ren-nikiel na drodze elektrowydzielania z roztworów wodnych.
Zgodny z wynalazkiem sposób otrzymywania stopów elektrolitycznych ren-nikiel polega na zastosowaniu siarczanowej niklowej kąpieli elektrolitycznej, składającej się z siarczanu(VI) niklu(ll), siarczanu(VI) sodu i kwasu borowego.
Do siarczanowej niklowej kąpieli elektrolitycznej, stosowanej do produkcji niklu katodowego, wprowadza się ren w postaci jonów renianowych(VII), korzystnie jako renian(VII) amonu w ilości od 2 3 do 100 g/dm3, i następnie w temperaturze z zakresu od 10 do 80°C, korzystnie w temperaturze 55°C, prowadzi się proces elektrowydzieIania stopu ren-nikiel na umieszczonej centralnie w elektrolizerze katodzie. Po obu jej stronach umieszcza się nieroztwarzalne anody, korzystnie tytanowe, pokryte tlen2 kami metali. Katodowa gęstość prądu wynosi < 5A/dm , zaś pH kąpieli wynosi od 1 do 8.
Laminarny przepływ elektrolitu prowadzi się z prędkością liniową od 1 do 5 cm/min dla gęstości 3 objętościowej ładunku elektrycznego wynoszącej od 1 do 5 Ah/dm3. Proces zatem jest prowadzony w warunkach stabilizacji pH strefy przykatodowej.
W przedstawionych warunkach otrzymuje się osad stopowy ren-nikiel, charakteryzujący się zwartą, metaliczną, gładką i jednolitą strukturą, z wysoką wydajnością prądową wynoszącą > 95%, przy jednostkowym zużyciu energii elektrycznej w granicach 2,0 + 2,5 kWh/kg stopu.
Otrzymane stopowe osady katodowe po 48 godzinach procesu elektrowydzielania mają grubość >1,5 mm i następującą zawartość głównych składników:
Re - ok. 20 + 80% wagowych (ok. 7 + 56% atomowych),
Ni - ok. 20 + 80% wagowych (ok. 44 + 93% atomowych).
PL 216 443 B1
Korzystnym skutkiem przedstawionego wynalazku jest otrzymywanie zwartego, jednorodnego osadu stopowego ren-nikiel, o charakterze roztworu stałego i zawartości do 80% wagowych renu. Może on znaleźć zastosowanie do wytwarzania stopów specjalnych.
Sposób według wynalazku ilustruje poniższy przykład.
P r z y k ł a d
Proces elektrowydzielania stopu ren-nikiel prowadzono w elektrolizerze przepływowym, w którym elektrolit podaje się od dołu elektrolizera, a odprowadza się przelewem umieszczonym w jego górnej części. Przepływ elektrolitu miał charakter laminarny, równoległy do powierzchni katody i anod, co skutkowało stabilizacją pH strefy katodowej oraz wynoszeniem nadmiaru jonów wodorowych na 3 zewnątrz elektrolizera. Stosowano elektrolit niklowo-renowy zawierający 13,6 g/dm3 renu w formie 33 renianu(VII) amonu, 47,8 g/dm3 niklu w formie siarczanu(VI) niklu(ll), kwas borowy w ilości 10,0 g /dm3 3 oraz 80,0 g/dm3 siarczanu(VI) sodu. Proces prowadzono w temperaturze 55°C przy katodowej gęsto2 ści prądu 1,5 A/dm i pH elektrolitu w granicach 2,4 + 3,6. Liniowa prędkość przepływu elektrolitu wy3 nosiła 3,0 cm/min, a gęstość objętościowa ładunku elektrycznego była równa 3,0 Ah/dm3. W wyniku procesu trwającego 48 godzin otrzymano osad katodowy stopu ren-nikiel, błyszczący, metaliczny, drobnokrystaliczny, bez spękań i dendrytów, o grubości ok. 1,5 mm i zawartości 46,1% wagowych renu (21,4% atomowych) oraz 53,5% wagowych niklu (78,6% atomowych). Wydajność prądowa wydzielania tego stopu wynosiła 99,9%, przy jednostkowym zużyciu energii elektrycznej wynoszącym 2,13 kWh/kg stopu.

Claims (1)

  1. Sposób otrzymywania homogenicznych stopów ren-nikiel na drodze elektrowydzielania z roztworów wodnych, znamienny tym, że do siarczanowej niklowej kąpieli elektrolitycznej stosowanej do produkcji niklu katodowego, zawierającej siarczan(VI) niklu(ll), siarczan(VI) sodu i kwas borowy, 3 wprowadza się jony renu w postaci renianu(VII) amonu w ilości od 2 do 100 g/dm3, i następnie w temperaturze z przedziału od 10 do 80°C, korzystnie 55°C, prowadzi się proces elektrowydzieIania stopu ren-nikiel na umieszczonej centralnie w elektrolizerze katodzie, po obu stronach której rozmieszczone są nieroztwarzalne anody, korzystnie tytanowe, pokryte tlenkami metali, przy czym katodową gęstość 2 prądu dobiera się jako < 5 A/dm przy pH kąpieli wynoszącym od 1 do 8, z tym że laminarny przepływ elektrolitu ma zakres prędkości liniowej od 1 do 5 cm/min dla gęstości objętościowej ładunku elek3 trycznego wynoszącej od 1 do 5 Ah/dm3.
PL397508A 2011-12-27 2011-12-27 Sposób otrzymywania homogenicznych stopów ren-nikiel PL216443B1 (pl)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL397508A PL216443B1 (pl) 2011-12-27 2011-12-27 Sposób otrzymywania homogenicznych stopów ren-nikiel
PL12460097T PL2610371T3 (pl) 2011-12-27 2012-12-27 Sposób otrzymywania stopów ren - nikiel
ES12460097.4T ES2477328T3 (es) 2011-12-27 2012-12-27 Método de preparación de aleaciones de renio-níquel
EP12460097.4A EP2610371B1 (en) 2011-12-27 2012-12-27 Method of preparing rhenium - nickel alloys

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL397508A PL216443B1 (pl) 2011-12-27 2011-12-27 Sposób otrzymywania homogenicznych stopów ren-nikiel

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL397508A1 PL397508A1 (pl) 2013-03-18
PL216443B1 true PL216443B1 (pl) 2014-04-30

Family

ID=47603183

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL397508A PL216443B1 (pl) 2011-12-27 2011-12-27 Sposób otrzymywania homogenicznych stopów ren-nikiel
PL12460097T PL2610371T3 (pl) 2011-12-27 2012-12-27 Sposób otrzymywania stopów ren - nikiel

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL12460097T PL2610371T3 (pl) 2011-12-27 2012-12-27 Sposób otrzymywania stopów ren - nikiel

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP2610371B1 (pl)
ES (1) ES2477328T3 (pl)
PL (2) PL216443B1 (pl)

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1771763A1 (pl) 1967-07-03
FR2770277A1 (fr) * 1997-10-29 1999-04-30 Framatome Sa Procede de reparation par chemisage d'un tube et utilisation du procede
WO2003062501A1 (fr) 2002-01-18 2003-07-31 Japan Science And Technology Agency Procede pour former un film de revetement en alliage de re ayant une teneur elevee en re par electroplacage

Also Published As

Publication number Publication date
ES2477328T3 (es) 2014-07-16
EP2610371A1 (en) 2013-07-03
PL2610371T3 (pl) 2014-08-29
PL397508A1 (pl) 2013-03-18
EP2610371B1 (en) 2014-05-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Sharma et al. Electrowinning of cobalt from sulphate solutions
CN101994128A (zh) 采用离子液体低温电沉积制备Al-Ti合金或电镀Al-Ti合金的方法
US12203190B2 (en) Compositionally modulated zinc-iron multilayered coatings
EP2877615B1 (en) Electrodeposition process of nickel-cobalt coatings with dendritic structure
Shriram et al. Electrodeposition of nanocrystalline nickel—A brief review
Zemanová et al. Ni-W alloy coatings deposited from a citrate electrolyte
CN102392278B (zh) 低温熔盐体系中电镀Al-Ni合金的方法
Xing et al. Study of process parameters and deposition mechanism of composite co-deposited Cu/Co-Mo-Ce on aluminum alloy surface
Rezaei et al. A new Co-doped PbO2 anode for copper electrowinning: Electrochemical and morphological characterization
CN102337570A (zh) 离子液体体系中共沉积Al-Mn合金镀层的方法
Nenastina et al. Galvanochemical formation of functional coatings by the cobalt-tungsten-zirconium alloys
CN102324276B (zh) 铜包铝镁双金属导线生产工艺
PL216443B1 (pl) Sposób otrzymywania homogenicznych stopów ren-nikiel
CN106521581A (zh) 一种离子液体电镀Ni‑Cr‑P合金镀层的方法
Baraka et al. Electrodeposition of rhodium metal on titanium substrates
EP3412799A1 (en) Compositionally modulated zinc-iron multilayered coatings
CN104611735A (zh) 一种碳纳米管复合铬电镀液及电镀方法
CN101914791B (zh) 一种耐蚀性铝锰合金层的电镀方法
Ghosh Electrodeposition of Cu, Sn and Cu-Sn alloy from choline chloride ionic liquid
Devyatkina et al. Deposition of protective-decorative coatings onto aluminum alloys
RU2132889C1 (ru) Способ получения электролита для осаждения металлического никеля (варианты)
CN120350417B (zh) 一种利用室温非质子溶剂在镁锂合金表面电镀铝或铝锌合金的方法
CĂPRĂRESCU et al. OPTIMIZATION OF THE ELECTROPLATING PROCESS OF PURE NICKEL AND NICKEL/TiO2 COATINGS AND THEIR CORROSION BEHAVIORS IN NATURAL SEAWATER
CN108360028A (zh) 一种利用双脉冲制备Ni/ZrO2二元梯度功能材料的方法
Ying et al. Study on a novel cyanide-free copper (I)-based bath for direct electroplating on steel substrate.