PL229596B1 - Sposób otrzymywania stopów trójskładnikowych ren-kobalt-molibden - Google Patents
Sposób otrzymywania stopów trójskładnikowych ren-kobalt-molibdenInfo
- Publication number
- PL229596B1 PL229596B1 PL413735A PL41373515A PL229596B1 PL 229596 B1 PL229596 B1 PL 229596B1 PL 413735 A PL413735 A PL 413735A PL 41373515 A PL41373515 A PL 41373515A PL 229596 B1 PL229596 B1 PL 229596B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- solution
- cobalt
- rhenium
- ppm
- molybdenum
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 33
- GVJYBSNWIQFENW-UHFFFAOYSA-N cobalt molybdenum rhenium Chemical compound [Mo].[Re].[Co] GVJYBSNWIQFENW-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 10
- 229910001182 Mo alloy Inorganic materials 0.000 title abstract description 14
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 55
- WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N rhenium atom Chemical compound [Re] WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 40
- 229910052702 rhenium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 34
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims abstract description 25
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims abstract description 25
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 25
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 20
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 18
- KTVIXTQDYHMGHF-UHFFFAOYSA-L cobalt(2+) sulfate Chemical compound [Co+2].[O-]S([O-])(=O)=O KTVIXTQDYHMGHF-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 18
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 16
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- -1 citrate ions Chemical class 0.000 claims abstract description 7
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 6
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-K Citrate Chemical compound [O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims abstract description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims abstract description 3
- 239000001509 sodium citrate Substances 0.000 claims abstract description 3
- TVXXNOYZHKPKGW-UHFFFAOYSA-N sodium molybdate (anhydrous) Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Mo]([O-])(=O)=O TVXXNOYZHKPKGW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- HRXKRNGNAMMEHJ-UHFFFAOYSA-K trisodium citrate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O HRXKRNGNAMMEHJ-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims abstract description 3
- 229940038773 trisodium citrate Drugs 0.000 claims abstract description 3
- 239000008139 complexing agent Substances 0.000 claims abstract 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 31
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 22
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 21
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 10
- XLJKHNWPARRRJB-UHFFFAOYSA-N cobalt(2+) Chemical compound [Co+2] XLJKHNWPARRRJB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 6
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910002058 ternary alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 claims description 2
- 229940001585 sodium molybdate(vi) Drugs 0.000 claims 1
- 239000011684 sodium molybdate Substances 0.000 abstract description 2
- 235000015393 sodium molybdate Nutrition 0.000 abstract description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 32
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 32
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 8
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 8
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 7
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 6
- MEFBJEMVZONFCJ-UHFFFAOYSA-N molybdate Chemical compound [O-][Mo]([O-])(=O)=O MEFBJEMVZONFCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 5
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 5
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 4
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 4
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 4
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 4
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 4
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 4
- 229910000601 superalloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 206010014405 Electrocution Diseases 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- YASYEJJMZJALEJ-UHFFFAOYSA-N Citric acid monohydrate Chemical compound O.OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O YASYEJJMZJALEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000691 Re alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229960002303 citric acid monohydrate Drugs 0.000 description 2
- 210000001787 dendrite Anatomy 0.000 description 2
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 239000003870 refractory metal Substances 0.000 description 2
- NLJMYIDDQXHKNR-UHFFFAOYSA-K sodium citrate Chemical compound O.O.[Na+].[Na+].[Na+].[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O NLJMYIDDQXHKNR-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical class [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910000531 Co alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical class FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 229910002065 alloy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 229910002056 binary alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 229960004106 citric acid Drugs 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 description 1
- 230000000536 complexating effect Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Chemical class 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Chemical class 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011133 lead Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- UJRJCSCBZXLGKF-UHFFFAOYSA-N nickel rhenium Chemical compound [Ni].[Re] UJRJCSCBZXLGKF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 description 1
- HYERJXDYFLQTGF-UHFFFAOYSA-N rhenium Chemical compound [Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re][Re] HYERJXDYFLQTGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 1
- HRLYFPKUYKFYJE-UHFFFAOYSA-N tetraoxorhenate(2-) Chemical compound [O-][Re]([O-])(=O)=O HRLYFPKUYKFYJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
- Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Abstract
Sposób otrzymywania stopów trójskładnikowych ren-kobalt-molibden na drodze elektrowydzielania z roztworów wodnych charakteryzuje się tym, że do wodnego roztworu siarczanu(VI) kobaltu(II) zawierającego 5 - 50 g/dm3 Co, podgrzanego do temperatury 30 - 90°C dodaje się przy intensywnym mieszaniu roztworu jony czynnika kompleksującego, korzystnie jony cytrynianowe w postaci kwasu cytrynowego i/lub cytrynianu trisodowego w takiej ilości aby stosunek molowy jonu cytrynianowego do kobaltu był większy niż 1, a mniejszy niż 10, następnie wprowadza się roztwór renianu(VII) kobaltu(II) o stężeniu renu 1 - 20 g/dm3 Re, oraz roztwór molibdenianu(VI) sodu w ilości od 1 do 10 g Mo na każdy 1 dm3 roztworu oraz dodaje się wodnego roztworu węglanu sodu o stężeniu 20 - 160 g/dm3 i/lub 20 - 40% roztworu wodorotlenku sodu, aż do uzyskania pH roztworu na poziomie 3 - 8, korzystnie 4,5.
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania stopów trójskładnikowych ren-kobalt-molibden na drodze elektrowydzielania z roztworów wodnych, stosowanych zwłaszcza do produkcji stopów o specjalnym zastosowaniu.
Zarówno ren jak i molibden są metalami trudnotopliwymi, w dużej mierze stosowane do otrzymywania superstopów. Stopy niklowe, bądź kobaltowe zawierające te metale, wykorzystywane są zwłaszcza w warunkach działania obciążeń mechanicznych, termicznych oraz agresywnego środowiska. Ważne przy ich praktycznym wykorzystaniu jest to, że zachowują one stabilność, twardość oraz odporność na ścieranie i zginanie w wysokiej temperaturze. Powłoki z tych stopów są nanoszone na powierzchnie elementów urządzeń pracujących w zakresie wysokich temperatur, np. łopatki turbin gazowych, silników odrzutowych czy rur stosowanych w kotłach parowych, w celu poprawy zarówno odporności termicznej, jak i odporności na korozję.
Stopy tego rodzaju bardzo trudno jest otrzymać konwencjonalnymi metodami termicznymi, z powodu znacznej różnicy temperatury topnienia poszczególnych składników: Co-1495°C, Re-3180°C, Mo-2620°C, a także ich ograniczoną wzajemną rozpuszczalnością.
Możliwe jest otrzymywanie renu i/lub molibdenu w postaci stopów z innymi metalami wchodzącymi w skład superstopów, najczęściej niklem lub kobaltem. Stopy takie najczęściej otrzymuje się, podobnie jak sam ren, poprzez chemiczne osadzanie z fazy gazowej (CVD - Chemical vapor deposition) lub wykorzystując metalurgię proszkową poprzez wygrzewanie silnie sprasowanych kształtek w atmosferze redukującej (tlenków i innych związków zawierających metale stopu) lub obojętnej (metale wchodzące w skład stopu). Źródłem renu bądź molibdenu jest najczęściej renian(VII) lub molibdenian amonu lub potasu, czy renian(VII) lub molibdenian(VI) metalu wchodzącego w skład stopu, znacznie rzadziej proszek metalicznego renu, czy molibdenu z uwagi na ich bardzo wysoka cenę.
Znane są metody bezprądowe trzymywania stopów zawierających metal lub metale trudnotopliwe np.: Re, Mo, W oraz co najmniej jeden pierwiastek stopowy, taki jak: Co, Ni, Fe, Cr, z wykorzystaniem stopionych soli chlorku lub fluoru, tak jak opisano to w patencie US 6899926. Metoda ta pozwala jedynie na nanoszenie powłok z takich stopów na powierzchnie elementów urządzeń narażonych na działanie wysokiej temperatury w celu przedłużenia ich żywotności.
Możliwe jest elektrochemiczne otrzymanie stopów zawierających ren i molibden z roztworów wodnych, przy stosowaniu niskiej temperatury, ale jedynie w obecności metalu indykującego ten proces, np.: niklu, kobaltu lub żelaza. Metoda elektrowydzielania stopów zawierających ren i molibden z niklem lub kobaltem, przebiegająca w zakresie niskiej temperatury, przy użyciu roztworów wodnych i o niskim zużyciu energii, może stanowić alternatywę dla dotychczasowych stosowanych opracowań. Otrzymywane w procesie elektrodowym metaliczne i jednorodne osady katodowe stopu Re-Co-Mo stanowią doskonały materiał na stopy wstępne, zaprawy w procesach komponowania stopów specjalnych, czy superstopów zawierających ren i molibden. Nikiel, jak i kobalt, których obecność jest konieczna przy elektrowydzielaniu renu i/lub molibdenu, ze względu na ich cechę „indukowania”, współosadzania tych metali są najczęściej głównymi składnikami superstopów, czy stopów specjalnych.
Znane są z licznych opisów patentowych sposoby otrzymywania elektrochemicznych stopów zawierających ren i kobalt, najczęściej w postaci cienkich powłok lub proszków (US 7368048, JP 3904197, JP 3942437, US 3668083, US 8691678, US 6695960). Elektrochemiczne stopy molibdenu najczęściej są wytwarzane jako cienkie powłoki stopów dwuskładnikowych z niklem, rzadziej z kobaltem, albo jako stopy trój lub wieloskładnikowe na bazie niklu lub niklowo-kobaltowe (US 8551316, WO 2008057710, US 394733, US 8551316, JP 2599178, JP 2005082856, US 3947331 UA 50997, liczne publikacje: N. Eliaz z zespołem, K. Mech z zespołem, M. Plata-Torres z zespołem, L. Ribić-Zelenović z zespołem, A. Subramania z zespołem, E. Bełtowska-Lehman z zespołem). W patencie PL 162584opisano sposób otrzymywania galwanicznej powłoki stopowej trójskładnikowej zawierającej ren, ale jedynie z niklem i palladem.
Brak jest doniesień literaturowych oraz patentów, czy zgłoszeń patentowych opisujących sposób otrzymywania elektrochemicznych stopów trójskładnikowych kobaltowych zawierających zarówno ren jak i molibden. A dotychczas znane i opisane technologie elektrochemicznego otrzymywania stopów renu czy stopów molibdenu, odnoszą się jedynie do otrzymywania powłok galwanicznych, najczęściej na podłożu z miedzi lub złota, czy platyny, a nie do masowej produkcji tych stopów. Znany jest wprawdzie z opisu patentowego PL 216443 sposób otrzymywania stopów renu umożliwiających produkcję na
PL 229 596 B1 skalę przemysłową, patent ten dotyczy jedynie otrzymywania stopów dwuskładnikowych renu z niklem, który nie zawiera ani kobaltu, ani molibdenu.
Korzyści wynikające z elektrochemicznego otrzymywania stopów Re-Co-Mo, to zmniejszenie kosztów produkcji związane z: przebiegiem procesu w zakresie niskiej temperatury, użyciem nietoksycznych roztworów wodnych, zagospodarowaniem odpadów i ścieków oraz brakiem konieczności stosowania skomplikowanej i kosztownej aparatury. Otrzymywanie stopów jednorodnych o stabilnym składzie pozwala na jego masową produkcję i czyni tą metodę konkurencyjną w stosunku do dotychczas stosowanych technologii.
Istotą wynalazku, jest sposób otrzymywania stopów trójskładnikowych ren-kobalt-molibden na drodze elektrowydzielania z roztworów wodnych. Sposób charakteryzuje się tym, że do wodnego roztworu siarczanu(VI) kobaltu(II) zawierającego 5-50 g/dm3 Co, korzystnie 20 g/dm3 Co podgrzanego do temperatury 30-90°C dodaje się przy intensywnym mieszaniu roztworu jony czynnika kompleksującego, korzystnie jony cytrynianowe w postaci kwasu cytrynowego i/lub cytrynianu trisodowego w takiej ilości aby stosunek molowy jonu cytrynianowego do kobaltu był większy niż 1, a mniejszy niż 10. Do tak otrzymanego wprowadza się roztwór renianu(VII) kobaltu(II) o stężeniu renu 1-20 g/dm3 Re, korzystnie 6 g/dm3 oraz roztwór molibdenianu(VI) sodu w ilości od 1 do 10 g Mo na każdy 1 dm3 roztworu, korzystnie 5,0 g/dm3 Mo, pH roztworu stabilizuje się na poziomie 3-8, korzystnie 4,5, poprzez dodatek wodnego roztworu węglanu sodu o stężeniu 20-160 g/dm3 i/lub 20-40% roztworu wodorotlenku sodu.
Tak przygotowany elektrolit umieszcza się w elektrolizerze przepływowym korzystnie z przepływem laminarnym, z ułożonymi równolegle względem siebie w układzie naprzemiennym elektrodami, stałowymiarowymi anodami i katodami wykonanymi z miedzi, niklu, kobaltu lub platyny, korzystnie niklu, o identycznej powierzchni czynnej przeciwelektrod. Proces elektrowydzielania prowadzi się w temperaturze nie przekraczającej 80°C, korzystnie 50°C, przy katodowej gęstości prądu wynoszącej 0,5-15 A/dm2, korzystnie 2,0 A/dm2, tak aby pH roztworu nie obniżyło się do poziomu poniżej 3,0 z równoczesnym utrzymaniem stężenia kobaltu, renu i molibdenu odpowiednio na poziomie powyżej 10 g/dm3, 3 g/dm3 i 1 g/dm3.
W przedstawionych warunkach otrzymuje się osad stopowy Re-Co-Mo, charakteryzujący się metaliczną strukturą i stabilnym składem, z wydajnością prądową, wynoszącą >40%, przy jednostkowym zużyciu energii elektrycznej w granicach 3,0-6,0 kWh/kg stopu. Szybkość elektrowydzielania stopów mieści się w zakresie od 0,1 do 15 g/A-dm3.
Otrzymane stopowe osady katodowe są w postaci jednorodnego osadu stopowego ren-kobalt-molibden, bądź w postaci zwartego osadu o zawartości renu 50-60% i molibdenu 8-15%, resztę stanowi kobalt, bądź jednorodnego proszku stopu o stabilnym składzie: ren 20-50%, molibden 20-30%. Sposób według wynalazku umożliwia otrzymywanie stopów Re-Co-Mo zawierających poniżej 500 ppm zanieczyszczeń metalicznych (Cr, Zn, Al, Mg, Mn, Cu, Pb, Fe, Bi, Ca, As, W, Ni, Na, K).
Sposób według wynalazku ilustrują poniższe przykłady.
P r z y k ł a d I
Do wodnego roztworu siarczanu(VI) kobaltu(II) podgrzanego do temperatury 60°C dodano, przy intensywnym mieszaniu roztworu 125 g na każdy 1 dm3 roztworu dwuwodnego cytrynianu trisodowego, następnie wprowadzono roztwór renianu(VII) kobaltu(II), oraz roztwór molibdenianu(VI) sodu. W tak otrzymanym roztworze stężenie kobaltu wynosiło 14,1 g/dm3 Co, renu 6,6 g/dm3 Re, molibdenu
5,8 g/dm3 Mo, pH roztworu skorygowano poprzez dodatek wodnego roztworu węglanu sodu o stężeniu 160 g/dm3 do wartości 4,5. Tak przygotowany elektrolit umieszczono w elektrolizerze przepływowym z przepływem laminarnym, zapewniającym stabilizację pH strefy katodowej oraz wynoszeniem nadmiaru jonów wodorowych na zewnątrz elektrolizera. Elektrody, katody z niklu, anody DSA, były ułożone w elektrolizerze równolegle względem siebie w układzie naprzemiennym. Proces elektrowydzielania prowadzono w temperaturze 50°C, przy katodowej gęstości prądu wynoszącej 1,0 A/dm2 i pH roztworu w granicach 4,2-4,7 korygując je poprzez dodatek wodnego roztworu węglanu sodu o stężeniu 160 g/dm3. Liniowa prędkość przepływu elektrolitu wynosiła 3,0 cm/min, a gęstość objętościowa ładunku elektrycznego była równa 3,0 Ah/dm3. W wyniku procesu trwającego 2 godzin otrzymano osad katodowy stopu ren-kobalt-molibden błyszczący, metaliczny, drobnokrystaliczny, bez spękań i dendrytów, o zawartości 56,1% wagowych renu, 12,4% wagowych molibdenu i 31,5% wagowych kobaltu i zanieczyszczeniach metalicznych poniżej 100 ppm (Cr=4 ppm; Zn=5 ppm; Al=3 ppm; Mg<2 ppm; Mn<2 ppm; Cu= 6 ppm; Pb<3 ppm; Fe=6 ppm; Bi<1 ppm; Ca=4 ppm; As<1 ppm; Na=7ppm; K<2 ppm). Wydajność prądowa wydzielania tego stopu wynosiła 57,2%, przy jednostkowym zużyciu energii elektrycznej wynoszącym 4,13 kWh/kg stopu.
PL 229 596 B1
P r z y k ł a d II
Do wodnego roztworu siarczanu(VI) kobaltu(II) podgrzanego do temperatury 50°C dodano, przy intensywnym mieszaniu roztworu 137 g na każdy 1 dm3 roztworu dwuwodnego cytrynianu trisodowego, następnie wprowadzono roztwór renianu(VII) kobaltu(II), oraz roztwór molibdenianu(VI) sodu. W tak otrzymanym roztworze stężenie kobaltu wynosiło 20,2 g/dm3 Co, renu 8,1 g/dm3 Re, molibdenu 4,6 g/dm3 Mo, pH roztworu skorygowano poprzez dodatek wodnego roztworu węglanu sodu o stężeniu 160 g/dm3 do wartości 4,4. Tak przygotowany elektrolit umieszczono w elektrolizerze przepływowym z przepływem laminarnym, zapewniającym stabilizację pH strefy katodowej oraz wynoszeniem nadmiaru jonów wodorowych na zewnątrz elektrolizera. Elektrody, katody z niklu, anody DSA, były ułożone w elektrolizerze równolegle względem siebie w układzie naprzemiennym. Proces elektrowydzielania prowadzono w temperaturze 50°C, przy katodowej gęstości prądu wynoszącej 2,0 A/dm2 i pH roztworu w granicach 4,3-4,6 korygując je poprzez dodatek wodnego roztworu węglanu sodu o stężeniu 160 g/dm3. Liniowa prędkość przepływu elektrolitu wynosiła 3,0 cm/min, a gęstość objętościowa ładunku elektrycznego była równa 6,0 Ah/dm3. W wyniku procesu trwającego 2 godzin otrzymano osad katodowy stopu ren-kobalt-molibden w postaci metalicznego proszku, o zawartości 36,2% wagowych renu, 24,2% wagowych molibdenu i 39,6% wagowych kobaltu i zanieczyszczeniach metalicznych poniżej 100 ppm (Cr=4 ppm; Zn=7 ppm; Al=3 ppm; Mg<2 ppm; Mn<2 ppm; Cu=5 ppm; Pb<2 ppm; Fe=5 ppm; Bi<1 ppm; Ca=8 ppm; As<1 ppm; Na=12 ppm; K<2 ppm). Wydajność prądowa wydzielania tego stopu wynosiła 75,1%, przy jednostkowym zużyciu energii elektrycznej wynoszącym 3,6 kWh/kg stopu.
P r z y k ł a d III
Do wodnego roztworu siarczanu(VI) kobaltu(II) podgrzanego do temperatury 65°C dodano, przy intensywnym mieszaniu roztworu 90 g na każdy 1 dm3 roztworu jednowodnego kwasu cytrynowego, następnie wprowadzono roztwór renianu(VII) kobaltu(II), oraz roztwór molibdenianu(VI) sodu. W tak otrzymanym roztworze stężenie kobaltu wynosiło 18,9 g/dm3 Co, renu 6,8 g/dm3 Re, molibdenu
5,9 g/dm3 Mo, pH roztworu skorygowano poprzez dodatek wodnego roztworu węglanu sodu o stężeniu 160 g/dm3 do wartości 4,5. Tak przygotowany elektrolit umieszczono w elektrolizerze przepływowym z przepływem laminarnym, zapewniającym stabilizację pH strefy katodowej oraz wynoszeniem nadmiaru jonów wodorowych na zewnątrz elektrolizera. Elektrody, katody z miedzi, anody DSA, były ułożone w elektrolizerze równolegle względem siebie w układzie naprzemiennym. Proces elektrowydzielania prowadzono w temperaturze 50°C, przy katodowej gęstości prądu wynoszącej 1,0 A/dm2 i pH roztworu w granicach 4,4-4,7 korygując je poprzez dodatek wodnego roztworu węglanu sodu ostężeniu160 g/dm3. Liniowa prędkość przepływu elektrolitu wynosiła 3,0 cm/min, a gęstość objętościowa ładunku elektrycznego była równa 5,0 Ah/dm3. W wyniku procesu trwającego 24 godzin otrzymano osad katodowy stopu ren-kobalt-molibden zwarty, błyszczący, metaliczny, drobnokrystaliczny, bez spękań i dendrytów, o zawartości 52,6% wagowych renu, 10,1% wagowych molibdenu i 37,3% wagowych kobaltu i zanieczyszczeniach metalicznych poniżej 100 ppm (Cr=9 ppm; Zn=8 ppm; Al=6 ppm; Mg<5 ppm; Mn<3 ppm; Cu=7 ppm; Pb<5 ppm; Fe=4 ppm; Bi<1 ppm; Ca=10 ppm; As<1 ppm; Na=10 ppm; K<3 ppm). Wydajność prądowa wydzielania tego stopu wynosiła 61,5%, przy jednostkowym zużyciu energii elektrycznej wynoszącym 4,8 kWh/kg stopu.
P r z y k ł a d IV
Do wodnego roztworu siarczanu(VI) kobaltu(II) podgrzanego do temperatury 50°C dodano, przy intensywnym mieszaniu roztworu 100 g na każdy 1 dm3 roztworu jednowodnego kwasu cytrynowego, następnie wprowadzono roztwór renianu(VII) kobaltu(II), oraz roztwór molibdenianu(VI) sodu. W tak otrzymanym roztworze stężenie kobaltu wynosiło 23,37 g/dm3 Co, renu 7,8 g/dm3 Re, molibdenu
5,9 g/dm3 Mo, pH roztworu skorygowano poprzez dodatek wodnego roztworu wodorotlenku sodu o stężeniu 20 g/dm3 do wartości 4,7. Tak przygotowany elektrolit umieszczono w elektrolizerze przepływowym z przepływem laminarnym, zapewniającym stabilizację pH strefy katodowej oraz wynoszeniem nadmiaru jonów wodorowych na zewnątrz elektrolizera. Elektrody, katody z miedzi, anody DSA, były ułożone w elektrolizerze równolegle względem siebie w układzie naprzemiennym. Proces elektrowydzielania prowadzono w temperaturze 45°C, przy katodowej gęstości prądu wynoszącej 1,5 A/dm2 i pH roztworu w granicach 4,4-4,6 korygując je poprzez dodatek wodnego roztworu wodorotlenku sodu o stężeniu 20 g/dm3. Liniowa prędkość przepływu elektrolitu wynosiła 3,0 cm/min, a gęstość objętościowa ładunku elektrycznego była równa 10,0 Ah/dm3. W wyniku procesu trwającego 24 godzin otrzymano osad katodowy stopu ren-kobalt-molibden w postaci metalicznego proszku, o zawartości 38,2% wagowych renu, 29,5% wagowych molibdenu i 32,3% wagowych kobaltu i zanieczyszczeniach metalicznych poniżej 100 ppm (Cr=9 ppm; Zn=6 ppm; Al=7 ppm; Mg<5 ppm; Mn<5 ppm; Cu=7 ppm;
PL 229 596 B1
Pb<5 ppm; Fe=6 ppm; Bi<1 ppm; Ca=10 ppm; As<1 ppm; Na=11 ppm; K<5 ppm). Wydajność prądowa wydzielania tego stopu wynosiła 79,2%, przy jednostkowym zużyciu energii elektrycznej wynoszącym 3,6 kWh/kg stopu.
Claims (2)
1. Sposób otrzymywania stopów trójskładnikowych ren-kobalt-molibden na drodze elektrowydzielania z roztworów wodnych, znamienny tym, że do wodnego roztworu siarczanu(VI) kobaltuj) zawierającego 5-50 g/dm3 Co, korzystnie 20 g/dm3 Co podgrzanego do temperatury 30-90°C dodaje się przy intensywnym mieszaniu roztworu jony czynnika kompleksującego, korzystnie jony cytrynianowe w postaci kwasu cytrynowego i/lub cytrynianu trisodowego w takiej ilości aby stosunek molowy jonu cytrynianowego do kobaltu był większy niż 1, a mniejszy niż 10, następnie wprowadza się roztwór renianu(VII) kobaltu(II) o stężeniu renu 1-20 g/dm3 Re, korzystnie 6 g/dm3oraz roztwór molibdenianu(VI) sodu w ilości od 1 do 10 g Mo na każdy 1 dm3 roztworu, korzystnie 5,0 g/dm3 Mo, oraz dodaje się wodnego roztworu węglanu sodu o stężeniu 20-160 g/dm3 i/lub 20-40% roztworu wodorotlenku sodu, aż do uzyskania pH roztworu na poziomie 3-8, korzystnie 4,5, wodnego roztworu węglanu sodu o stężeniu 20-160 g/dm3 i/lub 20-40% roztworu wodorotlenku sodu.
2. Sposób wg zastrz. 1, znamienny tym, że proces elektrowydzielania prowadzi się w elektrolizerze przepływowym, korzystnie z przepływem laminarnym, z ułożonymi równolegle względem siebie w układzie naprzemiennym elektrodami, stałowymiarowymi anodami i katodami wykonanymi z miedzi, niklu, kobaltu lub platyny, korzystnie niklu, o identycznej powierzchni czynnej przeciwelektrod, w temperaturze nie przekraczającej 90°C, korzystnie 50°C, przy katodowej gęstości prądu wynoszącej 0,5-15 A/dm2, korzystnie 2,0 A/dm2, tak aby pH roztworu nie obniżyło się do poziomu poniżej 3,0 z równoczesnym utrzymaniem stężenia kobaltu, renu i molibdenu odpowiednio na poziomie powyżej 10 g/dm3, 3 g/dm3 i 1 g/dm3.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL413735A PL229596B1 (pl) | 2015-08-28 | 2015-08-28 | Sposób otrzymywania stopów trójskładnikowych ren-kobalt-molibden |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL413735A PL229596B1 (pl) | 2015-08-28 | 2015-08-28 | Sposób otrzymywania stopów trójskładnikowych ren-kobalt-molibden |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL413735A1 PL413735A1 (pl) | 2016-05-09 |
| PL229596B1 true PL229596B1 (pl) | 2018-08-31 |
Family
ID=55910601
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL413735A PL229596B1 (pl) | 2015-08-28 | 2015-08-28 | Sposób otrzymywania stopów trójskładnikowych ren-kobalt-molibden |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL229596B1 (pl) |
-
2015
- 2015-08-28 PL PL413735A patent/PL229596B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL413735A1 (pl) | 2016-05-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Xu et al. | Correlation between the microstructure and corrosion behaviour of copper/316 L stainless-steel dissimilar-metal welded joints | |
| Balaraju et al. | Studies on autocatalytic deposition of ternary Ni–W–P alloys using nickel sulphamate bath | |
| Krstajić et al. | Non-noble metal composite cathodes for hydrogen evolution. Part I: The Ni–MoOx coatings electrodeposited from Watt’s type bath containing MoO3 powder particles | |
| JP2023058499A (ja) | 組成変調された亜鉛－鉄多層コーティング | |
| Zemanová et al. | Ni-W alloy coatings deposited from a citrate electrolyte | |
| CN101815814B (zh) | 不使用有毒金属或类似金属由电铸获得黄色金合金沉积物的方法 | |
| Khanna et al. | A detailed investigation regarding the corrosion and electrocatalytic performance of Fe-Co-Ni-Cr-V high entropy alloy | |
| Kumar et al. | Innovative Electrodeposition of Bimetallic Cu–Sn in a Stable Nonelectroactive Pyrophosphate-Based Bath: Reduction and Nucleation Growth Analysis | |
| Kazimierczak et al. | Electrodeposition of tin-zinc-bismuth alloys from aqueous citrate-EDTA baths | |
| PL229596B1 (pl) | Sposób otrzymywania stopów trójskładnikowych ren-kobalt-molibden | |
| Hosseini et al. | Electrodeposition of Ni–W–B nanocomposite from tartrate electrolyte as alternative to chromium plating | |
| PL230576B1 (pl) | Sposob otrzymywania stopow trojskladnikowych ren-kobalt- -molibden | |
| Li et al. | Electrochemical Behavior of Fe 3 O 4 in NaCl-CaCl 2 Melts. | |
| Yapontseva et al. | Electrdeposition of CoWRe alloys from polyligand citrate-pyrophosphate electrolyte | |
| Wu et al. | Characterization of electroplated platinum–iridium alloys on the nickel-base single crystal superalloy | |
| Ved’ et al. | Corrosion and electrochemical properties of binary cobalt and nickel alloys | |
| TWI525225B (zh) | 鍍鉬電解質及形成含鉬鍍層方法 | |
| PL230575B1 (pl) | Sposob otrzymywania stopow ren-kobalt | |
| PL230574B1 (pl) | Sposob otrzymywania stopow ren-kobalt | |
| Abıshova et al. | Study of electrodeposition of nickel from alkaline glycine electrolytes | |
| Padamata et al. | Primary Production of Aluminium and Its Alloys in Molten Salts with Oxygen Evolving Anodes: Overview | |
| Ghosh | Electrodeposition of Cu, Sn and Cu-Sn alloy from choline chloride ionic liquid | |
| RU2124072C1 (ru) | Электролит для электрохимического осаждения функциональных покрытий никель - бор | |
| Maciej et al. | Electrodeposition of Copper and Brass Coatings with Olive-Like Structure. Materials 2021, 14, 1762 | |
| JP7575445B2 (ja) | チタンめっき用電解質及びチタンめっき用電解質を用いたチタンめっき部材の製造方法 |