氟化物熔盐的制备及其应用进展(7) -冶金与材料杂志社投稿_期刊论文发表|版面费|电话|编辑部|论文发表

来稿应自觉遵守国家有关著作权法律法规，不得侵犯他人版权或其他权利，如果出现问题作者文责自负，而且本刊将依法追究侵权行为给本刊造成的损失责任。本刊对录用稿有修改、删节权。经本刊通知进行修改的稿件或被采用的稿件，作者必须保证本刊的独立发表权。一、投稿方式： 1、请从我刊官网直接投稿。 2、请从我编辑部编辑的推广链接进入我刊投审稿系统进行投稿。二、稿件著作权： 1、投稿人保证其向我刊所投之作品是其本人或与他人合作创作之成果，或对所投作品拥有合法的著作权，无第三人对其作品提出可成立之权利主张。 2、投稿人保证向我刊所投之稿件，尚未在任何媒体上发表。 3、投稿人保证其作品不含有违反宪法、法律及损害社会公共利益之内容。 4、投稿人向我刊所投之作品不得同时向第三方投送，即不允许一稿多投。 5、投稿人授予我刊享有作品专有使用权的方式包括但不限于：通过网络向公众传播、复制、摘编、表演、播放、展览、发行、摄制电影、电视、录像制品、录制录音制品、制作数字化制品、改编、翻译、注释、编辑，以及出版、许可其他媒体、网站及单位转载、摘编、播放、录制、翻译、注释、编辑、改编、摄制。 6、第5条所述之网络是指通过我刊官网。 7、投稿人委托我刊声明，未经我方许可，任何网站、媒体、组织不得转载、摘编其作品。

氟化物熔盐的制备及其应用进展(7)

作者:

关键词:

摘要：

2.2.4 氟化物熔盐电沉积制备难熔金属及合金

熔盐电沉积法沉积速度快、收率高、制备的金属质量好且适用于各种形状的基体材料，是一种理想的金属制备方法及材料表面功能化方法。难熔金属（钨、钽、钼、铌、铬、锆、钛等）及其化合物以其独有的高熔点、高硬度、抗腐蚀和耐磨损性等特点，在国防军工、航空航天、电子信息、核工业和溅射靶材等领域均有广泛的应用前景。电沉积制备难熔金属中使用较多的熔盐主要包括氟化物熔盐、氯化物熔盐、氰化物熔盐和含氧酸盐熔盐。与氯化物熔盐相比，氟化物熔盐体系中氟离子与电沉积金属离子更容易形成稳定的络离子，可以缓慢地逐步解离，从而更容易获得连续、均匀、致密的镀层[138-140]。这里简要介绍氟化物熔盐在电沉积制备难熔金属及合金方面的应用进展。

早在1966年，SENDEROFF等[138]在氟化物熔盐体系中以难熔金属氟化盐为溶质进行了电沉积难熔金属研究，共制备得到了位于IVB、VB、VIB族中的8种难熔金属（包括Ti，Nb，Zr，Ta，W等），金属镀层的纯度可达 99.98%。他们分别在LiF-KF-NaF、KF-NaF和KF-LiF 3种氟化物熔盐体系中添加质量分数为 16%的 K2NbF7进行电沉积得到铌镀层，在LiF-NaF-KF体系中分别以K2TaF7和WF6为溶质沉积出了致密性较好的钽和钨镀层。该小组研究表明，由于三元熔盐 LiF-KF-NaF熔点较低，电沉积所需要的电解温度也会比二元熔盐体系更低。另外，要得到性能良好的电镀层，熔盐的纯度至关重要。一些杂质金属离子会降低镀层纯度和致密性，氧化物杂质和酸根离子也会对镀层质量造成不同程度的影响。到了20世纪七、八十年代，熔盐电镀难溶金属达到了高潮[139-142]。段淑贞等[139]针对难熔金属熔盐电镀的特点、控制镀层质量的方法以及钛、铬、钼的熔盐电镀进展进行了综述。李青[140]综述了熔盐电沉积金属研究进展。近年来，熔盐电镀研究逐渐增多，锆、钛、钽、铌、钼、钨、铬、钒、铪等的氟化物熔盐电镀都有不少论文发表。

GROULT等[143]用石墨电极在 LiF-NaF-ZrF4熔盐体系中电沉积得到高纯锆金属。向茂乔等[144]针对3种不同碱金属熔盐体系（氯化物、氯化物-氟化物、氟化物），综述了锆的还原机制和制备工艺。在3 种不同碱金属熔盐体系中，锆离子在纯氟化物熔盐中还原过程最简单，也更有利于沉积出高质量的锆镀层。GIBILARO等[145]系统研究了 810～920℃条件下Zr(Ⅳ)在LiF-CaF2熔盐体系中的电化学行为及添加 CaO对 Zr(Ⅳ) 体系稳定性的影响，并在LiF-CaF2-ZrF4氟化物体系中电解制得了 Ni-Zr和Cu-Zr合金。ROBIN等[146]在LiF-NaF-KF 熔盐体系中以K2TiF6为溶质，采用脉冲电沉积方法在碳钢片上获得了钛金属镀层。

KARELIN等[147]先从钛精矿或钛金属芯片中制备出高纯 TiF4，然后以此为原料、FLiNaK熔盐为电解质，500～600℃条件下电解制备出高纯钛粉和钛化合物。王博等[148]在SrF2-NaF氟化物熔盐体系中电解 TiO2制备出金属单质钛，研究发现，TiO2在阴极的电解析出是分步进行的，阴极孔隙率是电脱氧反应的重要影响因素。李军等[149-150]在FLiNaK-K2TiF6熔盐体系中研究了 Ti4+的还原机理和在阴极表面的结晶过程。

CHRISTENSEN等[151]在惰性或真空条件下的FLiNaK-K2TaF7熔盐体系中电沉积镀钽，在物件上形成的最初始沉积层为致密的α-Ta涂层。LEE等[19]在800℃条件下的LiF-NaF-K2TaF7体系中对不锈钢（SUS316L）镀钽进行了研究，考察了不同电流密度值对镀层质量的影响，在5 mA/cm2时获得了微观结构最致密的Ta镀层。2015年，LEE等[152]又通过改变电解槽阴阳极之间的极间距，在该熔盐体系中电沉积制备得到Ta-W合金涂层。王升等[153]研究了熔盐体系FLiNaK-K2TaF7电镀钽及其耐磨损烧蚀性能，结果表明，钽镀层的室温摩擦性能优于镀铬层，摩擦因数与磨损量较铬镀层分别降低 33.3%与55.6%，同时，耐腐蚀性和耐烧蚀性能也有所提高。

HURST等[154]研究了氟化物（或氯化物）熔盐电沉积铬制备工艺，将铬引入到涡轮发动机组件表面或合金材料中，从而提高其耐高温腐蚀性能。NITTA等[155]发明了一种高纯含氟熔盐体系中电沉积镀钨保护膜方法，这些含氟熔盐体系包括KF-B2O3-WO3和 ZnCl2-NaCl-KCl-KF-WO3等，要求熔盐含水量≤100μg/g、含铁量≤500μg/g。韩庆等[156]以制得的高强度、高比表面积 V2O3为阴极，石墨为阳极，在 AlF3-NaF-MgF2-Al2O3熔盐体系中进行电解，制得纯度＞99%的金属钒。叶章根等[157]采用含氟熔盐体系NaCl-KCl-K2HfF6为电解质、以海绵铪和还原铪粉作可溶性阳极、不锈钢为阴极，制得纯度>99%的高纯铪。

文章来源：《冶金与材料》网址: http://www.yjyclzz.cn/qikandaodu/2021/0420/827.html