【摘 要】
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纯铁具有良好的软磁性能、耐腐蚀性能、导电能力及热性能等特性广泛应用于诸多领域,熔盐电沉积法具有提纯效率高、成本低及易工业化生产等特点,同时也避免了传统水溶液电解法的胶状物不易处理等问题,故对熔盐电解法制备铁进行了研究。研究了Fe3O4在Na Cl-KCl-Na F和Na Cl-Ca Cl2熔盐体系中的初晶温度和溶解机理。结果表明:在Na Cl-KCl-Na F-Fe3O4体系中,XNa Cl:XK
【基金项目】
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国家自然科学基金项目,项目编号为51674120；
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纯铁具有良好的软磁性能、耐腐蚀性能、导电能力及热性能等特性广泛应用于诸多领域,熔盐电沉积法具有提纯效率高、成本低及易工业化生产等特点,同时也避免了传统水溶液电解法的胶状物不易处理等问题,故对熔盐电解法制备铁进行了研究。研究了Fe3O4在Na Cl-KCl-Na F和Na Cl-Ca Cl2熔盐体系中的初晶温度和溶解机理。结果表明:在Na Cl-KCl-Na F-Fe3O4体系中,XNa Cl:XKCl:XNa F=3:3:4时,当XFe3O4﹤30%时,XFe3 O4越高,初晶温度越低;XNa F越高,初晶温度越高;在Na Cl-Ca Cl2-Fe3O4体系中,当XNa Cl:XCa Cl2=1:1时,初晶温度最低且随XFe3 O4增加而升高。Fe3O4在两个体系中均不发生化学溶解,并通过XRD验证。通过电化学方法研究了Fe3O4在Na Cl-Ca Cl2熔盐体系中电化学行为。结果表明:Fe3O4在Ni和Pt电极上经过两步还原成铁（Fe3O4→Fe O→Fe）,且均为受扩散控制的准可逆反应;Fe3O4在Ni/Pt电极上的还原电位随温度升高负移,随XFe3 O4升高正移,求得Fe3+和Fe2+在各温度下的扩散系数及与温度的Arrhenius关系,ln D与1/T呈良好线性关系,可求得Fe3+和Fe2+的在Ni/Pt上的活化能分别为62.38 k J/mol和77.52 k J/mol/127.79 k J/mol和133.84 k J/mol。研究了XNa Cl:XCa Cl2=1:1的熔盐体系中,以镍片为阴极,高纯石墨片为阳极,沉积时间、沉积温度和铁氧化物摩尔组分比例等对电解沉积所得沉积层表面形貌的影响,结果表明:沉积时间10h、沉积温度1073K和铁氧化物摩尔组分比例为2%时所得沉积层铁覆盖率最高、表面平整、致密、均匀且纯度高。图51幅;表16个;参86篇。
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