ВПЛИВ УМОВ ЕЛЕКТРОХІМІЧНОГО СИНТЕЗУ НА СКЛАД, СТРУКТУРУ ТА МОРФОЛОГІЮ ПОРОШКІВ КАРБІДІВ ВОЛЬФРАМУ 

Анотація

Серед багатьох сучасних методів отримання карбідних порошків широкі перспективи має високотемпературний електрохімічний синтез у розплавах солей. Цим методом синтезовано ультрадисперсні композитні порошки на основі карбідів вольфраму (WC|C, WC|C|Pt, W₂C|WC та W₂C|W) з використанням електролітичних ванн різного хімічного складу та різних умов синтезу (катодної густини струму, тиску СО₂ в електролізері, температури, матеріалу катоду). Композитні порошки (до 3% (мас.) вільного карбону) з розміром частинок WC 20–30 нм отримано із електролітичних ванн: Na, K|Cl (1 : 1)–Na₂W₂O₇ (6,4% (мас.))–CO₂ (1,25 МПа) та Na, K|Cl (1 : 1)–Na₂WO₄ (12,0% (мас.))–NaPO₃ (0,7% (мас.))–CO₂ (1,25 МПа) за температури 750 °С. При зниженні тиску СО₂ до 0,75 МПа на катоді одержано композитні порошки карбідів вольфраму складу W₂C|WC. Співвідношення карбідних фаз залежить від вихідної концентрації солі вольфраму в електроліті та тиску газу СО₂ в електролізері. Додавання до складу електролітичної ванни Li₂CO₃ (4,5% (мас.)) зменшує розмір частинок карбіду вольфраму до 10 нм, змінює їх морфологію та збільшує вміст вільного вуглецю до 5% (мас.). При цьому питома поверхня порошку збільшується у 4–7 разів (з 20–35 до 140 м²/г). Використання платинових катодів дозволяє модифікувати склад композитних порошків дисперсними частинками Pt. Показано, що метод високотемпературного електрохімічного синтезу є перспективним для одержання карбідів вольфраму із властивостями, які дозволяють їх використовувати як електрокаталізатори в реакції розкладання води для отримання водню. Встановлено, що для композитних порошків WC|C, одержаних із електролітичної ванни складу Na, K|Cl–Na₂W₂O₇–Li₂CO₃–CO₂, потенціал початку виділення водню становить –0,02 В відносно нормального водневого електроду порівняння, перенапруга виділення водню (η) при густині струму 10 мА/см² складає –110 мВ, струм обміну дорівнює 7,0 × 10^–4 А/см² і нахил прямої Тафеля становить –85 мВ/дек.