Влияние добавок Sc2O3 на физико-химические свойства криолитных расплавов

Аннотация

Методом термического анализа и изотермического насыщения получены квазибинарные фазовые диаграммы системы «криолитовый расплав - Sc2O3»: [KF-AlF3]-Sc2O3, [NaF-AlF3]-Sc2O3, [KF-NaF-AlF3]-Sc2O3. В смесях, содержащих NaF, значения растворимости Sc2O3 и Al2O3 совпадают в пределах 10%, тогда как в расплаве калиевого криолита они отличаются практически в 2 раза. Электропроводность измеряли методом импедансной спектроскопии. Добавки оксида скандия в расплавы калиевого, натриевого криолитов и их смеси приводят к понижению электропроводности. Для выяснения механизма взаимодействия Sc2O3 и Al2O3 с криолитовыми расплавами были проведены Raman-спектроскопические исследования. Растворение Sc2O3 в натриевой системе происходит с образованием соединений Na3ScF6 и Na2ScOF6, а в калиевой образуется только K3ScF6. На основании физико-химических исследований сделан вывод, что оптимальным составом для получения лигатуры алюминий-скандий является расплавленная смесь [KF-NaF(10 мас. %)-AlF3] с температурой ликвидуса ниже 800 °С и хорошей растворимостью как оксида скандия, так и оксида алюминия.