LiCl-KCl熔盐Li-Pb金属间化合物电化学形成与热力学性质
Li-Pb合金作为核聚变过程中液态包层氚增殖材料的主要候选,引起了众多研究者的关注.本文通过电化学暂态和稳态测量法及XRD表征的方法研究了pb2+在LiCl-KC1熔盐中的扩散性质及Li-Pb金属间化合物热力学性质.用方波伏安法研究了KCl-LiCl-PbCl2中pb2+在W电极上的沉积过程,根据相应峰半峰宽与转移电子数的关系,得到pb2+的转移电子数约为2;在783 K下,用循环伏安法研究了LiCl-KCl-PbCl2体系,根据不同扫速的循环伏安图,判断pb2+的沉积为电化学可逆,pb2+在LiCl-KCl低共晶熔盐体系的扩散系数可用Berzins-Delaha方程计算,其扩散系数为1.11×10-5cm2 s-1;再根据不同温度下的循环伏安图,可得到pb2+在LiCl-KCl低共晶盐体系不同温度下的扩散系数,发现扩散系数与温度符合阿伦尼乌斯方程,得到其扩散活化能为39.469 kJ mol-1.为了研究液态Li-Pb合金的热力学性质，用循环伏安法和方波伏安法对LiCI-KCl-PbCl2体系在W电极上的行为进行研究，发现循环伏安图上在Li和Pb的还原氧化峰之间存在五对还原氧化峰，方波伏安图上也有对应的五个峰存在，这说明Li-Pb存在五个金属间化合物，与相图对应，应该分别为LiPb、LisPb2、Li3Pb、Li10Pb3、Li4Pb。在不同温度下用开路计时电位法对LiCI-KCI-PbCl2熔盐体系进行研究，在开路计时电位图中有5个平台出现，每个平台都对应每个金属间化合物的溶解平衡，即平衡电位，因而可用Nernst方程计算Li在Li-Pb合金中的活度，再结合反应式可以计算得到Li-Pb的金属间化合物的生成吉布斯自由能，并根据不同温度下的生成吉布斯自由能可以推算LiPb、Li5Pb2、Li3Pb、Li10Pb3、Li4Pb的生成焓和熵.最后，用恒电流电解制备了Li-Pb合金，并用XRD进行表征，检测到了三种金属间化合物，与相图基本相符，说明上述热力学性质的计算是可靠的。
反应堆材料 锂铅合金 熔盐体系 金属间化合物 电化学形成 热力学性质
杨晓光 汪文娟 韩伟 李梅
哈尔滨工程大学材料科学与化学工程学院超轻材料与表面处理技术教育部重点实验室
国内会议
南京
中文
51-51
2017-05-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）