熔盐电解中钛离子电化学沉积行为研究

对熔盐电解提钛工艺中钛离子的电化学沉积行为进行研究,首先通过调整TiCl4和海绵钛的比例在NaCl-KCl熔盐中反应制备出不同电解质组分,然后在制备的电解质体系中研究钛离子的电化学沉积行为.低价钛电解质组分的XRD分析结果表明,在993 K的NaCl-KCl熔盐中,当TiCl4与Ti摩尔比为1:2时,反应产物主要为2价的TiCl2,电解质形成NaCl-KCl-TiCl2体系;当摩尔比为2:1时,反应产物主要为2.57价的TiCl2和K3 TiCl6,电解质形成NaCl-KCl-TiCl2-K3 TiCl6体系.两种电解质体系的循环伏安研究结果表明,NaCl-KCl-TiCl2体系中钛离子的还原历程为Ti2+→Ti,主要受扩散影响,扩散系数为2.93×10-5 Cm2/s,而NaCl-KCl-TiCl2-K2 TiCl6体系中钛离子还原历程为Ti3+→Ti2+和Ti2+→Ti两步.钛离子电化学沉积产物的SEM分析结果表明在NaCl-KCl-TiCl2体系中,得到的钛粉产物呈现大颗粒的枝晶状,随着电流密度增大和钛离子浓度减小,钛粉产物颗粒逐步变细;而在NaCl-KCl-TiCl2-K2TiCl6体系中获得产物为细颗粒的多孔状钛粉.