Электрохимическое исследование совместного осаждения Nd и Pr на Mo и W из расплавленных оксифторидов

Исследованы процессы электроосаждения неодима и празеодима из расплавленных электролитов NdF3 + PrF3 + LiF + 1 мас.% Pr6O11 + 1 мас.% Nd2O3 и NdF3 + PrF3 + LiF + 2 мас.% Pr6O11 + 2 мас.% Nd2O3 при температуре 1323 K. Для изучения электрохимического восстановления ионов Nd(III) и Pr(III) на катодах из Mo и W применяли циклическую вольтамперометрию, прямоугольную импульсную вольтамперометрию и потенциометрию разомкнутой цепи. Установлено, что критическим условием совместного осаждения Nd и Pr в оксифторидных электролитах является постоянное перенапряжение осаждения празеодима, составляющее приблизительно −0,100 V; при этом плотность тока совместного осаждения достигает почти 6 мА·см−2. Анализ результатов, полученных с использованием применённых электрохимических методов, показал, что осаждение празеодима протекает в одну стадию и включает обмен тремя электронами (Pr(III) → Pr(0)), тогда как осаждение неодима является двухстадийным процессом: первая стадия включает обмен одним электроном (Nd(III) → Nd(II)), а вторая — обмен двумя электронами (Nd(II) → Nd(0)). Рентгенодифракционный анализ подтвердил образование металлических Nd и Pr на рабочей подложке. Поддержание низкого анодного потенциала на рабочем аноде из стеклоуглерода приводит к очень низким уровням выбросов оксидов углерода, фтора и фторуглеродных газов, что позволяет рассматривать исследованную систему как экологически безопасный вариант осаждения редкоземельных металлов. Представленные новые данные о совместном осаждении металлических Nd и Pr предоставляют ценную информацию для переработки неодим-железо-боровых магнитов.