再生廢棄鎂合金電化學特性研究及高導熱鎂合金的開發(fā)
發(fā)布時間:2021-12-11 03:25
隨著鎂合金在汽車、電子電器、航空航天等領域的廣泛應用,在“節(jié)能減排、綠色環(huán)!钡纳鐣黝}下,對于廢棄鎂合金材料的再回收利用越來越受到關(guān)注。另外,鎂合金用于LED燈等電子器件的散熱器時,要求具有較好的散熱性能和力學性能,因此需要開發(fā)出高強高導熱性鎂合金材料。本論文圍繞廢棄鎂合金的再生利用及高強高導熱鎂合金的開發(fā),首先,利用坩堝爐法回收熔煉了廢棄鎂合金材料,得到了再生AZ31鎂合金(RMA)。其次用熔煉法制備了名義組分分別為Mg-1.5Zn-0.3Mn和Mg-2.0Zn-0.3Mn的三元鎂合金以及名義組分為Mg-1.5Zn-0.3Mn-mY與Mg-2.0Zn-0.3Mn-nY(m=0.3,0.6;n=0.4,0.8)四元合金。各制備合金的成分利用電感耦合等離子光譜儀(ICP)進行測定。分別利用X射線衍射(XRD)、金相顯微鏡、掃描電鏡(SEM)和透射電鏡(TEM)對制備樣品的結(jié)構(gòu)和顯微組織進行了分析表征。合金性能研究方面,對于再生AZ31鎂合金,分析了其在NaCl和AlCl3兩種電解質(zhì)溶液中的電化學特性,并與商業(yè)化鎂合金(CMA)進行了對比;對于Mg-Zn-Mn和Mg...
【文章來源】:上海第二工業(yè)大學上海市
【文章頁數(shù)】:68 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
坩堝爐法示意圖
糜詿蠊婺;厥彰競轄鴟狹希?哂薪細叩木?瞇б。?1.2 鹽浴槽法示意圖1.2.2 無熔劑法無熔劑法是一種不加熔劑來回收鎂合金廢料的方法,適用于回收較清潔、體積較大的鎂合金廢料。雙爐法是無熔劑法中比較典型的一種回收鎂合金廢料的方法,其裝置如圖 1.3 所示。該裝置包括熔化爐和帶有定量泵的處理爐,中間用虹吸管連接,以便進行
栽?弦?蠼細擼?易爸媒銜?叢櫻?哿凍殺窘細摺M?1.3 雙爐法示意圖1.3 鎂電池負極材料1.3.1 純鎂作為鎂電池負極材料存在的缺陷[26-27]通常純鎂不適合作為負極材料,是由于純鎂有以下幾個缺點:當鎂電極與電解液接觸后,電極表面由于氧化則會形成氫氧化鎂薄膜,導致電極與電解液接觸不充分,電極的有效反應面積降低,弱化了電極的活性。同時純鎂組裝成電池進行放電時,放電過程會形成自腐蝕,降低了實際的放電容量,而且正負極不斷發(fā)生 Mg(OH)2的沉積和 Mg2+的溶解,也會進一步降低電極的有效反應面積,弱化電極的活性,電池實際的放電容量大大降低。目前可采用以下途徑來提高鎂電池的放電性能:(1)合金化?稍诩冩V中添加其他合金元素,例如 Al、Zn、Mn、Li 等,可抑制合金的自腐蝕。(2)熱處理?赏ㄟ^對合金進行合適的熱處理工藝,改變合金的微觀組織變化,提高放電性能。(3)塑性變形。一般可通過擠壓、軋制等塑性變形工藝,細化晶粒,改變合金的微觀組織,降低合金的自腐蝕,提高放電性能。(4)電解液。為了提高鎂電極的放電性能,可通過在電解液中加入合適的催化劑,提高電池反應的速率,從而提高合金的放電性能。1.3.2 鎂電池負極材料的研究進展(a)合金化合金化是通過在純鎂中添加其他合金元素的方式來提高金屬的放電性能
【參考文獻】:
期刊論文
[1]鎂合金在汽車零部件中的應用與發(fā)展[J]. 紀宏超,李軼明,龍海洋,裴未遲,李耀剛. 鑄造技術(shù). 2019(01)
[2]熱軋對雙相Mg-Li基合金電化學行為的影響[J]. 李起,王日初,蔡志勇,張純. 有色冶金設計與研究. 2018(04)
[3]鎂基非晶合金作為生物材料的應用現(xiàn)狀[J]. 談正中,戚孝群,趙一鶴. 有色金屬材料與工程. 2018(03)
[4]AZ31鎂合金在Al(NO3)3溶液中的電化學行為和放電性能[J]. 夏邢燕,張婭,孫穎迪,周學華,陳秋榮,張騰飛. 機械工程材料. 2017(11)
[5]Microstructure and Thermal Conductivity of As-Cast and As-Solutionized Mg–Rare Earth Binary Alloys[J]. Liping Zhong,Jian Peng,Song Sun,Yongjian Wang,Yun Lu,Fusheng Pan. Journal of Materials Science & Technology. 2017(11)
[6]Mg-Zn-Cu系合金作為鎂電池負極材料的性能[J]. 張騰飛,張婭,夏邢燕,周學華,陳秋榮,衛(wèi)中領. 腐蝕與防護. 2017(09)
[7]兩種鎂合金陽極在人造海水中的電化學性能[J]. 李連強,桑林,劉元剛,丁飛,徐強. 電源技術(shù). 2017(05)
[8]A Review on Casting Magnesium Alloys:Modification of Commercial Alloys and Development of New Alloys[J]. Fusheng Pan,Mingbo Yang,Xianhua Chen. Journal of Materials Science & Technology. 2016(12)
[9]鎂合金在航空航天領域研究應用現(xiàn)狀與展望[J]. 吳國華,陳玉獅,丁文江. 載人航天. 2016(03)
[10]海水電池用Mg-Ga-Hg合金的電化學性能[J]. 高春燕,蘆永紅,徐海波. 中國海洋大學學報(自然科學版). 2015(10)
博士論文
[1]稀土鎂合金導熱性能及高導熱鎂合金研究[D]. 鐘麗萍.重慶大學 2016
[2]純鎂和二元鎂合金的導熱行為研究[D]. 應韜.哈爾濱工業(yè)大學 2015
[3]高導熱Mg-Zn-Mn合金及其性能研究[D]. 袁家偉.北京有色金屬研究總院 2013
[4]AP65鎂合金在氯化鈉溶液中電化學行為研究[D]. 王乃光.中南大學 2013
[5]Mg-Gd-Y鎂合金Zr晶粒細化行為研究[D]. 孫明.上海交通大學 2012
碩士論文
[1]高導熱高強Mg-RE-(Al)系鎂合金的顯微組織和性能研究[D]. 賈曉俊.哈爾濱工業(yè)大學 2017
[2]AM60-Nd/Ce/Sc鎂合金的顯微組織和力學性能研究[D]. 段成宇.重慶理工大學 2015
[3]微量元素對Mg-2Zn-Mn鎂合金組織和性能的影響[D]. 彭毅.重慶大學 2014
[4]粗鎂直接熔煉AZ91D鎂合金的夾雜物分析[D]. 袁國濤.沈陽工業(yè)大學 2012
[5]粗鎂直接熔煉AM50鎂合金中的夾雜物分析[D]. 董媛.沈陽工業(yè)大學 2012
本文編號:3533926
【文章來源】:上海第二工業(yè)大學上海市
【文章頁數(shù)】:68 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
坩堝爐法示意圖
糜詿蠊婺;厥彰競轄鴟狹希?哂薪細叩木?瞇б。?1.2 鹽浴槽法示意圖1.2.2 無熔劑法無熔劑法是一種不加熔劑來回收鎂合金廢料的方法,適用于回收較清潔、體積較大的鎂合金廢料。雙爐法是無熔劑法中比較典型的一種回收鎂合金廢料的方法,其裝置如圖 1.3 所示。該裝置包括熔化爐和帶有定量泵的處理爐,中間用虹吸管連接,以便進行
栽?弦?蠼細擼?易爸媒銜?叢櫻?哿凍殺窘細摺M?1.3 雙爐法示意圖1.3 鎂電池負極材料1.3.1 純鎂作為鎂電池負極材料存在的缺陷[26-27]通常純鎂不適合作為負極材料,是由于純鎂有以下幾個缺點:當鎂電極與電解液接觸后,電極表面由于氧化則會形成氫氧化鎂薄膜,導致電極與電解液接觸不充分,電極的有效反應面積降低,弱化了電極的活性。同時純鎂組裝成電池進行放電時,放電過程會形成自腐蝕,降低了實際的放電容量,而且正負極不斷發(fā)生 Mg(OH)2的沉積和 Mg2+的溶解,也會進一步降低電極的有效反應面積,弱化電極的活性,電池實際的放電容量大大降低。目前可采用以下途徑來提高鎂電池的放電性能:(1)合金化?稍诩冩V中添加其他合金元素,例如 Al、Zn、Mn、Li 等,可抑制合金的自腐蝕。(2)熱處理?赏ㄟ^對合金進行合適的熱處理工藝,改變合金的微觀組織變化,提高放電性能。(3)塑性變形。一般可通過擠壓、軋制等塑性變形工藝,細化晶粒,改變合金的微觀組織,降低合金的自腐蝕,提高放電性能。(4)電解液。為了提高鎂電極的放電性能,可通過在電解液中加入合適的催化劑,提高電池反應的速率,從而提高合金的放電性能。1.3.2 鎂電池負極材料的研究進展(a)合金化合金化是通過在純鎂中添加其他合金元素的方式來提高金屬的放電性能
【參考文獻】:
期刊論文
[1]鎂合金在汽車零部件中的應用與發(fā)展[J]. 紀宏超,李軼明,龍海洋,裴未遲,李耀剛. 鑄造技術(shù). 2019(01)
[2]熱軋對雙相Mg-Li基合金電化學行為的影響[J]. 李起,王日初,蔡志勇,張純. 有色冶金設計與研究. 2018(04)
[3]鎂基非晶合金作為生物材料的應用現(xiàn)狀[J]. 談正中,戚孝群,趙一鶴. 有色金屬材料與工程. 2018(03)
[4]AZ31鎂合金在Al(NO3)3溶液中的電化學行為和放電性能[J]. 夏邢燕,張婭,孫穎迪,周學華,陳秋榮,張騰飛. 機械工程材料. 2017(11)
[5]Microstructure and Thermal Conductivity of As-Cast and As-Solutionized Mg–Rare Earth Binary Alloys[J]. Liping Zhong,Jian Peng,Song Sun,Yongjian Wang,Yun Lu,Fusheng Pan. Journal of Materials Science & Technology. 2017(11)
[6]Mg-Zn-Cu系合金作為鎂電池負極材料的性能[J]. 張騰飛,張婭,夏邢燕,周學華,陳秋榮,衛(wèi)中領. 腐蝕與防護. 2017(09)
[7]兩種鎂合金陽極在人造海水中的電化學性能[J]. 李連強,桑林,劉元剛,丁飛,徐強. 電源技術(shù). 2017(05)
[8]A Review on Casting Magnesium Alloys:Modification of Commercial Alloys and Development of New Alloys[J]. Fusheng Pan,Mingbo Yang,Xianhua Chen. Journal of Materials Science & Technology. 2016(12)
[9]鎂合金在航空航天領域研究應用現(xiàn)狀與展望[J]. 吳國華,陳玉獅,丁文江. 載人航天. 2016(03)
[10]海水電池用Mg-Ga-Hg合金的電化學性能[J]. 高春燕,蘆永紅,徐海波. 中國海洋大學學報(自然科學版). 2015(10)
博士論文
[1]稀土鎂合金導熱性能及高導熱鎂合金研究[D]. 鐘麗萍.重慶大學 2016
[2]純鎂和二元鎂合金的導熱行為研究[D]. 應韜.哈爾濱工業(yè)大學 2015
[3]高導熱Mg-Zn-Mn合金及其性能研究[D]. 袁家偉.北京有色金屬研究總院 2013
[4]AP65鎂合金在氯化鈉溶液中電化學行為研究[D]. 王乃光.中南大學 2013
[5]Mg-Gd-Y鎂合金Zr晶粒細化行為研究[D]. 孫明.上海交通大學 2012
碩士論文
[1]高導熱高強Mg-RE-(Al)系鎂合金的顯微組織和性能研究[D]. 賈曉俊.哈爾濱工業(yè)大學 2017
[2]AM60-Nd/Ce/Sc鎂合金的顯微組織和力學性能研究[D]. 段成宇.重慶理工大學 2015
[3]微量元素對Mg-2Zn-Mn鎂合金組織和性能的影響[D]. 彭毅.重慶大學 2014
[4]粗鎂直接熔煉AZ91D鎂合金的夾雜物分析[D]. 袁國濤.沈陽工業(yè)大學 2012
[5]粗鎂直接熔煉AM50鎂合金中的夾雜物分析[D]. 董媛.沈陽工業(yè)大學 2012
本文編號:3533926
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