【摘要】：鈧是鋁合金鑄造晶粒組織最強(qiáng)的變質(zhì)劑和加工半成品最有效的抗再結(jié)晶劑,該合金具有高的強(qiáng)度和韌性、良好的耐蝕性和可焊性,是航空航天、核能和船艦等國防軍工尖端領(lǐng)域用新型鋁合金結(jié)構(gòu)材料。全球鎂消費(fèi)的40%左右一直是鋁鎂合金,而中國鋁合金用鎂也在30%以上,所以說鎂是鋁的主要合金元素,因此,鋁鎂鈧合金憑借其特有的合金性能成為近年來研究應(yīng)用的熱點(diǎn)。以氧化鎂和氧化鈧為電解原料,MgF2-LiF-ScF3-KCl為電解體系,以石墨為陽極,液態(tài)鋁液為陰極,通過控制電沉積電位法電解制備鋁鎂鈧中間合金,實(shí)現(xiàn)高效率低能耗的工藝路線和高附加值的合金產(chǎn)品。采用氧化鈧和氟化氫氨為原料,運(yùn)用氟化反應(yīng),通過二次氟化制備氟化鈧,通過XRD檢測,氟化鈧的純度達(dá)到99.99%。選出了電解體系并確定了配比為50%MgF2-30%LiF-10%ScF3-10%KCl和電解溫度850℃,測定了熔鹽密度2.13g·cm-3和初晶溫度673℃,研究了不同溫度下1wt%氧化鎂和氧化鈧對熔鹽體系電導(dǎo)率的影響,研究表明溫度對熔鹽電導(dǎo)率影響為隨著溫度每提高10℃,體系電導(dǎo)率增加0.023 S·m-1;1wt%氧化鎂和氧化鈧的加入,電導(dǎo)率下降0.1 S·m-1。研究了熔鹽電解制備鋁鎂鈧合金方法,電解過程電流效率和反電動勢以及加料周期變化規(guī)律,并從理論上對加料前后反電動勢變化進(jìn)行了解釋。在電解過程中,對于電解用石墨陽極的破損現(xiàn)象,進(jìn)行了機(jī)理解釋。研究表明,隨著電流強(qiáng)度的每增大1A,反電動勢增加0.14V。反電動勢隨時(shí)間的延長是先增大后減小,其極值點(diǎn)為當(dāng)時(shí)間為80min時(shí),反電動勢為2.31V。反電動勢隨電解溫度的增加呈下降趨勢的,平均每增加20℃,反電動勢下降0.04V。在電流效率的研究中,溫度對電流效率的影響較大,隨著溫度的增加電流效率呈現(xiàn)先增大再變小的趨勢,在溫度達(dá)到860℃時(shí)電流效率達(dá)到72%的最大值。在電流強(qiáng)度2A-4.5A范圍,3.5A時(shí)鈧含量達(dá)到最大值為3.10wt%;一定時(shí)間范圍(60min-120min),電流效率在時(shí)間到60min時(shí)達(dá)到最大值為72%,超過了此范圍,電流效率有所降低。通過恒流制備鋁鎂鈧的三元合金,進(jìn)行顯微鏡和電鏡的掃描發(fā)現(xiàn),鋁鎂鈧合金的濃度較為均勻。其中鋁鎂鈧合金中鈧含量可以達(dá)到3.10wt%,但鎂含量很低在0.6wt%左右。通過循環(huán)伏安研究表明在鎢電極上鈧電子一步還原成為鈧單質(zhì)。
【圖文】：

MgF2-LiF相圖

圖 2.2 800℃下的一些熔鹽理論分解電壓圖Fig.2.2 Theoretical decomposition potential of metal fused salt in 800℃圖中顯示鉀鹽和鋇鹽可作為電解的電解質(zhì)，金屬鎂電負(fù)性較小。鉀鹽為輕鋇鹽為重電解質(zhì)。在前人對熔鹽體系的研究基礎(chǔ)上和一些實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，對
【學(xué)位授予單位】：遼寧科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TF821

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 張保國;李繼東;曹文亮;張廷安;王一雍;;熔鹽電解氧化鈣制備鋁鈣合金及其電極過程分析[J];有色金屬(冶煉部分);2014年09期

2 黃有國;田忠良;賴延清;李R，

本文編號：2677697