發(fā)布時間：2022-02-18 20:28

　　隨著航空航天領(lǐng)域的蓬勃發(fā)展,對于金屬鈦及鈦合金的需求量也越來越大,極大的促進(jìn)了我國鈦產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。為改變目前金屬鈦及其合金生產(chǎn)成本高、生產(chǎn)工藝不連續(xù)的缺點。眾多研究者試圖用熔鹽電解方法來生產(chǎn)金屬鈦及其合金,但到目前為止,還沒有適合工業(yè)生產(chǎn)的工藝研究工作報道。本文對“熔鹽電解方法制取金屬鈦粉末”的相關(guān)電化學(xué)理論、在實驗室開展了系統(tǒng)的電解工藝研究,同時在熔鹽中以鈦離子、鋁離子共沉積和金屬鋁作為液態(tài)陰極,電解鈦離子直接合金化兩種方法制備鈦鋁合金。深入研究了鈦鋁合金制備工藝和鈦鋁合金相及其組分的控制等方面的機理。本文采用Mo電極,在750℃C,通過循環(huán)伏安法、計時電位法、方波伏安法和開路計時電位法研究了 Ti（ⅣV）、Ti（Ⅲ）、Ti（Ⅱ）離子在NaCl-KCl熔鹽體系中的電化學(xué)行為。以K2TiF6作為鈦源的NaCl-KCl熔鹽體系中,Ti（ⅣV）分三步還原,同時也探討了 Ti（Ⅳ）在NaCl-KCl-NaF熔鹽體系的還原過程,這種情況下Ti（Ⅳ）分兩步還原,我們發(fā)現(xiàn)添加NaF不利于Ti（Ⅱ）的穩(wěn)定存在,而在NaCl-KCl-（3.45 wt.%）TiC;3熔鹽體系中,Ti（Ⅲ）分兩步還原,并且... 

【文章來源】：哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省211工程院校

【文章頁數(shù)】：134 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 熔鹽電解方法
        1.2.1 熔鹽電解方法的特點
        1.2.2 熔鹽電解法的分類
        1.2.3 熔鹽電解方法制取合金
    1.3 金屬鈦性質(zhì)、制備方法及研究進(jìn)展
        1.3.1 金屬鈦的性質(zhì)
        1.3.2 金屬鈦的主要用途
        1.3.3 我國的鈦資源
        1.3.4 海綿鈦工業(yè)提取方法
        1.3.5 熔鹽電解方法提取鈦
        1.3.6 鈦粉制備方法
        1.3.7 鈦在熔鹽中的電化學(xué)行為
    1.4 鈦鋁合金
        1.4.1 鈦鋁合金的性質(zhì)
        1.4.2 鈦鋁合金的應(yīng)用
        1.4.3 鈦鋁合金的研究歷程
        1.4.4 鈦鋁合金制備工藝流程
        1.4.5 熔鹽電解制備鈦鋁合金的研究意義
    1.5 本文的研究意義及主要研究內(nèi)容
        1.5.1 研究意義
        1.5.2 主要研究內(nèi)容
第2章 實驗部分
    2.1 試劑與儀器
    2.2 熔鹽電解質(zhì)
        2.2.1 電解質(zhì)的選擇
        2.2.2 NaCl-KCl混合熔鹽的制備
        2.2.3 制備鈦的低價氯化物
    2.3 參比電極
    2.4 熔鹽電解
    2.5 物理檢測手段
        2.5.1 X射線衍射(XRD)
        2.5.2 礦物分析儀(MLA)
        2.5.3 掃描電子顯微鏡(SEM)
        2.5.4 電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀(ICP)
        2.5.5 粉末體的特性表征
    2.6 電化學(xué)檢測
        2.6.1 循環(huán)伏安法
        2.6.2 方波伏安法
        2.6.3 計時電位法
        2.6.4 開路計時電位法
    2.7 本章小結(jié)
第3章 Ti(Ⅳ)、Ti(Ⅲ)和Ti(Ⅱ)鈦離子在NaCl-KCl熔鹽中的電化學(xué)行為
    3.1 引言
    3.2 Ti(Ⅳ)在熔鹽中的電化學(xué)行為
        3.2.1 氯化物熔鹽中Ti(Ⅳ)的電化學(xué)行為
        3.2.2 在氟化鹽熔鹽中Ti(Ⅳ)的電化學(xué)行為
    3.3 Ti(Ⅲ)在熔鹽中的電化學(xué)行為
        3.3.1 循環(huán)伏安
        3.3.2 方波伏安
        3.3.3 計時電位
    3.4 Ti(Ⅱ)在熔鹽中的電化學(xué)行為
        3.4.1 熔鹽中Ti(Ⅱ)循環(huán)伏安掃描
        3.4.2 熔鹽中Ti(Ⅱ)方波伏安掃描
    3.5 本章小結(jié)
第4章 熔鹽電解法制備金屬鈦的電結(jié)晶過程研究
    4.1 引言
    4.2 熔鹽電解法制備金屬鈦及物性表征
        4.2.1 熔鹽電解法制備金屬欽實驗
        4.2.2 熔鹽電解產(chǎn)物的物性表征
    4.3 Ti(Ⅱ)離子在鉬(Mo)電極上的電結(jié)晶過程
        4.3.1 計時電流法判斷形核過程
        4.3.2 Ti(Ⅱ)濃度對金屬鈦電結(jié)晶的影響
        4.3.3 電流密度對金屬鈦電結(jié)晶的影響
        4.3.4 電解時間、溫度對金屬鈦電結(jié)晶的影響
    4.4 Ti(Ⅲ)離子在含氟熔鹽中金屬鉬(Mo)電極上的電結(jié)晶過程
    4.5 電結(jié)晶過程中氧元素雜質(zhì)的研究
        4.5.1 電解過程中金屬鈦的增氧過程及機理
        4.5.2 鈦氧化物溶度積的測定
        4.5.3 氧元素在金屬欽粉中的賦存形式
    4.6 本章小結(jié)
第5章 共沉積法熔鹽電解制備欽鋁合金
    5.1 引言
    5.2 Ti_2O_3與AlCl_3共沉積方法熔鹽電解制備Ti-Al合金
        5.2.1 鈦氧化物的氯化過程研究
        5.2.2 Ti_2O_3與AlCl_3共沉積制備Ti-Al合金電化學(xué)行為研究
        5.2.3 Ti_2O_3與AlCl_3共沉積方法熔鹽電解制備Ti-Al合金的物性分析
    5.3 TiCl_3與AlCl_3共沉積方法熔鹽電解制備Ti-Al合金研究
        5.3.1 TiCl_3與AlCl_3共沉積制備Ti-Al合金的電化學(xué)研究
        5.3.2 TiCl_3與AlCl_3共沉積制備Ti-Al合金物性分析
    5.4 本章小結(jié)
第6章 氯化鈦在液態(tài)鋁陰極合金化過程的研究
    6.1 引言
    6.2 TiCl_3在液態(tài)鋁(Al)陰極上合金化過程的電化學(xué)研究
        6.2.1 循環(huán)伏安法
        6.2.2 方波伏安法
        6.2.3 開路計時電位法
    6.3 TiCl_3在液態(tài)鋁(Al)陰極上合金化制備Ti-Al合金的物性表征
        6.3.1 XRD分析
        6.3.2 SEM顯微結(jié)構(gòu)分析
    6.4 TiCl_3在液態(tài)鋁(Al)陰極上合金化進(jìn)程研究
    6.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3631500