熔盐电解法制备Y-Ni合金工艺研究

以Y₂O₃为原料、YF₃-LiF为熔盐,研究自耗阴极熔盐电解法制备Y-Ni合金,分析电解电压、电解电流对合金成分、电解温度、电解效率和金属收率的影响。在61.5%YF₃-38.5%LiF(原子分数)的熔盐体系下,电解电压、电解电流对电解温度影响显著,电解温度过高,稀土金属在熔体中溶解加快,稀土金属氧化、二次反应加剧,合金中钇成分含量、电解效率以及钇金属收率随着电解温度的增加逐渐降低,实验获得的最佳电解条件为：电解电压为7.2 V±0.2 V,电解电流为555 A±5 A,电解温度为1080℃±20℃。通过对Y-Ni合金的表征分析,制备的Y-Ni合金成分较为均匀,无明显偏析现象,合金中Y∶Ni=1∶1(质量比),主要由NiY相和Ni₂Y相组成,其中YNi相占比为42.11%,YNi₂相占比为57.89%。     

熔盐电解法制备Y-Ni合金的研究

以LiF-YF_3二元熔盐体系为电解质,以镍棒为阴极,以Y_2O_3为原料,使用自耗阴极电解法制备了成分稳定的Y-Ni合金。同时,考察了电解温度和阴极电流密度对合金成分、电流效率的影响,并对电解产品进行了XRD、SEM-EDS表征。结果表明,在实验条件下,可以生产Y含量为48%～50%(质量分数)的Y-Ni合金,电流效率可达到85%以上,合金相以YNi和YNi_2为主,且成分均匀。     

KF-AlF_3-Sc_2O_3熔盐体系下沉阴极法制备Al-Sc合金的实验研究

在KF-AlF_3-Sc_2O_3熔盐体系中,研究下沉阴极法制备Al-Sc合金的工艺技术。采用XRD、SEM分析了所制备Al-Sc合金的物相组成、微观组织以及微区成分含量;研究了电解温度、阴极电流密度、熔盐组成对熔盐电解电流效率的影响。实验结果表明,Al-Sc合金中含有Al相、Sc相以及Al_3Sc相;Al-Sc合金夹杂了少量熔盐,Al_3Sc相在合金中的分布和形态呈不规则状。电解过程的最佳工艺条件为:在KF-AlF_3-Sc_2O_3熔盐体系中,液态铝为下沉阴极,Sc_2O_3为电解质,熔盐体系KF/AlF_3摩尔比1.3,电解温度800℃,电解时间25min,电流密度1.592A/cm~2;此条件下所制备Al-Sc合金中Sc含量最高可达6.710%,平均电流效率达到57.28%。     

稀土熔盐电解中电解槽温度分布测定

针对熔盐电解制备稀土中间合金过程中电解温度对合金组成的影响很大，通过不同阴极电流密度和电解电流条件对电解槽温度分布的测定，得到了氯化物熔盐电解制备富钇－镍稀土中间合金中电解槽熔体温度分布曲线，对指导生产具有一定的意义。     

熔盐电解法制取Zn-Al-RE合金的研究

以Zn-Al合金为阴极,以RECl_3-KCl-NaCl为电解质(RE代表稀土,KCl/NaCl为等摩尔比),研究了熔盐电解法制取Zn-Al-RE合金的新工艺,提出了液态阴极Al/Zn的适宜比例为60:40(wt%),研究了温度、阴极电流密度、电解质组成、搅拌等对电解过程电流效率及合金中稀土含量的影响,在实验室条件下进行了连续电解实验,得到了稀土含量约为8%(wt)的Zn-Al-RE合金,平均电流效率达81%,稀土直收率接近100%。本文为工业上采用熔盐电解法制备Zn-Al-RE合金提供了依据,对稀土在锌基合金中的应用也有一定参考价值。     

阴极铝液法制备Al-M-Sc合金组织及其力学性能研究

铝合金在现代工业、交通、航空航天等领域广泛应用,微量添加合金元素钪可进一步改善其加工和使用性能。采用阴极铝液法熔盐直接制备Al-M-Sc合金,通过电感耦合等离子体原子发射光谱法测定Sc含量、金相显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)观察含Sc相形貌以及X射线衍射(XRD)、显微硬度测试研究,发现在相同电解条件下,以二元合金阴极铝液电解合金的Sc含量大于高纯铝阴极电解合金Sc含量(0.41%,质量分数),且Al-5Li阴极电解合金中Sc含量可达1.25%。Al-M-Sc合金中含Sc形式以二元Al₃Sc相、三元W-(Al,Cu,Sc)相和AlSi₂Sc₂相为主。这与添加合金元素增大阴极铝液过热度而有利于与强化其扩散有关。Al-5Mg-Sc,Al-7Zn-Sc和Al-5Li-Sc合金中Sc以Al₃Sc相形式存在;Al-4Cu-Sc合金中以Al₃Sc和W-(Al,Cu,Sc)相两种形式存在;Al Si₂Sc₂相存在于Al-7Si-Sc合金中。Al...     

铝钪合金的熔盐电解法制备研究

本文采用了熔盐电解法研究铝钪合金的制备,主要考察了以MF-ScF3-ScCl3为电解质体系,以ScCl3为原料,制取铝钪合金的工艺条件,包括电流密度、电解时间以及电解温度等对反电动势、合金钪含量和电流效率的影响.研究结果表明,以MF-ScF3-ScCl3为电解质体系,以ScCl3为原料的熔盐电解法制备铝钪合金的钪的含量最高可达3.85%,电流效率达到73%.     

液态阴极熔盐电解法制备锌—稀土中间合金的研究

采用液态锌作阴极的熔盐电解法,从氯化钠,氯化钾-氯化稀土熔盐电解质中,电解制备了锌-稀土中间合金。研究了电解质组成,电解温度,电流密度及搅拌等因素对电流效率的影响,在最佳电解工艺条件下,其电流密度84％。X射线衍射分析表明,稀土在锌-稀土中间合金中以ReZn_(11)形式存在。     

熔盐电解法制取钬铁合金试验研究

在氟化物熔盐体系中采用自耗阴极进行氧化物的熔盐电解,通过电解温度、阴极电流密度和熔盐配比等主要技术条件进行正交设计试验,对电解过程中电解质组成、电解温度、阴极电流密度和加料速度等因素对合金成分、稀土收率影响进行了试验研究。获得了较佳的工艺技术条件,为钬铁合金的规模化生产提供了切实可行的途径。     

LiF-ScF3-ScCl3体系熔盐电解制备铝镁钪合金

以氧化钪为原料、液态铝镁合金作阴极,在氟化锂-氟化钪-氯化钪(LiF-ScF3-ScCl3)体系中通过熔盐电解制备铝镁钪(Al-Mg-Sc)合金.针对LiF-ScF3-ScCl3体系,实验考查了温度、熔盐组成、电流强度和电解时间等因素的影响.结果表明,熔盐电解可制备出钪含量在2%～10%、镁含量0.2%的铝镁钪合金.采用XRD,SEM和电子能谱分析等方法对合金样品进行了表征,结果表明,合金金相分为两相,连续相为铝基,间断相为ScAl3.     

氟化物熔盐共电沉积制备Gd-Zr-Mg合金的研究

采用GdF3-LiF-BaF2为电解质熔体,Gd2O3、ZrO2及MgO混合氧化物为原料共电沉积Gd-Zr-Mg中间合金,考察了电解温度、阴极电流密度及混合氧化物原料中ZrO2的含量对电解电流效率及所得中间合金中Zr含量的影响.研究表明：电流效率随温度和电流密度增大均先增后减,随混合氧化物原料中ZrO2含量增大则减小;电解得Gd-Zr-Mg合金中Zr含量随电解温度和混合氧化物原料ZrO2含量的增加而增加,随阴极电流密度的增加则是先增后减,电流效率可达57%,Zr含量能达到10%～11%.     

SrCl2-KCl-SrF2体系中熔盐电解法制备铝锶合金

以SrCl2为原料,在70%SrCl2-29%KCl-1%SrF2体系中电解生产Al-Sr合金。考察了电解温度、电流密度和电解时间等条件对电流效率和合金锶含量的影响。通过控制工艺条件,可以生产锶含量在0～10%的Al-Sr合金,其物相主要为Al与Al4Sr。     

熔盐电解法制备铝钙合金中的反电动势

研究了在CaCl2-CaF2纯钙盐体系中下沉式铝液槽结构熔盐电解法生产Al-Ca合金新工艺,采用连续脉冲-示波器法测定电解过程的反电动势,研究了在实验室条件下电解温度、电流密度、电解时问和极距对熔盐电解法制取铝钙合金的反电动势的影响.用熔盐电解法并采用铝阴极生产Al-Ca合金比对掺法更加节省电能,降低了Al-Ca合金的生产成本,是一种有经济价值的生产方法,有很好的发展前景.     

超声对熔盐电解法制备Al-7Si-Sc合金组织的影响

Al-Si系合金在现代工业、交通等领域广泛应用，合金元素钪可进一步改善其加工和使用性能.采用超声协同熔盐电解法制备Al-7S-Sc三元合金，研究探索超声作用对合金组织及强化相分布的影响.发现超声协同熔盐电解制得合金中Sc含量提高，团簇共晶硅组织和AlSi₂Sc₂相显著细化，共晶硅团簇尺寸由约500降低至200 μm，减小约60%，细化后AlSi₂Sc₂相分布均匀.超声协同电解法可显著优化Al-7Si-Sc合金组织，有助于控制改善现行工艺中合金元素偏聚、组织不均匀现象.      

熔盐电解法制备钨铜合金粉

在NaCl-KCl-Na2WO4-CuO体系中采用熔盐电解法直接制取钨铜合金粉,并对产物进行了XRD、SEM及EDS分析。结果表明,在780～800℃电解、阴极电流密度106～133mA/cm2、电解时间3～4h、电压2.2～3.2V的条件下,可以得到纯度99%以上、平均粒度0.91μm的钨铜合金粉末,各项指标基本达到了工业上烧结钨铜合金的要求。     

含钛废渣熔盐电脱氧法制备钛铁合金

以泡沫镍包裹含钛废渣和Fe₂O₃混合物为阴极,碳棒为阳极,在900 ℃、3.1 V、CaCl₂熔盐电解质中,采用熔盐电脱氧法制备钛铁合金,重点考查阴极成型压力对微观形貌及电解效果的影响。结果表明,烧结后阴极片孔隙率随着成型压力的增加而减小,当成型压力为2 MPa时,烧结后阴极片孔隙率为39.5%,具有良好的电化学活性,电解产物颗粒尺寸均匀、氧含量低、呈明显海绵态,产物主要为FeTi和少量Fe₂Ti;随着成型压力的增加,电解产物逐渐致密化,发生脱氧反应的三相界面降低,阴极内部的氧离子迁移受阻,导致电脱氧效果变差,产物中出现TiO。电解初期电流迅速下降,20 min后趋于平缓,150 min后出现增加的趋势。     

熔盐电解制备钛锆合金及其反应过程研究

采用熔盐电解法由ZrO_2与TiO_2混合氧化物(Ti, Zr原子比为1∶ 1)一步制备出了TiZr合金, 并探讨了反应机制. 温度为900 ℃, CaCl_2熔盐中以烧结的ZrO_2与TiO_2混合氧化物为阴极,石墨棒为阳极, 3.1 V恒电压电解, 制备出了钛锆合金. 结果表明, 所得产物的组分与投料比例一致, 钛、锆为无限互溶的固溶体, 电解反应是由外向内进行的. 其合金化历程为: 部分ZrO_2先生成CaZrO_3, 然后继续脱氧还原为锆的低价氧化物直至还原为金属锆, 一旦有金属锆生成, TiO_2在金属锆上直接电解还原形成钛的低价氧化物, 直至生成金属钛后与锆形成固溶体; 其余ZrO_2, TiO_2先形成CaZr_mTi_nO_x, 然后直接脱氧还原为TiZr.     

熔盐电解法制备铝镁合金过程电流效率和反电动势研究

以氧化镁为原料,在MgF2-LiF-KCl电解质体系中采用熔盐电解制备铝镁合金,考查电解时间、电流强度对电流效率以及合金中镁含量的影响,并采用连续脉冲—计算机法测量电解过程反电动势的变化。结果表明,电流效率随电流密度和电解时间的增加先增大后减小;镁含量随电流强度的增加先增大后减小,随电解时间逐渐增大。在3A的电流强度下电解2h的电流效率达87%,加料前后平均反电动势降低0.5V,氧化镁(1%)的加料周期约45min。铝镁合金中镁浓度分布比较均匀,无明显偏析现象。     

熔盐电解生产Al-Sr合金的新工艺及其加料周期

研究了以SrCO3为原料熔盐电解法生产Al-Sr合金新工艺,采用连续脉冲-示波器法测定电解过程的反电动势.结果发现:(1)延长电解时间,合金中锶的质量分数逐渐增加,最高可达18.54%;(2)增加电流密度,反电动势亦随之增加,而升高温度反电动势则有所降低;(3)在电解过程中,反电动势逐渐增加,但向熔体中加入SrCO3后,反电动势明显降低.因此确定在正常电解时是SrCO3在分解.以此规律制定了正常生产的加料周期和加料量,保证了生产的稳定进行.以SrCO3为原料生产Al-Sr合金,不但减少了环境污染,也降低了Al-Sr合金的生产成本.     

镁锶合金的电化学还原制备

提出了一种电化学还原制备Mg-Sr合金的新方法。通过理论与实验研究,获得了工艺流程及工艺参数。研究结果表明,以Mg-9Al为阴极,以LiCl-16SrCl2为电解质,可实现阴极下沉电解,直接获得Mg-Al-Sr合金;LiCl的分解电压与SrCl2相近,电解过程中析出Sr的同时会析出Li,Sr以溶入Mg基熔体为主,Li以浮于熔盐表面为主;电解还原获得的Mg-Al-Sr的微观组织中,存在大量片状组织。