NaCl-KCl-NdCl3-AlCl3熔盐体系电解制备Nd-Al合金及机理

在700℃的NaCl-KCl体系中,采用循环伏安法、方波伏安法和开路计时电位法等电化学测试方法研究了钨电极上Nd(Ⅲ)的电化学行为以及与Al(Ⅲ)共沉积的电化学过程。结果表明:在低扫描速率(0.1～0.5V·s~(-1))下,NaCl-KCl-NdCl_3熔盐中Nd(Ⅲ)的还原是一步交换3个电子的准可逆过程,该还原过程由扩散步骤控制,扩散系数约为1.2×10~(-5) cm~2·s~(-1)。将AlCl_3引入NaCl-KCl-NdCl_3熔体后,循环伏安、方波伏安以及开路计时电位测试结果表明,电解过程中形成了3种Nd-Al金属间化合物(Nd_3Al_(11)、NdAl_3和NdAl_2),其形成机理为Nd在预先沉积的Al上发生欠电位沉积。通过电动势法,计算了700℃时Nd-Al金属间化合物的热力学参数,如两相共存下Nd的活度和相对偏摩尔吉布斯自由能以及Nd-Al金属间化合物的标准吉布斯自由能。在-2.3 V下进行恒电位电解5 h制备了Nd-Al合金,所得合金由Nd_3Al_(11)、NdAl_3、NdAl_2和Al4种物相组成。     

熔盐电解制备铝钕中间合金及其机理

以Na_3AlF_6-AlF_3-MgF_2-LiF为电解质,Al_2O_3、Nd_2O_3为原料,对熔盐电解制备Al-Nd中间合金进行研究;采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱(EDS)分析合金产物的形貌及组成;通过还原实验和循环伏安法,对Nd(Ⅲ)离子在Na_3AlF_6-AlF_3-MgF_2-LiF体系中的还原过程进行表征。结果表明:在温度935℃、恒压3.2 V条件下,通过Na_3AlF_6-AlF_3-MgF_2-LiF-(Al_2O_3、Nd_2O_3)体系可电解得到Al-Nd中间合金,富钕相集中分布在铝基体晶界区域,Nd(Ⅲ)离子主要通过铝热还原形式进入合金相,且Nd_2O_3的加入可起到去极化作用,使Al(Ⅲ)离子扩散系数大幅提高。     

固溶时效对Mg-12Li-3Al-xNd合金组织和硬度的影响

为了改善Mg-12Li-3Al合金的力学性能,制备了Mg-12Li-3Al-xNd合金,并对其进行了固溶+自然时效处理。结果表明,Mg-12Li-3Al-xNd合金的铸态组织为单相β(Li),并且含有Al4Li9、MgLiAl_2、Al Li等相,随着Nd含量的增加,Al-Nd金属间化合物由针状Al_(11)Nd_3变为颗粒状Al_2Nd;该合金经过固溶+自然时效处理后在晶界附近析出强化相MgLiAl_2,Al_2Nd的形态由颗粒状变为椭球状,并且铸态下生成的Al Li平衡相完全固溶到β(Li)基体中。此外,稀土元素Nd延缓了Mg-12Li-3Al-xNd合金的过时效析出效应,MgLiAl_2析出相与母相的错配度较大,有较强的硬化效应,有利于合金在室温保持较好的稳定性。因此,固溶+自然时效处理提高了Mg-12Li-3Al-xNd合金的硬度。     

氯化物熔盐体系共电沉积法制备Al-Li-Gd合金的研究

在773K时,采用循环伏安法、方波伏安法和计时电位法研究了Gd(III)和Al(III)在LiCl-KCl-AlCl3-GdCl3熔盐体系中的电化学行为及共电沉积制备Al-Li-Gd合金,并借助XRD,SEM-EDS对所得合金进行表征.结果表明,Gd(III)在预先沉积的Al上欠电位沉积形成了两种Al-Gd金属间化合物,当电流密度超过-279.5 mA/cm2时,Al,Gd和Li能同时析出.通过调节熔盐中AlCl3的含量可以获得不同相的Al-Li-Gd合金.Al-Li-Gd合金含有Al2Gd和Al2Gd3,Gd在合金中分布不均匀,而Al的分布相对均匀.     

LiCl-KCl熔盐中共沉积直接电化学形成不同相Al-Y合金（英文）

在773 K的LiCl-KCl-AlCl_3-Y_2O_3熔盐体系中,采用循环伏安、方波伏安、开路计时电位和稳态极化研究了不同相的Al-Y合金的电化学制备过程。电化学研究表明钇在预先沉积的铝上欠电位沉积形成了2种铝钇金属间化合物。X射线衍射研究表明:这2种Al-Y金属间化合物为Al_2Y和α-Al_3Y。通过金相显微镜和电子扫描显微镜对合金样品进行了表征,结果显示钇元素主要分布于块状析出物上。通过调节熔盐中AlCl_3的含量可以获得不同相的Al-Y合金。     

在LiCl-KCl-CeCl3熔盐中铝电极上欠电位沉积制备Al-Ce合金

在843K LiCl-KCl-CeCl3熔盐中活性铝电极上,研究了Ce(III)离子的电化学行为和欠电位沉积Al-Ce合金。对比循环伏安曲线发现,在Al电极上Ce(III)/Ce反应的氧化还原电势比在Mo惰性电极上更正;开路计时电位在金属铝和铈的沉积平台之间出现两个平台,这表明Ce(III)在Al活性电极上可以生成两种金属间化合物。以上结果在电化学机理上说明Ce(III)离子可以在Al电极上欠电位沉积形成金属间化合物。在该实验条件下通过恒电位电解,在Al电极上得到了Al-Ce合金,验证了理论分析的结果。经XRD表征,证实了形成AlCe和AlCe3两种合金;经SEM和EDS表征,证明了铈分布在Al电极表面厚度均一的合金镀层中（厚度28?m）。 关键词：LiCl-KCl熔盐;欠电位沉积;铝电极;Al-Ce合金     

在LiCl-KCl-CeCl_3熔盐中铝电极上欠电位沉积制备Al-Ce合金（英文）

在843 K LiCl-KCl-CeCl_3熔盐中活性铝电极上,研究了Ce(Ⅲ)离子的电化学行为和欠电位沉积Al-Ce合金。对比循环伏安曲线发现,在Al电极上Ce(Ⅲ)/Ce反应的氧化还原电势比在Mo惰性电极上更正;开路计时电位在金属铝和铈的沉积平台之间出现2个平台,这表明Ce(Ⅲ)在A1活性电极上可以生成两种金属间化合物。以上结果在电化学机理上说明Ce(Ⅲ)离子可以在Al电极上欠电位沉积形成金属间化合物。在该实验条件下通过恒电位电解,在Al电极上得到了Al-Ce合金,验证了电化学分析的结果。经XRD表征,证实形成了AlCe和AlCe_3两种合金,结合Al-Ce合金相图分析了只产生这两种合金的原因;结合开路电位计算了生成这两种合金的标准吉布斯自由能变值。经SEM和EDS表征,证明了铈在Al电极表面分布,并形成厚度均一约28μm的Al-Ce合金镀层。     

Nd改性AZ91合金的显微组织和力学性能

稀土Nd加入AZ91合金中可生成Al-Nd相并细化合金晶粒.Nd含量影响合金中Al-Nd相的种类、形貌、大小和分布,从而改变合金的室温拉伸力学性能.当Nd含量为1.0%时,合金中析出的Al-Nd相主要为针状的Al11Nd3相;当Nd含量为到2.0%时,针状的Al11Nd3相已经比较少,块状的Al2Nd相为主要的Al-Nd相;当Nd含量为到2.5%时,析出的Al-Nd相几乎全部为块状的Al2Nd相.Nd含量由1.0%增加到2.0%时,合金的伸长率、抗拉强度和屈服强度分别增加 33%、14%和4%;Nd含量由1.0%增加到2.5%时,上述三者分别增加44%、18%和6%.     

LiCl–KCl熔盐中共沉积直接电化学形成不同相Al–Y合金

本文在773K的LiCl–KCl–AlCl3–Y2O3熔盐体系中,采用循环伏安、方波伏安、开路计时电位和稳态极化研究了不同相的Al–Y合金的电化学制备过程。电化学研究表明钇在预先沉积的铝上欠电位沉积形成了两种铝钇金属间化合物。X-射线衍射研究表明：这两种Al–Y金属间化合物为Al2Y和α-Al3Y。通过金相显微镜和电子扫描显微镜对合金样品进行了表征,结果显示钇元素主要分布于块状析出物上。通过调节熔盐中AlCl3的含量可以获得不同相的Al–Y合金。     

Nd2O3对TaCr2合金组织和抗氧化性能的影响

采用机械合金化+热压工艺制备了TaCr_(2-x)Nd_2O_3(x=0,0.125,0.25,0.5,0.75,at%),研究了Nd_2O_3对TaCr_2合金组织及抗氧化性能的影响。结果表明:Nd_2O_3主要存在于Ta固溶体中,对合金的物相和晶型不产生显著影响,合金仍以TaCr_2相为主,并含有少量富Ta相和Cr固溶体。Nd203的添加使得TaCr_2合金1200℃氧化100h的增重减少(仅为纯合金的47.9%);使氧化膜呈不连续的多层分布,且Nd203促进氧化层物相分层。     

Nd对Mg/Al-20Si液固复合铸造界面组织及性能的影响

采用锌酸盐浸锌工艺、QJ207钎剂处理工艺对铝合金表面进行处理,发现两种工艺均可以有效去除铝合金表面氧化膜,提高液态镁在固态铝合金表面的润湿性。使用不同含Nd量的镁合金进行镁/铝合金液固复合铸造,并采用SEM、XRD、EPMA、力学试验机、显微硬度仪等方法对焊接界面组织及性能进行分析,发现随着镁合金中Nd含量的增加,复合界面处开始出现Al-Nd相,其抑制了金属间化合物的产生,且Al-Nd相逐渐由针状Al11Nd3相向块状Al2Nd相转变。当Nd含量为1%时,获得最大剪切强度为22.28 MPa。     

铝稀土合金(Al-Nd)高能微弧火花合金化的研究

用高能微弧火花合金化设备将铝稀土(Al-Nd)电极合金熔化到AZ31镁合金上以提高其耐蚀性,用极化曲线测试和浸泡试验表征合金的耐蚀性,用金相显微镜和扫描电镜观察合金化层的显微结构,用X射线衍射进行物相分析.结果表明,使用高能微弧火花Al-Nd合金化后,由于晶粒细化、快速凝固和合金化层中富含Al和Nd,可显著提高AZ31镁合金的耐蚀性.     

稀土氧化物对贮氢合金电极电化学性能的影响

研究了稀土氧化物La_2O3_,CeO_2,Nd_2O_3和Y_2O_3对AB_5型贮氢电极电化学性能的影响。研究表明,除Y2_O3_外,其余的稀土氧化物可提高贮氢电极的1C放电容量和放电电压,延长贮氢电极的循环寿命,且对贮氢电极性能有利的顺序为:La2_O3_>CeO2_>Nd2_O3_;稀土氧化物添加量越多,贮氢电极的循环稳定性越好,但对贮氢电极的1C放电容量和放电电压的影响存在最佳值。造成这些结果的原因是:稀土氧化物增大贮氢合金颗粒间的接触电阻;稀土氧化物的催化作用;稀土氧化物对镍催化剂的稳定作用及抑制贮氢合金进一步氧化的作用。     

Nd_2O_3对Nb-22.5Cr合金热稳定性的影响

采用机械合金化+热压工艺制备了添加0.125%的Nd_2O_3的Nb-22.5Cr合金,并进行了1 200℃下的高温热暴露试验,研究了Nd_2O_3对Nb-22.5Cr合金热稳定性的影响。结果表明,Nd_2O_3的添加在保证Nb-22.5Cr合金有高的致密度和良好断裂韧性的前提下,使得合金热暴露100h后的硬度、室温压缩力学性能的变化幅度减小,表明Nd_2O_3的添加可提高Nb-22.5Cr合金的热稳定性。     

Ti_3Al及其渗铝涂层的热腐蚀性能

采用电化学方法并结合各种物相分析技术研究了Ti_3Al金属间化合物在熔融(Na,K)_2SO_4-NaCl中的热腐蚀行为及渗铝涂层对其耐蚀性能的影响。结果表明,Ti_3Al耐热腐蚀性能较差。形成了外层为TiO_2,中间层为富铝的TiO_2-Al_2O_3复合层,内层为富铌的Nb_2O_5-TiO_2-Al_2O_3层的三层结构。渗铝涂层能在合金表面形成Al_2O_3氧化膜而明显改善Ti_3Al的耐蚀性能。     

Y_2O_3对机械合金化Fe-20Cr-2.5Al合金电化学腐蚀行为的影响

采用机械合金化方法制备Fe-20Cr-2.5Al,Fe-20Cr-2.5Al-0.8Y_2O_3和Fe-20Cr-2.5Al-3Y_2O_3合金试样,并利用电化学方法以及化学浸泡法,结合XRD、TEM等表面分析技术,研究了不同Y_2O_3含量对MA Fe-20Cr-2.5Al合金在质量分数为3.5%Na Cl溶液、6%Fe Cl_3溶液以及0.05 mol/L H_2SO_4+0.25 mol/L Na_2SO_4水溶液中的电化学腐蚀性能。结果表明:添加Y_2O_3的MA Fe-20Cr-2.5Al合金的电化学腐蚀性能优于未添加Y_2O_3的MA Fe-20Cr-2.5Al合金,MA Fe-20Cr-2.5Al,MA Fe-20Cr-2.5Al-0.8Y_2O_3及MA Fe-20Cr-2.5Al-3Y_2O_3试样腐蚀失重依次降低。稀土Y_2O_3的添加是耐蚀性能提高的主要原因。     

Li含量对Al-Li合金在酸性NaCl水溶液中腐蚀行为的影响

真空熔炼制备1%和2%(质量分数)Li的Al-Li二元模型合金,研究Li含量对其在0.1mol/L NaCl+0.01mol/L酸性水溶液中电化学腐蚀行为的影响。采用自腐蚀电位和电化学阻抗(EIS)评价纯Al、Al-1Li和Al-2Li合金的耐蚀性能,结合X射线光电子能谱(XPS)和Mott-Schottky(M-S)曲线对3种试样表面腐蚀产物膜成分和半导体特征进行分析。结果表明:1%和2%Li使纯Al自腐蚀电位负移的同时,耐蚀性有所提高。合金元素Li参与腐蚀产物膜的形成,以Li_2O的形式掺杂于Al_2O_3为主要成分的腐蚀产物膜中,没有改变腐蚀产物膜的n型半导体特征;但Li_2O掺杂引起膜内氧空位浓度的降低,是Li提高纯Al耐蚀性的主要原因。     

FeAl/Al_2O_3复合阻氚涂层制备技术的研究进展

FeAl/Al_2O_3复合膜层是聚变堆氚增殖包层及辅助涉氚系统结构材料首选的阻氚涂层。其制备过程通常需要铝化和氧化2个步骤,铝化是Al原子与基体Fe原子通过相互扩散在基体表面形成铁铝固溶体(Fe,Al)或Fe-Al金属间化合物过渡层;氧化是使铝化涂层表面选择性氧化形成Al_2O_3膜。该阻氚涂层的制备可采用物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)、热浸铝化(HDA)、包埋渗铝(PC)、等离子体喷涂(PS)和电化学沉积(ECD)等技术。相对而言,CVD、HDA和PC等3种技术有较好的应用前景,有望成为聚变堆中FeAl/Al_2O_3阻氚涂层工程化制备的候选技术而ECD技术因其制备过程容易控制、涂层性能稳定、可涂镀复杂结构件等特点在FeAl/Al_2O_3阻氚涂层制备方面颇具吸引力。     

高能微弧合金化法制备的Ni_3Al(Cr)涂层的显微组织及高温氧化性能

采用高能微弧合金化技术,通过控制输出功率、电压、沉积时间等工艺参数,成功地在K3合金表面制备致密的Ni_3Al(Cr)超细晶合金化层.合金化层与基体之间是冶金结合、且制备过程对K3基体的热影响很小.在900℃空气中氧化400 h的结果表明,Ni_3Al(Cr)合金化层比相应的铸态Ni_3Al(Cr)电极和K3高温合金具有更好的高温氧化性能,它形成的富Al_2O_3氧化膜连续致密、粘附性良好,这得益于晶粒细化增加了短路扩散路径,降低了形成富Al氧化膜所需的临界Al含量.     

稀土Nd对Zn-5%Al合金显微组织和耐蚀性的影响EI北大核心CSCD

采用扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)和X射线衍射(XRD)研究Nd对Zn-5%Al合金显微组织的影响,采用电化学极化曲线和中性盐雾试验(NSS)研究不同Nd含量对Zn-5%Al合金耐蚀性的影响。结果表明:添加稀土Nd有效抑制初生η-Zn相的生长,显著增加共晶组织比例且组织致密;适量添加稀土Nd,有助于减小共晶组织层片间距。Nd易与Zn形成Nd_2Zn_(17)化合物富集在合金底表面,降低Nd的有效含量,减弱Nd的作用。Zn-5%Al合金耐蚀性随着Nd含量变化而变化,当Nd含量为0.06%时,合金的耐蚀性最好。