NdF_3-LiF-Nd_2O_3体系熔盐电导率的研究

采用交流阻抗谱技术测定熔盐电阻,并通过CVCC法研究了在1 020～1 120℃的温度范围内NdF3-LiF-Nd2O3熔盐体系的电导率,确定了温度、Nd2O3含量与熔盐电导率之间的关系,分析了温度和Nd2O3含量之间的相互作用以及对熔盐电导率的影响。研究结果表明,温度增加、Nd2O3含量减少,则电导率增大;在温度为1 080℃,Nd2O3含量为1.5%、2%、3.5%时,熔盐电导率变化幅度小,体系较为稳定。     

PrF_3-NdF_3-LiF-Pr_6O_(11)-Nd_2O_3体系熔盐电导率性能研究

采用连续变化电导池常数法(CVCC法)系统研究了PrF_3-NdF_3-LiF-Pr_6O_(11)-Nd_2O_3体系熔盐的电导率。研究发现,该体系熔盐的电导率随温度的升高而增大;随LiF含量的增加而降低。在0～0.6%的REO浓度范围内,熔盐电导率随REO浓度的增加而增加;在0.7%～1.4%的REO浓度范围内,熔盐电导率随REO浓度的增加变化不明显;在1.5%～2%的REO浓度范围内,熔盐电导率随REO浓度的增加而降低。研究结果为优化稀土电解质组分,实现稀土电解生产的节能降耗提供理论支撑。     

Na_3AlF_6-AlF_3-LiF-MgF_2-Al_2O_3-Sm_2O_3熔盐体系表面张力的研究

采用拉筒法测定了在905~1055℃温度范围内Na_3AlF_6-AlF_3(12%)-LiF(5%)-MgF_2(5%)-Al_2O_3-Sm_2O_3熔盐体系的表面张力,研究了温度、Al_2O_3和Sm_2O_3添加量对熔盐表面张力的影响,并用最小二乘法建立了熔盐表面张力与温度、Al_2O_3与Sm_2O_3添加量之间的回归数学模型,确定了熔盐电解制备Al-Sm中间合金较为适宜的电解条件。研究结果表明:熔盐体系表面张力与温度有良好的线性关系,并随着温度的升高而下降;Al_2O_3添加量的递增对熔盐体系表面张力产生线性减小的影响,而Sm_2O_3添加量的递增却对熔盐表面张力产生线性增加的影响;当ω_(Al_2O_3)∶ω_(Sm_2O_3)=9∶1,7∶3或1∶1时,熔盐表面张力随混合氧化物添加量的增大而线性减小,当ω_(Al_2O_3)∶ω_(Sm_2O_3)=3∶7时,熔盐表面张力却随混合氧化物添加量的增大而线性增加;表面张力回归方程为σ=0.21813-0.00146ω_(Al_2O_3)+0.000553343ω_(Sm_2O_3)-0.0000774912 t。     

Nd2O3-NdF3-LiF熔盐体系中电导率及钕溶解度的测定

研究了Nd2O3-NdF3-LiF熔盐体系中电导率及钕的溶解度，并根据实验数据拟合了回归方程，分析TN度、LiF浓度、Nd2O3浓度对两种物理性质的影响。结果表明，升高温度，提高LiF浓度以及降低Nd2O3浓度可以提高熔盐体系的电导率；而降低温度，降低LiF浓度以及提高Nd2O3浓度可以减少钕在熔盐中的溶解度。所得研究结果可为电解氟盐法生产钕选择合理的电解质成分提供依据。     

NdF3-LiF-Nd2O3体系粘度的研究

采用坩埚扭摆法研究了 Nd F3- L i F熔盐体系的粘度 ,讨论了 Nd F3含量及温度对体系粘度的影响 ,并考察了加入 Nd2 O3对体系粘度的影响。合理地解释了个别组分熔盐粘度出现异常的现象     

LiF-DyF_3-Cu_2O-Dy_2O_3熔盐体系密度的影响因素研究

在探索出制取Dy-Cu中间合金方法的基础上,为了进一步优化电解过程的工艺参数,采用阿基米德法对LiF-DyF_3-Dy_2O_3-Cu_2O熔盐体系的密度进行了研究。考察了温度、单一氧化物(Dy_2O_3或Cu_2O)以及混合氧化物(Dy_2O_3与Cu_2O)对熔盐体系密度的影响,并通过最小二乘法对数据进行了拟合,建立了温度、 Dy_2O_3含量、 Cu_2O含量与熔盐密度之间的数学回归方程。研究结果表明,熔盐体系的密度随温度的升高而线性下降,而随单一氧化物加入量、混合氧化物加入量及混合氧化中w_(Dy_2O_3)与w_(Cu_2O)的比值增大而增大。在温度为910～1030℃,w_(Dy_2O_3)为0%～2.0%(质量分数),w_(Cu_2O)为0%～2.0%范围内,温度(t), Dy_2O_3加入量w_(Dy_2O_3), Cu_2O加入量w_(Cu_2O)与熔盐密度(ρ)的关系可以表示为:ρ=-7.01813-0.00163t+0.01832 w_(Dy_2O_3)+0.10289w_(Cu_2O)。从熔体密度角度来看,在氧化物的加入量满足2.0%≤w_(Dy_2O_3)+w_(Cu_2O)≤3.0%,w_(Dy_2O_3)∶w_(Cu_2O)3∶2,电解温度控制在960～980℃的条件下,电解LiF-DyF_3-Dy_2O_3-Cu_2O熔盐制取Dy-Cu合金较为理想。     

LiF-YF3-Y2O3体系密度与表面张力的研究

LiF-YF3-Y2O3体系的密度和表面张力直接影响熔盐电解法制备钇合金的整个过程,在1 273~1 373 K使用阿基米德法和脱离法测定不同配比LiF-YF3、LiF-YF3-Y2O3的密度和表面张力。结果表明,随着熔盐温度的升高,LiF-YF3的密度和表面张力呈线性降低,同时,随着熔盐中YF3含量的升高,其密度和表面张力随之增大。对于LiF-YF3-Y2O3（0~5%）体系,随着Y2O3质量百分含量的增加,熔盐的密度和表面张力会先逐渐增大,当Y2O3含量超过2%后,熔盐的密度和表面张力逐渐下降。最后通过拟合获得合理的经验公式,确定熔盐密度和表面张力的变化规律。     

V_2O_5在NaCl-KCl-NaF熔盐体系中溶解度及溶解机理

利用等温饱和法分别研究温度和熔盐组分对V2O5在Na Cl-KCl-Na F熔盐体系中溶解度的影响。并利用热力学软件Factsage7.0对熔盐体系各组分之间可能发生的化学反应进行计算,着重结合X射线衍射对熔盐急冷试样进行分析,确定了V2O5的溶解机理。结果表明:在该熔盐体系中V2O5优先与Na F发生反应,其溶解机理为4V2O5+6Na F=6Na VO3+2VF3+O2;V2O5的溶解度随温度的升高而增大,随组元Na F摩尔分数的增大而增大。     

NaCl-KCl-Na2WO4熔融体系的电导率研究

针对NaCl-KCl-Na_2WO_4熔融体系,采用交流电极法对熔盐体系的电导率进行研究。结果表明:在1 173～1 203 K之间,NaCl-KCl-Na_2WO_4熔盐体系的电导率随着Na_2WO_4含量先逐渐减小再逐渐增大,在10%Na_2WO_4时电导率最小。在1 218～1 233 K之间,NaCl-KCl-Na_2WO_4熔盐体系的电导率随着钨酸钠含量的增加而逐渐增大。NaCl-KCl-Na_2WO_4(0%～15%)熔盐体系的电导率与温度之间呈线性关系。NaCl-KCl-10%Na_2WO_4熔盐体系受到温度的影响最大。     

Na_3AlF_6-AlF_3-LiF-MgF_2-La_2O_3-Al_2O_3熔盐体系密度的研究

采用阿基米德法研究温度、单一或混合添加La_2O_3与Al_2O_3对Na_3AlF_6-AlF_3-LiF-MgF_2熔盐体系密度的影响,并用最小二乘法建立了密度数学模型,确定了熔盐密度与温度、 La_2O_3与Al_2O_3加入量之间关系的回归方程,为了使熔盐与所制备的La-Al中间合金液的有效分离,从熔盐密度的角度分析了电解制备La-Al中间合金时的合理电解温度与氧化物加入量。研究结果表明:熔盐密度随温度的上升或Al_2O_3加入量的增加呈现线性降低的趋势,却随着La_2O_3加入量的递增而线性增加;当(质量分数)w_(La_2O_3)∶w_(Al_2O_3)=1∶9时,熔盐密度随La_2O_3-Al_2O_3混合氧化物加入量的增加而线性下降,当w_(La_2O_3)∶w_(Al_2O_3)=3∶7, 1∶1或7∶3时,密度却随La_2O_3-Al_2O_3混合氧化物加入量的增加而线性增加;在温度为905～1055℃, La_2O_3与Al_2O_3加入量分别为0%～5%, 0%～10%(质量分数)的研究范围内,熔盐密度(ρ)与温度(t), La_2O_3, Al_2O_3含量之间的关系为:ρ=3.0231-0.0011t+0.0260w_(La_2O_3)-0.0053w_(Al_2O_3),从而可以确定电解制取La-Al中间合金较为理想的Na_3AlF_6-AlF_3-LiF-MgF_2-La_2O_3-Al_2O_3熔融体系温度应控制在965～995℃之间,氧化物的加入量应满足条件w_(La_2O_3)+w_(Al_2O_3)9%,w_(La_2O_3)∶w_(Al_2O_3)1。     

NdF3-LiF-Nd2O3体系粘度的研究

采用坩埚扭摆法研究了NdF3-LiF熔盐体系的粘度,讨论了NdF3含量及温度对体系粘度的影响,并考察了加入Nd2O3对体系粘度的影响。合理地解释了个别组分熔盐粘度出现异常的现象。     

MgO与Sc_2O_3对镁系熔盐体系物理化学性质的影响

针对MgF_2-LiF-KCl-ScF_3熔盐体系,测定了不同质量MgO和Sc_2O_3对体系基础物性的影响。结果表明:Sc_2O_3的加入可有效降低体系的初晶温度,并使体系密度增大;MgO的加入对体系电导率和初晶温度有一定影响,但加入量小于2%时影响不明显。研究结果可为电沉积法制备铝镁钪合金及熔盐体系的选择提供技术参考。     

Nd_2O_3对AlF_3-(Na/Li)F-Al_2O_3熔体性质及结构的影响研究

为研究熔盐电解制取Al-Nd中间合金基础电解质AlF_3-(Na/Li)F-Al_2O_3-Nd_2O_3在一定组成及温度(1183 K~1263 K)范围内的主要物理化学性质变化规律,并间接地分析熔体结构信息及Nd_2O_3的溶解过程,分别采用阿基米德法、旋转法、连续变化电导池常数(CVCC)法测量熔盐体系的密度、粘度、电导率。结果表明,AlF_3-NaF-8%LiF-6%Al_2O_3(质量分数,下同)体系(NaF/AlF_3=2.2,摩尔比)在1183 K~1263 K范围密度随温度呈线性递减变化,而粘度随温度升高而降低,电导率随温度升高而升高,但呈非线性变化关系;在1223 K时,体系中Nd_2O_3质量分数达到2.5%左右时,密度、粘度、电导率分别达到极值;Nd_2O_3质量分数小于2.5%范围内,Nd_2O_3主要以化学溶解为主,并生成堆积密度大的Nd-O-F络合离子团;Nd_2O_3质量分数大于2.5%时,Nd_2O_3主要以物理溶解为主。     

LiCl-Li_2O-LiF熔盐体系电导率的研究

对Li Cl-Li_2O-Li F熔盐体系的20组样品进行电导率的测定。测定结果表明:混合熔盐体系的电导率随温度升高而增大;利用最小二乘法对数据进行拟合,得到各组成的电导率与温度的一元二次方程式。最终得出结论:在一定范围内,添加Li_2O使熔盐的电导率减小,添加Li F使熔盐的电导率增大且降低该熔盐的初晶温度。     

NaCl-CaCl2-CaWO4熔盐体系电导率的研究

电导率作为一个重要的物理化学参数,对熔盐电解选择最佳电解质及电解温度等具有重要指导意义,通过对熔盐电导率的研究,可以间接地了解熔盐体系的离子结构。因此,关于NaCl-CaCl2-CaWO4熔盐体系导电性质的研究,对深入研究其电解机理则凸显重要,实验采用CVCC法测定NaCl-CaCl2-CaWO4熔盐体系的电导率,并通过正交试验分析,研究该体系电导率与温度和熔盐组成摩尔比的关系。结果表明：升高温度或是增大NaCl对CaCl2的摩尔比,均能提高体系电导率,而组分摩尔比是影响体系电导率的主要因素,当n（NaCl）∶n（CaCl2）为1∶1时,即体系最低共熔点附近出现了电导率的最低值,并随着NaCl或CaCl2的增加,电导率也增加。     

CaF2-SiO2-Al2O3-CaO-MgO五元渣系的电导率

 为了系统研究五元含氟渣系各组元对熔渣电导率的影响,根据5因素2次正交旋转回归法设计渣系,使用RTW-10熔渣物性测定仪,采用交流4探针法,测定了1600℃下各渣系的电导率;研究了各组元对含氟渣系电导率的影响。结果表明：当CaF2的含量(质量分数,下同)在10%~75%时,随着Al2O3和SiO2含量的增加电导率逐渐减小,而随着CaF2、MgO和CaO含量的增加电导率逐渐增大;在w(Al2O3)=20%、w(MgO)=10%和w(CaF2)=50%时,当w(CaO)小于7%,随着w(SiO2)的递增电导率逐渐减小,而当w(CaO)大于7%时,随着w(SiO2)的递增电导率逐渐增大;在w(SiO2)=10%、w(MgO)=10%和w(CaF2)=50%时,当w(Al2O3)小于11%时,随着w(CaO)的递增电导率逐渐减小,当w(Al2O3)大于11%,随着w(CaO)的递增电导率逐渐增大。     

基于BP神经网络的熔盐电导率预测研究

NdF3-LiF-Nd2O3体系熔盐电导率是稀土熔盐电解的基础参数,由于高温环境使其在电解过程中的变化规律难以获得。研究针对试验结果所取得的样本进行训练,通过BP神经网络预测了NdF3-LiF-Nd2O3体系熔盐电导率,并分析了温度、LiF浓度和Nd2O3浓度对熔盐电导率的影响。研究结果表明,预测值处在1.825 6³.119 7 S/cm之间,与实验值误差在3%左右,同时,预测值与实际值的变化趋势基本一致。研究表明BP神经网络对熔盐电导率的预测能够满足熔盐体系电导率研究的要求。     

NaCl-KCl-NaF-Fe_3O_4熔盐体系初晶温度的研究

采用差热分析法研究NaCl-KCl-NaF-Fe_3O_4熔盐体系的初晶温度,分析了Fe_3O_4及NaF含量对NaCl-KCl-NaF-Fe_3O_4熔盐体系初晶温度的影响,并对熔盐进行X射线衍射分析及热力学分析。结果表明,Fe_3O_4在体系中为物理溶解,在XNaCl∶XKCl∶XNaF=3∶3∶4时,当XFe_3O_430%,体系初晶温度随Fe_3O_4含量增加而降低;组元NaF的摩尔含量增高,NaCl-KCl-NaF-Fe_3O_4体系的初晶温度随之增高。     

Na_3AlF_6—Al_2O_3—Y_2O_3—MgF_2熔盐体系密度的研究

采用气泡最大压力法测定了2.7NaF·AlF_3(+6wt%MgF_2)～Al_2O_3—Y_2O_3熔盐体系的密度。研究了Al_20_3含量,Y_2O_3含量及温度三变量对体系密度的影响。Y_2O_3与Al_2O_3含量对体系密度的影响,表现出不同的规律,随Y_2O_3含量增加。体系的密度增加;而随Al_2O_3含量增加,体的密度反而下降。随温度的升高,体系的密度非线性地下降。     

K3AlF6-Na3AlF6-AlF3体系组成对α-Al2O3溶解度和溶解速度的影响

采用EDTA络合滴定法研究了粉末状α-Al2O3在K3AlF6-Na3AlF6-AlF3体系中的溶解度和溶解速度.探讨了K3AlF6、AlF3含量和温度对氧化铝在K3AlF6-Na3AlF6-AlF3体系中溶解度和溶解速度的影响,并测定了K3AlF6-Na3AlF6-AlF3体系初晶温度30℃以上溶解度和溶解速度,比较了含钾冰晶石熔盐体系和传统钠冰晶石基熔盐体系Al2O3溶解度方面的差异.实验结果表明:K3AlF6-Na3AlF6-AlF3体系中的α-Al2O3溶解速度很快,在5～10 min内溶解已经达到饱和;850℃时,KR每增加0.2,Al2O3溶解度增加约0.5%(质量分数);随着K3AlF6含量的增加Al2O3溶解度相应的增加,相对于高钾冰晶石含量体系而言,较低K3AlF6含量时,增加K3 AlF6的量对提高氧化铝溶解度幅度更加显著;与传统钠冰晶石电解质体系相比K3AlF6-Na3AlF6-AlF3体系Al2O3的溶解度明显增大,当KR≥0.3时,差异愈加显著.