CaCl_2-CaF_2-CaO-SiO_2熔盐体系基础性质研究

分析了加入不同质量分数的CaO-SiO_2对CaCl_2-CaF_2空白熔盐的电导率、密度以及初晶温度的影响。结果表明,每添加2%的CaO-SiO_2,熔盐体系的初晶温度平均升高17.5℃、密度相应增加0.015 1g/cm~3、电导率增大0.224 13S/cm,侧面论证了CaO-SiO_2在基础体系中以硅酸盐分子形式存在。     

氧化钪在冰晶石-氟化锂体系中的溶解性能

研究了Sc2O3在nNaF·AlF3-Al2O3熔盐体系中的溶解度随冰晶石的分子比[n（NaF）／n（AlF3）]、氧化铝和LiF添加量及温度的变化关系．结果表明,Al2O3和LiF的添加量是影响溶解度的主要因素,Al2O3添加量的降低、LiF添加量的增加及分子比的降低都有利于Sc2O3的溶解．随温度的升高,Sc2O3的溶解度增大,但温度影响显著性相对较小,并且温度升高造成电解质挥发严重,不利于电解的进行。当冰晶石分子比（CR）为2．2、添加Al2O3添加量为3％,LiF添加量为7％（质量分数）时,Sc2O3的溶解度可达3％-5％以上,可以满足电解条件．     

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。     

Sc2O3在ScF3-LiF熔盐中的溶解特性

采用步冷曲线法测量了ScF₃-LiF熔盐的初晶温度，以等温饱和法测量了Sc₂O₃在ScF₃-LiF熔盐中的溶解度，研究了温度与ScF₃含量的影响。通过XRD探究了Sc₂O₃在ScF₃-LiF熔盐中的溶解原理。结果表明，ScF₃-LiF熔盐的初晶温度随ScF₃含量的增加而升高，添加Sc₂O₃会使初晶温度降低；Sc₂O₃在ScF₃-LiF熔盐中主要发生化学溶解，溶解平衡时间约为2 h,其溶解度随温度的升高及ScF₃含量的增大而增大。     

熔盐电解法制备Al-Sc应用合金的工艺研究

研究了熔盐电解法生产Al-Sc合金的工艺参数对合金中Sc含量的影响.结果表明.合金中Sc的含量随电解温度的升高呈先升后降的趋势,最佳电解温度为960℃;随冰晶石分子比的增大,Sc含量逐渐下降;采用工业电流密度(J=1 A·cm-2)电解90 min,合金中的Sc含量高达0.8%左右;为保证电解过程稳定并降低能耗,电流强度应为2-4 A,极距应为3 cm.     

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。     

电解法制备铝钪合金的物理化学性质研究

熔盐体系的物理化学性质对熔盐电解有很大影响,本文以冰晶石为电解体系,研究了添加不同含量的Al2O3、LiF及Sc2O3对电解质的初晶温度、密度和电导率的影响。结果表明：Alzos、Sczos的添加有助于降低电解温度,实现节能降耗;Sc2O3的加入对电解质的密度和电导率影响较小,可以保证使电解过程稳定进行;LiF的加入可有效降低初晶温度,提高电导率,是一种性能优良的添加剂。本研究结果为工业电解铝钪合金的电解质体系的选择提供了理论依据,具有重要的现实意义。     

NaCl-KCl-NaF熔盐体系初晶温度与成分配比关系的研究

采用差热分析法测定不同配比NaCl-KCl-NaF熔盐体系的初晶温度,利用混料设计中的对称—单纯形设计法,经回归分析,建立了该体系初晶温度与各组分含量之间具有高度显著性的回归方程。结果表明,当NaCl、KCl和NaF摩尔分数分别为0.45、0.45、0.10时,该体系的初晶温度最低。     

氧化钪在冰晶石-氧化铝体系中的溶解性能研究

通过三因子一次正交回归实验设计，测定了在Na3AlF6-3%MgF2-3% CaF2体系中，Sc2O3溶解度随分子比、温度和Al2O3添加量变化的函数关系。研究表明，减少氧化铝添加量和升高温度均有利于Sc2O3在熔盐中的溶解，分子比对Sc2O3溶解度的影响主要体现在与Al2O3添加量的交互作用，通常情况下分子比对Sc2O3溶解度的影响不大。在现代点式下料电解槽的操作条件下，Sc2O3的溶解度可以达到3％-5％，完全能够满足电解铝钪合金的需要。     

氧化镁在熔盐中溶解度的研究

研究了NaF+NaCl、NaCl+冰晶石、NaCl+NaF+冰晶石、Na3PO3+NaF+NaCl、Na3PO3+NaCl+冰晶石5个熔盐体系氧化镁的溶解度。实验结果表明,各熔盐体系中氧化镁最大溶解度依次为1.2%、1.9%、2.1%、1.09%、6.04%。     

Al_2O_3-CaO-CaF_2渣系性能的研究

对Al_2O_3-CaO-CaF_2渣系的初晶温度、电导率以及物相组成进行了研究。研究结果表明:向CaO-Al_2O_3二元系中分别添加10%、15%以及20%的CaF_2时,Al_2O_3-CaO-CaF_2系的渣样电导率随着CaF_2含量的增加而增大,初晶温度不断降低;随着渣系的温度升高,该渣样的电导率也不断增大,当添加20%CaF_2时,Al_2O_3-CaO-CaF_2渣的初晶温度为1 468℃。A_2O_3-CaO-CaF_2渣系中主要物相组成为CaAl_2O_4、Ca_2Al_3O_6F、Ca_2AlF_7以及AlF_3。CaF_2添加量为10%时,熔渣中有大量的CaAl_2O_4物质,随着CaF_2添加量的增加,CaAl_2O_4物质越来越少,而Ca_2Al_3O_6F和Ca_2AlF_7物质越来越多。     

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。     

NaCl-KCl-NaF-SiO2熔盐体系表面张力的研究

采用拉筒法研究了温度及组分对KCl-NaCl-NaF-SiO_2熔盐体系表面张力的影响。结果表明:熔盐体系的表面张力与温度具有良好的线性关系,在740～900℃范围内,随着温度的升高体系的表面张力降低;KCl逐步代替NaF时体系的表面张力先逐步减小达到最低值,之后随着KCl含量的增加又逐渐增大;用NaCl逐步代替NaF时,体系的表面张力先逐步减小达到最低值,之后随着NaCl含量的增加又逐渐增大;NaCl与KCl的摩尔比为1时,随着NaF含量的增加,体系的表面张力逐渐增大。     

NdF_3-LiF二元系相图测定和计算的再研究

氟盐-氧化钕熔盐电解是目前稀土金属钕工业生产的主要方法,优化工艺的确定、产品质量的保证以及更好综合性能熔盐组成的选择直接有赖于NdF3-LiF二元系相图的分析和应用。为了获得精确的NdF3-LiF二元系相图和热力学信息,采用差热分析法(DTA)测定不同配比NdF3-LiF二元熔盐体系的初晶温度,同时通过扫描电子显微镜(SEM)表征方法观察确认初晶温度的准确性,并依据DTA测试结果绘制出实验相图;再根据CALPHAD法利用FactSage软件中的Compound、Solution、Equilib、OptiSage和Phase diagram等模块优化计算最终确定出NdF3-LiF二元系的相图,发现实际的NdF3-LiF熔盐体系符合正规溶液;在1000~1100℃下,LiF的活度系数趋于稳定,而NdF3的活度系数随温度升高有明显增多的趋势,其电离形成离子的多寡与电解过程密切相关。另外,用计算机处理拟合出相图中NdF3-LiF二元系初晶温度的数学模型,讨论提出了工业熔盐电解钕适合的配比为w(NdF3)∶w(LiF)=10∶1或者是比之略小的w(NdF3)∶w(LiF)=9∶1。     

KCl-NaCl-MgCl2熔盐体系的脱水及吸水性能试验研究

研究了采用氩气保护干燥脱水法制备MgCl_2质量分数分别为5%、10%、20%的KCl-NaCl-MgCl_2熔盐体系,考察了脱水温度和脱水时间对熔盐体系中H_2O质量分数的影响,熔盐体系的吸水性能,熔盐体系黏度与脱水温度之间的关系。结果表明:熔盐体系中,H_2O和MgO质量分数都较低,脱水效果较好;氯化镁水解程度较低;熔盐吸水性随MgCl_2质量分数增加显著提高;熔盐体系黏度随脱水温度升高而逐渐降低,具有良好的高温流动性。     

NaCl-KCl-NaF—SiO2熔盐体系表面张力的研究

采用拉筒法研究了温度及组分对KCl-NaCl-NaF-SiO2熔盐体系表面张力的影响。结果表明：熔盐体系的表面张力与温度具有良好的线性关系,在740～900℃范围内,随着温度的升高体系的表面张力降低;KCl逐步代替NaF时体系的表面张力先逐步减小达到最低值,之后随着KCl含量的增加又逐渐增大;用NaCl逐步代替NaF时,体系的表面张力先逐步减小达到最低值,之后随着NaCl含量的增加又逐渐增大;NaCl与KCl的摩尔比为1时,随着NaF含量的增加,体系的表面张力逐渐增大。     

KCl-NaCl-NaF-（SiO2）熔盐体系初晶温度的研究

采用差热分析法测定KCl-NaCl-NaF-(SiO2)体系的初晶温度,根据测定的数据得出了KCl-NaCl-NaF-(SiO2)熔盐体系初晶温度的回归方程,分析了组元NaF对KCl-NaCl-NaF-(SiO2)体系初晶温度的影响。结果表明:KCl-NaCl-NaF-(SiO2)体系初晶温度随着组元NaF摩尔含量的增加而增大,同时通过对熔盐的X射线衍射分析及各物质间反应的热力学分析,表明SiO2对KCl-NaCl-NaF体系初晶温度影响很小。     

NaCl和LiF的添加对铝电解质初晶温度影响的研究

研究了一种新的铝电解质初晶温度的测定方法:采用数字万用表与计算机串口相结合的测量技术,利用热分析法,根据步冷曲线确定电解质体系的初晶温度。用标准熔盐氯化钠和氟化钠验证了该方法的可行性和准确性,误差范围约为1～1.5℃。利用该方法研究了氯化钠和氟化锂的添加对工业铝电解质体系初晶温度的影响,并根据测量结果建立了数学模型,线性回归方程为T=947.588-5.907×w(LiF)-6.223×w(NaCl)。试验结果表明,在铝电解质中复合添加氯化钠和氟化锂能有效地降低电解质的初晶温度,降低生产成本,提高经济效益     

CaCl_2-CaF_2熔盐的CaO溶解度及吸水性能研究

采用不同真空脱水工艺制备了CaCl_2-CaF_2熔盐,对CaO在熔盐中的溶解度和熔盐吸水性能进行了研究。结果表明,随着熔盐脱水温度的升高、脱水时间的增加,熔盐中H_2O、CaO的含量逐渐降低,且表现出相同的变化趋势;熔盐中CaO的溶解度随着熔盐温度、溶解时间的增加逐渐增加,CaO在不同脱水工艺制备的熔盐中的溶解度有所差异,随着熔盐中H_2O含量的增加,CaO的溶解度逐渐降低;不同脱水工艺制备的熔盐表现出不同的吸水性能,熔盐中H_2O含量越低,吸水性能越强。     

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。