锌阴极电解—真空蒸馏法制取金属钕

本文在40A级电解槽中研究了用合金化阴极方法在氯化物熔盐中电解制取Nd-Zn合金及真空蒸馏Nd-Zn合金制备金属钕的工艺;并用电化学方法研究了钕在液态锌或固态钼阴极上还原的阴极过程,得出制取Nd-Zn合金的最佳工艺条件。电解过程中金属钕的电流效率为92～99％,直收率为86～95％,Nd-Zn合金中含钕达10～50wt％。用真空蒸馏Nd-Zn合金制得的金属钕纯度为96～98％。     

在LiF-CaF_2-NdF_3熔盐体系中Nd的电化学行为研究及Nd-Fe合金的制备

研究了LiF-CaF_2-NdF_3熔盐体系中Nd(Ⅲ)的电化学行为,通过循环伏安法和开路计时电位法研究得出Nd(Ⅲ)的还原反应为两步电子转移过程,在惰性W电极上,两步反应的平衡电位分别为-1.58 V及-1.27 V(vs. Pt)。在活性Fe电极上对Nd(Ⅲ)的电化学行为研究发现,Nd与Fe会在-0.72 V和-1.15 V(vs. Pt)形成两种Nd-Fe合金。采用自耗阴极法制备了液态Nd-Fe合金,通过XRD分析Nd-Fe合金主要是由Nd、Fe_(17)Nd_2和Fe_(17)Nd_5组成。     

Nd和Nd合金的制备工艺获美国专利

据前苏联《冶金文摘》1991年11月号报道,美国发明了一种用电解含盐熔融物制取Nd和Nd-Fe合金的方法,并获得专利权(专利号US4966661)。用该法得到的金属和合金(聚积在槽底)具有高的纯度和低的成本,效率高。电解时用板状阳极。为加速生产过程,可增加临界电流密度。     

氧化钕电解过程中电流效率与Fe,C杂质含量间的相互关系

第三代稀土永磁材料钕铁硼的出现,对稀士金属特别是金属钕的开发、生产和应用起了很大的促进作用。国内外稀土市场对金属钕的需求量越来越大,对其质量的要求也越来越高。为了更好地发挥我国的稀土资源优势,生产出能满足广大用户要求(国内现行的标准要求是:Nd≥99％,Fe≤0.5％,C≤0.1％)的高质量金属钕,我们对氧化钕电解生产金属钱过程中的电流效率与Fe、C杂质含量间的关系及变化规律进行了初步研究,并取得了一定的进展。 (一)试验方法     

钕-铁及钕-铁-硼的磁有序温度

对含不同成份Nd或Fe的简单二元Nd-Fe系和在成分中固定硼但含有不同成分Nd或Fe的Nd-Fe-B系的居里温度进行了研究。在制备Nd-Fe-B试样中整个地或部分地以Gd代Nd并测试其居里温度。提供了对实验结果的简要讨论。     

熔盐电解法制取稀土金属中间合金

本文介绍了从离子熔体中电解制取稀土金属中间合金的方法和理论:阴极合金化过程及速度,合金化过程的热力学,合金化阴极过程的电流效率,以及为使合金化顺利进行所必须创造的条件。列举了熔盐电解法在制取Nd-Fe和Cu-R等中间合金中应用的实例。     

廉价钕铁合金电解工艺

由上海工业大学与上海跃龙化工厂合作试验的廉价钕铁合金电解工艺于1987年6月30日通过专家鉴定。鉴定会由上海市科委、经委、高教局与市有色金属总公司联合主持,四位专家组成鉴定小组,10多位代表参加。该工艺的核心是利用上海跃龙化工厂现有设备,采用无水氯化钕与氯化钾熔盐电解制成Nd—Fe中间合金,该合金是第三代永磁体     

离子交换分离-EDTA滴定法测定钕铁硼中钕

铁合金中稀土测定通常采用草酸盐重量法,但用于Nd-Fe-B中Nd测定精度不高。新近报导,采用DCP-AES法和MIBK萃取络合滴定法,精度较好。本文提出的离子交换-EDTA滴定法,快速、准确、精度高,对34％Nd测定(11次)的相对标准偏差为0.25％。本法还适用于Nd-Fe-Co-B、稀土合金、铁合金及钕铝合金中Nd(RE)的测定。此外还对Fe(Al)对草酸沉淀RE的影响作了试验,结果表明,Nd(RE)与Fe(Al)比例在约0.4以上时,才能得到较好结果。     

用钕铁硼废料制取氧化钕的研究

采用硫酸-复盐法从钕铁硼（NdFeB）磁体的废料中制取氧化钕（Nb2O3）产品。实验结果表明，该工艺技术稳定可行，所得Nd2O3的纯度大于95％，产品收率大于85％，其他工艺技术经济指标均较理想，具有推广应用价值。     

硅对熔盐电解制备镨钕合金的影响

分析了在10 kA电解槽电解生产Pr-Nd合金过程中,SiO2对合金含Si量、电流效率以及炉况的影响。结果表明,电解质中过量的SiO2导致产品中Si含量≥0.05%,电流效率最低下降至57.4%。通过热力学计算得出在1 300 K时,SiO2与C生成CO反应的理论分解电压为0.767 V,远低于Pr2O3、Nd2O3与C生成CO反应的1.368 V和1.310 V。因此当原料中SiO2含量过高时,应采取低温电解、减少电解质补加量、多捞渣等措施。     

钕铁在NdCl_3-KCl熔盐中溶解行为的研究

在用电化学方法研究了钕在NdCl_3熔盐中溶解度和溶解机理之后,本文用重差法和最大气泡压力法测定了钕和钕铁合金在NdCl_3-KCl熔盐中的溶解损失,熔盐表面张力与添加剂的关系,证实了钕铁合金的电化学和化学溶解机理:钕在熔盐中溶解损失是影响电流效率的主要因素。     

电感耦合等离子体原子发射光谱法测定镨钕钆合金中镨钕钆配分量

镨钕钆金属是钕铁硼合金的新兴原料,具有有害元素含量低、产品成分稳定、成本低的优势,而快速准确地测定镨钕钆合金中镨、钕、钆配分量对产品的质量控制具有重要意义。实验采用硝酸溶解样品,在仪器的最佳分析条件下,选择Pr 418.948nm、Nd 445.156nm、Gd 342.246nm为分析谱线,使用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)对镨钕钆合金中镨、钕、钆配分量进行测定。讨论了溶解样品条件、共存元素干扰等对测定的影响。结果表明,硝酸易于溶解镨钕钆金属夹杂碳化物和氮化物。样品中共存稀土元素和铁、钙、镁、铝、硅、钼、钨等非稀土元素对镨、钕、钆配分量测定的影响可以忽略。实验方法用于测定3个镨钕钆合金中镨、钕、钆配分量,结果的相对标准偏差(RSD,n=11)为0.070%~0.56%;分别按照实验方法与X射线荧光光谱法(XRF)测定镨钕钆内控标样中镨、钕、钆配分量,两种方法的测定结果一致。     

稀土Nd对AZ 31镁合金铸态组织和力学性能的影响

利用气氛电阻炉制备了AZ 31-xNd合金(x=0.05%,0.1%,0.2%,0.4%,0.6%),采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和电子能谱分析仪(EDS)对不同Nd含量的实验合金进行了显微组织观察和分析,结果发现,Nd在AZ 31-xNd合金中形成了Al_3Nd和Mg_(12)Nd相,这些含Nd相导致AZ 31镁合金在凝固过程中的晶粒细化,从而提高了AZ 31镁合金的铸态室温力学性能,随着Nd含量的增加,合金的铸态室温抗拉强度极限和延伸率均先升高后降低.     

电感耦合等离子体原子发射光谱法测定铝硅活塞合金中镧铈镨钕钇

采用硝酸和氢氟酸溶解样品,高氯酸冒烟赶氟避免生成氟化稀土沉淀,选择La 333.749nm、Ce 456.236nm、Pr 417.939nm、Nd 406.109nm及Y 371.030nm作为分析线,扣除背景点消除基体干扰,运用干扰系数法克服谱线间干扰,通过基体匹配法配制标准溶液系列消除基体效应的影响,使用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定铝硅活塞合金中镧、铈、镨、钕和钇。结果表明:镧、铈的测定范围在0.01%~2.00%,镨、钕、钇的测定范围在0.005%~2.00%,校准曲线线性相关系数不小于0.9998。方法中各元素检出限为0.0003%~0.0018%。实验方法用于测定稀土铝合金合成试样中镧、铈、镨、钕和钇,结果的相对标准偏差(RSD,n=6)在0.50%~2.4%之间,加标回收率在94%~105%之间。实验方法用于含有稀土的铝合金标准样品中镧、铈、镨、钕和钇的测定,结果与电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定值相吻合,测定的稀土总量RE与认定值也相吻合。     

PrF3-NdF3-DyF3-LiF electrolyte system for preparation of Pr-Nd-Dy alloy by electrolysis

The application of Pr-Nd-Dy alloy in the field of high-performance Nd-Fe-B permanent magnet materials has great potential. The composition of the PrF₃-NdF₃-DyF₃-LiF (PND-LiF) electrolyte system used in the production of Pr-Nd-Dy alloys, the distribution of F, Li, RE and other elements in the electrolyte and their occurrence state were studied in this paper. The effect of temperature and lithium fluoride addition on electrolyte conductivity was revealed using the continuous conductivity cell constant (CVCC) method. The thermal analysis method was used to study the influence of lithium fluoride addition on the electrolyte's liquidus temperature and the optimal process conditions for the production of Pr-Nd-Dy alloy were determined. The results show that the overall distribution of praseodymium neodymium fluoride and lithium fluoride is uniform in the electrolyte and dysprosium fluoride is distributed between praseodymium-neodymium fluoride and lithium fluoride. Praseodymium-neodymium oxide is embedded in praseodymium neodymium fluoride in spotty pattern. The electrolyte's conductivity is increased as the temperature and lithium fluoride addition are going up, while the liquidus temperature is going down with increasing lithium fluoride addition. The best electrolysis process conditions for the PND-LiF system to produce praseodymium neodymium dysprosium alloy are as follows: temperature 1050 °C and 15.56 wt% PrF₃-62.22 wt% NdF₃-11.11 wt% DyF₃-11.11 wt% LiF.     

阳离子膜电解法制备氧化钕的研究及表征

提出了一种新颖的阳离子膜电解制备氧化钕的方法。以氯化钕溶液为原料,首先经过电解转化沉淀析出氢氧化钕,再经煅烧获得氧化钕。循环伏安测试和热力学分析结果表明,氯化钕溶液电解制备氢氧化钕过程是电解脱酸和氢氧化钕沉淀析出的耦合过程,两者既相互促进又相互制约; 同时研究了氯化钕溶液初始浓度、电流密度和电解时间对电解过程电流效率的影响,结果表明,当氯化钕溶液初始浓度为0.3 mol/L,电流密度为250 mA/cm2,电解时间为60 min时,电流效率为92%。电解产物氢氧化钕经过煅烧可获得由大量棒状晶体团聚而成的氧化钕,颗粒中值粒径处于19.6~23.5 μm之间。本研究为氧化钕的制备提供了一个新的思路。      

改善Mg-Zn-Zr系变形合金铸锭塑性的研究

Mg-Zn-Zr系合全变形制品是当前使用较为广泛的高强轻合金材料,但是,因其合金铸锭塑性较差,故它的挤压制品、锻件及板材等得用一次挤压棒材和带板等,再通过二次压力加工方法来制得。本文研究了向Mg-Zn-Zr系合金中添加Y、Nd来改善合金铸锭塑性,从而达到用一次变形加工来获得挤压制品、锻件及板材方法的可行性问题,结果表明;在Mg-Zn-Zr系的MB15合金中添加1％Y和1％Nd,因其铸锭晶粒被细化,而可用铸锭直接制取挤压制品、锻件与板材,所获得的制品室温机械性能优于MB15合金,腐蚀性能则与MB15合金相当。     

稀土钕氧化物电解槽内液-液两相流动研究

钕氧化物电解槽内金属钕在阴极表面生成后在电解质中的下沉过程属于典型的两相流动。以3 kA钕电解槽为实物原型,建立了二维非稳态液—液两相流动模型,通过数值模拟的方法得到了不同时间的流场分布和钕液浓度分布图,并对得到结果进行了分析。     

微量Nd和Sc对A1-6．5Mg-0．5Mn合金组织及力学性能的影响

采用拉伸力学性能测试、扫描电镜及透射电镜观察等手段研究了微量Nd和Sc对Al-6．5Mg-0．5Mn合金的显微组织及力学性能的影响。结果表明：分别单独添加Nd,Sc使合金的抗拉强度均有所提高;同时添加Nd和Sc可使合金的抗拉强度、屈服强度分别提高65MPa、55MPa,但合金的伸长率有所降低;合金中晶界上形成含Nd或Sc的化合物,这些化合物钉扎亚晶界、从而抑制合金的再结晶晶粒的形成。     

大粒度氧化钕制备工艺研究

以草酸为沉淀剂,研究了制备大颗粒氧化钕的工艺,考察了反应温度、溶液酸度、添加剂浓度、陈化时间等因素对氧化钕粒径(Ds0)的影响,并确定了草酸钕的灼烧温度.根据实验结果确定了适宜的制备工艺,并按此工艺制备出了粒径在50μm～150μm范围内,分散均匀的大粒度氧化钕.研究结果表明,采用该工艺制备大颗粒稀土氧化物可行,且操作简单,产品质量稳定,易于推广到工业生产.