两步烧结法制备镁铝尖晶石及其在Na_3AlF_6-AlF_3-CaF_2-Al_2O_3电解质中的腐蚀（英文）

霍尔-埃鲁特铝电解槽需要一种新型的耐火材料来取代现有的凝固电解质构筑的炉帮。用两步烧结法制备的镁铝尖晶石作为潜在的候选材料,采用阿基米德排水法和扫描电镜研究镁铝尖晶石的致密化和晶粒长大。将所制备的试样在Na_3AlF_6-AlF_3-CaF_2-Al_2O_3电解质中腐蚀以评价其耐蚀性能。结果表明,用两步烧结法可制备高致密度(99.2%)和均匀显微结构的镁铝尖晶石。镁铝尖晶石对Na_3AlF_6-AlF_3-CaF_2-Al_2O_3电解质的腐蚀机理主要是镁铝尖晶石的溶解、氧化铝的形成和氟化物的扩散。两步烧结法制备的镁铝尖晶石具有良好的耐Na_3AlF_6-AlF_3-CaF_2-Al_2O_3电解质腐蚀性能。     

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。     

铝液-熔盐-电极间界面现象的研究SCIEI

用X射线座滴照像法测量了铝液-氟化物熔盐间的界面张力。采用曲线拟合液滴轮廓坐标的计算机程序处理座滴图像。用逐步回归分析方法获得了计算熔盐密度值的回归方程。讨论了熔盐中NaF/AlF_3分子比,Li_2CO_3和稀土氧化物含量对熔盐-铝液间界面张力的影响。测量了铝液在熔盐中对石墨、工业碳块以及TiB_2涂层的润湿角。     

Na_3AlF_6-K_3AlF_6-AlF_3-LiF-CaF_2-MgF_2熔体中Al_2O_3的溶解度

采用旋转刚玉片-氮氧分析法研究中熔体中K_3AlF_6、LiF和AlF_3含量对其Al_2O_3溶解度的影响,探讨熔体物相组成、温度及过热度对Al_2O_3溶解度的影响机制。结果表明:K_3AlF_6、LiF及AlF_3通过影响熔体物相组成对Al_2O_3溶解度产生影响;K_3AlF_6的添加有助于提高熔体Al_2O_3溶解度,但LiF和AlF_3的添加会对熔体Al_2O_3溶解度产生不利影响。在相同熔体温度条件下,与过热度相比较,K_3AlF_6对Al_2O_3溶解度的影响较大,且Al_2O_3溶解度随K_3AlF_6含量的增加而增加,且增加幅度分别为0.46%和0.16%;LiF含量的增加会使熔体Al_2O_3溶解度显著减低,降幅最高可达21.64%。在相同温度下,AlF_3对熔体Al_2O_3溶解度影响较小;但在相同过热度条件下,AlF_3含量的增加将明显降低Al_2O_3的溶解度,降幅最高可达8.20%。     

NaF-AlF_3系熔体中AlF_6~(3-)的解离平衡

引言 NaF-AlF_3系熔体是铝电解质的基础。研究此系熔体的组成,对于了解铝电解质的性质有重要意义。这个问题,从实质来说,就是在不同NaF/AlF_3分子比之下,熔体中Na_3AlF_6的分解问题。     

NaC l、LiF对K_3AlF_6-Na_3AlF_6-AlF_3体系初晶温度和Al_2O_3溶解度的影响

采用步冷微分曲线法测定了K_3AlF_6-Na_3AlF_6-AlF_3-NaCl-LiF体系的初晶温度,采用EDTA法测定该体系的Al_2O_3溶解度。结果表明:LiF和NaCl都可以降低电解质的初晶温度,当LiF和NaCl复合添加时,降温效果更加明显,当NaCl、LiF的添加量均为4wt%时,初晶温度由841℃降至770℃。在K_3AlF_6-Na_3AlF_6-AlF_3体系中,随着NaCl和LiF的添加,Al_2O_3的溶解度降低,当NaCl、LiF的添加量均为4wt%时,氧化铝溶解度由5.85wt%降至4.04wt%。     

含金属氟化物的熔剂与铝液的反应热力学分析

通过热力学分析与试验研究了含金属氟化物的熔剂与A356铝合金中主要元素的反应,以及对铝合金组织与成分,熔剂组成相的影响,采用SEM、EDS和XRD进行组织和成分分析。结果表明,金属氯化物与A356主要元素的置换反应平衡常数大多低于氟化物,表明熔剂中的氯化物具有更好的化学稳定性。含NaF、SrF_2、BaF_2的熔剂中,氟化物较易与A356合金中的Al或Mg反应,在铝熔体中生成游离态Na、Sr、Ba原子,对共晶Si相有显著变质作用。含Na3AlF6的熔剂也会与铝液反应生成少量Na原子,对共晶Si相有一定的变质作用。含AlF_3、MgF_2和CaF_2的熔剂对A356铝合金组织没有明显影响。含NaF和BaF_2的熔剂可分别生成新的KMgF_3和BaFCl相,其他氟化物对熔剂成分没有明显影响。MgF_2、CaF_2、SrF_2和BaF_2由于熔点和密度高,容易在A356铝合金中残留。     

α型锂辉石在混酸介质HF/H_2SO_4中浸出锂的动力学（英文）

基于单因素条件实验结果,对α型锂辉石在混酸介质HF/H_2SO_4中不同温度下的浸出动力学进行系统研究。结果表明:在矿物/HF/H_2SO_2比1 g:3 mL:2 mL、50～100°C条件下,锂的浸出过程符合缩核动力学模型,浸出速率主要由表面化学反应以及产物固膜扩散共同控制,表观活化能Ea为32.68 kJ/mol。对固相不溶渣及浸出液组成的分析结果显示:固膜的形成主要由浸出过程中不溶氟化物,如锂钠冰晶石(Na_3Li_2Al_2F_(12))、钠冰晶石(Na_3AlF_6)、氟化钙(CaF_2)、钾冰晶石(K-2AlF_5)、氟化铝(AlF_3)及少量氟硅酸盐(Na_SiF_6、KNaSiF_6)的生成所致。此外,氢氟酸添加量及浸出温度可通过影响HF分子在浸出锂、铝和硅间的分配而影响浸出过程的选择性。     

Al_2O_3的物理性质及其在熔融Na_3AlF_6中的溶解速度与沉降速度

目前我国已建成新的半连续中间下料大型预焙阳极电解槽生产系列,并获得了较好的生产效果。此外,我国又引进了半连续中间下料预焙阳极铝电解槽的技术和设备,并在陆续投产。从此,我国铝工业又进入了一个新的历史阶段。然而在采用上述型式电解槽生产时,对Al_2O_3的物理性能有一定的要求,例如,要求Al_2O_3在熔融Na_3AlF_6中有较慢的沉降     

时效处理对Sn0.7Cu-0.5Al_2O_3/Cu焊点界面形态的影响

研究了纳米Al_2O_3颗粒对Sn0.7Cu钎料润湿性的影响,并分析比较了时效0 h和时效250 h后Sn0.7Cu-0.5Al_2O_3/Cu焊点界面IMC的形貌和厚度变化。结果表明:添加微量的纳米Al_2O_3颗粒可以改善Sn0.7Cu钎料的润湿性,但添加过量将降低润湿铺展面积,纳米Al_2O_3颗粒的最佳添加量为0.5%,比Sn0.7Cu钎料的铺展面积提高了30.2%。焊后未时效的焊点钎料晶粒细小,界面处Cu_6Sn_5IMC层较薄,经过150℃时效,钎料晶粒粗化,IMC界面层的厚度明显增加,形貌由扇贝状变为明显的块状,界面的不平度逐步减小。界面层由单一的Cu_6Sn_5IMC层转变为Cu_6Sn_5IMC和Cn_3SnIMC两层,厚度增大了96.5%。     

在铝电解槽中生产铝基合金的几个基本问题(下)

三、各种金属氧化物在冰晶石氧化铝系中的溶解度3.1 Na_3AlF_6-Al_2O_3系熔度图研究金属氧化物在冰晶石-氧化铝中的溶解度是十分重要的,因为它直接关系到此种氧化物在电解质中的添加量,以防止在电解槽底部产生沉淀,进而增加阴极区电阻,耗费能量,降低电流效率。研究 Na_3AlF_6-Al_2O_3二     

镁合金表面磁控溅射-微弧氧化制备Al_2O_3膜层的组织结构及性能

采用磁控溅射-微弧氧化的方法在镁合金表面制备了Al_2O_3膜层,随后采用X射线衍射分析(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDX)等方法对微弧氧化膜层的相结构、截面形貌及膜层中的元素分布进行了分析,采用摩擦磨损和电化学腐蚀方法对膜层的耐磨耐腐蚀特性进行了测试。结果表明,通过先进行磁控溅射后进行微弧氧化的方式可以在镁合金表面获得Al_2O_3微弧氧化膜层。通过改变反应终止电压可控制微弧氧化膜层的厚度。当反应终止电压不高于510 V,膜层主要由铝和Al_2O_3组成。而当微弧氧化反应终止电压超过600 V后,铝膜层完全参与反应转变为微弧氧化膜层,膜层主要由Al_2O_3和MgO组成。Al_2O_3微弧氧化膜层的形成有助于提高镁合金表面的耐磨耐腐蚀性能。     

Ag-Cu合金钎料与SDC-SSAF双相陶瓷透氧膜的界面反应润湿机制

对空气中Ag-Cu合金钎料与Ce_(0.85)Sm_(0.15)O_(1.925)-Sm_(0.6)Sr_(0.4)Al_(0.3)Fe_(0.7)O_3(SDC-SSAF)双相陶瓷透氧膜的润湿性和界面反应进行了研究,利用扫描电子显微镜及能谱仪(SEM-EDS)表征分析了润湿试样的连接界面。结果表明:980℃下Ag-Cu合金钎料在SDC-SSAF双相透氧膜上的润湿角随着合金中Cu含量的增加而减小。高温润湿过程中,双相膜中Ce_(0.85)Sm_(0.15)O_(1.925)(SDC)相没有发生明显变化,Sm_(0.6)Sr_(0.4)Al_(0.3)Fe_(0.7)O_3(SSAF)相分解并与Ag-Cu钎料发生微量元素置换。这种界面反应促进了钎料与陶瓷基体润湿性的改善。但由于SDC相与SSAF相润湿性的差异,Ag-Cu钎料与SDC-SSAF双相膜的润湿性不及相同Cu含量的Ag-Cu钎料与SDC单相膜的润湿性。     

矿化剂对YAl_(1-x)Cr_xO_3陶瓷红色料性能的影响

采用XRD、FESEM及色度测试等多种分析方法,研究了矿化剂种类、组合方式及添加量对(YAl_(1-x)Cr_xO_3)色料性能的影响.结果表明:适合于该色料的矿化剂有单一矿化剂CaF_2、二元复合矿化剂NaF+CaCO_3和三元矿化剂LiF+MgF_2+Na_2CO_3,促使晶形发育完善和呈色的综合效果为:CaF_2>NaF+CaCO_3>LiF+MgF_2+Na_2CO_3.矿化剂NaF+CaCO_3合成的色料主晶相为钇铝榴石(AlYO_3),次晶相为二钇铝榴石(Al_2Y_4O_9),残余相是Y_2O_3,另外两种矿化剂合成的色料则没有次晶相出现.NaF+CaCO_3的添加量在8%～12%(质量分数,下同)、CaF_2的添加量在13%～17%时,色料有较好的红度值.     

Al_2O_3微粉添加量对镁合金微弧氧化膜特性影响

为了研究添加Al_2O_3微粉对AZ31A镁合金微弧氧化膜特性影响,在不同浓度Al_2O_3微粉氧化液中对其进行了微弧氧化处理。利用扫描电镜(SEM)观察了微弧氧化膜形貌,能谱仪(EDS)分析了膜层表面Ca、Mg、O、Al元素分布,X射线衍射仪(XRD)分析了相组成,测定了膜厚、硬度和氧化液中Al_2O_3表面电荷,讨论了改性机理。结果表明,加入Al_2O_3微粉后,氧化电压随Al_2O_3添加量增加先增加后降低;氧化膜表面孔洞数量和尺寸减小,膜层表面Ca元素分布逐渐减少,成膜效率降低,膜层致密度和表面疏松层硬度提高,氧化膜主要由MgO和MgO_4等相组成。     

高温烧结非稳态含钠铝酸钙矿相转变机理

在CaO、Al_2O_3摩尔比为1.0、Na_2O质量分数为12%和烧结温度为800～1350℃的条件下,研究Na_2O-CaO-Al_2O_3物料的物相转变、晶体稳定性、微观形貌及其与Na_2CO_3溶液的反应活性。结果表明:Na_2O掺杂将促进12CaO·7Al_2O_3向2Na_2O·3CaO·5Al_2O_3的转化;Na~+取代优先生成的12CaO·7Al_2O_3结构中Ca~(2+)位置进一步转化成2Na_2O·3CaO·5Al_2O_3;升高烧结温度有利于12CaO·7Al_2O_3向2Na_2O·3CaO·5Al_2O_3的转化速率,同时也会增大Na_2O的烧损,从而降低2Na_2O·3CaO·5Al_2O_3的生成量;烧结温度为1350℃、时间为2.0 h时,Na_2O-Ca O-Al_2O_3物料的物相组成为12CaO·7Al_2O_3和2Na_2O·3CaO·5Al_2O_3,Al_2O_3的溶出性能良好,约为98%。     

铝及铝合金氧乙炔钎焊工艺

一、前言铝及铝合金钎焊普遍认为主要困难在于铝对氧的亲和力大,在常温下铝及铝合金表面易产生一层 Al_2O_3薄膜,且在钎焊过程中发生强烈地氧化。Al_2O_3氧化膜的熔点高达2050℃,超过铝熔点(658℃)近四倍左右,严重阻碍了钎焊过程的顺利     

冰晶石与NaF-AIF_3熔体的结构

报据熔体解离为其罗輯产物的观点,探討了熔融冰晶石的组成。报据实测密度进行的計算炭明,结果与解离为NaF及NaAlF_4的数据完全符合,在1000°对,K=0.09。得出Na_3AlF_6与NaAlF_4的密度分别为2.210与1.873克/毫升,Na~+,F~-,AlF_4~-与AlF_6~(3-)的克离子体积相应为5.7,15.8,61.6与77.9。1000°时熔融冰晶石具有如下組成(以克分子分数表示):Na_8AlF_60.384;NaF0.411;NaAlF_40.205。冰晶石的解离热⊿H=22千卡/克分子。     

反应溅射氧化铝薄膜对CoCrAlY涂层抗高温氧化性能的影响

研究了反应溅射氧化铝薄膜对CO-30Cr-6Al-0.5Y涂层抗高温氧化性能的影响。结果表明,3.5μm厚的Al_2O_3薄膜可大大改善CoCrAlY涂层抗1000～1100℃的氧化性能。在1000℃下,C0-30Cr-6Al-0.5Y涂层表面可以形成保护性良好的Al_2O_3膜,在此情况下,反应溅射Al_2O_3膜可大幅度降低CoCrAlY涂层的氧化速率,在1100℃,CoCrAlY涂层己不能形成单一具有保护性的Al_2O_3膜,而预先沉积氧化铝薄膜的COCrAlY涂层表面的氧化物主要由α-Al_2O_     

镁对铝与粉煤灰润湿性的影响

用改进的座滴法测量了铝合金在粉煤灰上的润湿角.在铝中添加Mg能减小铝对粉煤灰的润湿角,由于Mg能在液滴表面挥发,破坏铝滴表面新产生的氧化铝,从而改善润湿性.粉煤灰中的SiO2、Fe2O3与铝发生反应,促进铝合金与基片的润湿,但铝滴表面Mg的挥发变慢,导致其破坏铝滴表面氧化铝的能力逐渐变弱,表层氧化铝的生长速度变快,同时SiO2、Fe2O3与铝反应减弱,反应性润湿影响变小,非反应性润湿在润湿过程中所起作用变大.