铝热还原工艺条件对Al-Ti-Ce中间合金物相结构和合金元素浓度的影响

在Na3AlF6-NaCl-KCl氟氯混合电解质体系中,通过铝热还原法以TiO2和CeO2为Ti源和Ce源,制备Al-Ti-Ce中间合金。研究反应时间、反应温度、电解质构成（Na3AlF6质量百分含量）、K2TiF6添加量四种工艺条件对Al-Ti-Ce中间合金物相结构和合金元素浓度的影响。实验结果表明,在所有实验工艺参数范围内,制备的Al-Ti-Ce中间合金均由ɑ-Al、Al3Ti和Ti2Al20Ce三相构成。制备的最佳单因素工艺参数为：反应时间90 min,反应温度850℃,Na3AlF6质量百分含量40 %、K2TiF6添加量20 mol%。热力学分析结果从理论上进一步证明了在实验条件下几种主要化学反应的可行性。     

低铯含量KF-CsF-AlF3铝钎剂的物相结构与熔化特性的关系

采用差示扫描量热法(DSC)对湿法合成的低铯含量KF-CsF-AlF3铝钎剂样品进行了熔化特性测定,归纳总结了该钎剂的熔化特性随成分的变化规律.利用XRD,SEM和EDS分析技术,研究了典型样品的物相结构和微观形貌.结果表明,低铯含量钎剂主要由棒状K2AlF5和絮状Cs2KAl3F12机械混合物组成,致使微观上局部成分偏离三元共晶成分点E4或E5.因此在加热过程中难以发生三元共晶反应,而是在温度505℃附近发生K2AlF5固态相转变反应.在温度525℃附近发生Cs2 KAl3 F12相的熔化反应,这是造成实际湿法合成的钎剂样品熔化温度与理论相图差异较大、特别是液相线升高的根本原因.     

酸性NaF-AIF3熔盐离子结构的Raman光谱

采用紫外激光Raman光谱,在封闭样品池中研究不同分子比的酸性NaF-AIF3熔盐的离子结构.结果表明:当电解质分了比为1时,熔盐中的铝氟离子团只以AlF4的形式存在,而对于分子比大于1的酸性电解质,熔盐中有AlF4和AlF6两种钳氟离子团形式;随着温度的增加,A1F6离子团的"寿命"越来越短,而且AlF6特征波段峰的峰位随分子比的增加而发生红移,温度对AlF4的"寿命"影响不大.Raman光谱的定量分析表明,在测量的熔盐配重分数区间内,温度对于熔盐中各离子摩尔分数的影响不大,而且F含量很小,当NaF的配重摩尔分数为0.60时,AlF4的摩尔分数在0.75左右,AIF6的摩尔分数仅约为0.25;当NaF的配重摩尔分数增至0.71时,AlF4的摩尔分数降为0.25左右,AlF6增为约0.75.     

冰晶石熔盐介质中铝热还原月壤模拟样钛铁矿

以月球资源原位利用为目的,研究了在冰晶石熔盐介质中铝热还原钛铁矿制备铝钛铁合金。热力学计算表明,在960℃,铝热还原钛铁矿的相关反应在热力学上可以自发进行。在组成(质量分数,下同)为47.14%NaF-42.86%AlF_3-10%FeTiO_3的960℃冰晶石介质中进行铝热还原,研究还原剂用量和还原时间对合金产物的影响。还原产物用XRF、XRD、SEM和EDS进行分析。结果表明,合金产物中有Al、Ti、Fe和少量Si,产物的主要物相是Al_3Ti。随着铝用量的增加,合金产物中Ti的含量逐渐减少,而Fe的含量逐渐增加;随着反应时间的延长,产物中Al_3Ti的含量增加。在冰晶石熔盐体系中进行铝热还原2 h、还原剂用量为理论用量3倍时,铝中钛含量最高可达18.82%。低还原剂用量和较长还原时间在冰晶石熔盐介质中还原钛铁矿,可实现Ti/Fe分离;还原反应为原子态的铝还原溶解为离子态的Ti~(4+)得到Al-Ti合金。     

铝电解质的物相分析及分子比的测定

采用X射线衍射分析法分析了复杂铝电解质的物相组成 ,同时考察了冷却速度对电解质物相的影响。物相结果表明 ,酸性电解质中CaF2 的物相与电解质的冷却速度有关 ,在急冷条件下 ,物相包括Na4 Ca4 Al7F3 3 ,β CaAlF5,α CaAlF5等多种形式。在碱性电解质中氧化锂的物相为LiF。根据电解质物相结果给出了分子比的计算公式 ,利用氟离子选择电极法进行检验 ,准确度很高 ,证明物相结果是可信的     

细晶铝锭电解过程添加TiO2对电解质性质的影响

本研究在铝电解质Na3AlF6-MgF2-AlF3-CaF2-Al2O3中添加TiO2,通过差热分析和XRD分析,发现添加TiO2以后对电解质的物理化学性质影响很小。当TiO2含量小于0.5%时,电解质的初晶温度并没有明显的升高;电解质失重在6%以内;密度变化不大;电解质主要由Ca3Al10O18、Na5AL3F14、Na2MgAlF7等晶相组成。     

铝电解质分子比的定义及分析测定

铝电解质分子比是一项重要的技术参数，然而分子比的定义表达式却多种多样。这给分子比的测定与计算带来不便。本文在电解质的物相和添加剂酸碱性研究的基础上，结合工厂实际。提出电解质分子比的定义，即电解质中总NaF的摩尔分数与总AlF3的摩尔分数的比值。并指出对含MgF2和LiF添加剂的复杂铝电解质也最好采用这一分子比定义表达式。     

低分子比NaF-KF-LiF-AlF3体系电解质在石墨阴极中的渗透行为(英文)

研究分子比为1.3的NaF-KF-LiF-AlF₃体系电解质在石墨阴极中的渗透行为,通过XRD分析对电解前后阴极中的电解质进行系统研究,并通过MUAD的半定量计算对结果进行分析。结果表明,KF可以促进电解质的渗透,KF含量越高,渗透性越强。在电解质渗透过程中,K₂NaAlF₆和含有KF的固溶体在含有KF的体系中发挥重要作用。Li F有效地抑制电解质渗透,Na₃Li₃Al₂F₁₂相在高LiF含量的体系中发挥了重要作用。     

钾冰晶石的性能、生产、应用与市场

钾冰晶石是铝及铝合金的良好钎焊剂,有了它铝及铝合金的钎焊才成为可能,现代汽车热交换系统的铝合金散热件、生产分离机(制氧机)的铝交换件等全是用钾冰晶石钎剂焊的.钾冰晶石是砂轮中不可或缺的添加剂.当前铝提取用电解质的钠冰晶石(Na3AlF6)还不能用钾冰晶石取代,一旦惰性阳极与可润湿阴极铝电解槽研制成功,用钾冰晶石作为电解质就可以在超低温(约500℃)下电解质取铝,铝的电耗有可能降低50％左右,钾冰晶石市场会显著扩大,当然这可能是20年或更长时间以后的事.钾冰晶石可用常规的化学法制取,也可以是生产Al-Ti-B中间合金的副产物,它们的品质与各项物理化学性能等同.     

粘土,食盐,氢氟酸制冰晶石工艺的研究

含适量 F 和 HCl 约10%的冰晶石母浪浸出未煅烧粘土得 AlCl_3溶液,对其用 D2EHPA 萃取除铁·将 AlCl_3、NaCl,HF 三溶液反应得冰晶石·发现粘土中铝、硅、铁的浸出效果和冰晶石中SiO_2含量与冰晶石母液中 F 浓度有关,冰晶石中 Fe_2O_3含量与 AlCl_3溶液是否除铁有关。控制冰晶石母液中的 F14～21g/l 和对 AlCl_3溶液的萃取除铁,能得质量良好的冰晶石.研究表明,为生产冰晶石提供了利用廉价原料的途径。     

钢液直接定铝传感器的研究

利用ＺｒＯ２（ＭｇＯ）固体电解质和（Ａｌ２Ｏ３＋Ｎａ３ＡｌＦ６）辅助电极组成定铝电池。实验结果表明：当该定铝传感器插入钢液后，１０ｓ左右即可获得稳定的电动态；所得电动势和Ａｌ的Ｈｅｎｒｙ活度之间符合理论关系。在１８２３－１８７３Ｋ下进行测定时发现，温度对电池电动势的影响不大。该传感器的响应速度快，测量的准确性较高，可以满足工业应用的要求。     

化学法浸出废旧铝电解槽内衬回收冰晶石和碳粉(英文)

采用两步浸出法对铝电解槽废旧阴极炭块进行处理,以分离出冰晶石并提纯炭粉。研究不同温度、浸出时间和液固比对浸出率的影响。结果表明,在NaOH浸出阶段,可溶性化合物Na3AlF6和Al2O3溶解于NaOH溶液中,浸出率达到65.0%,所得炭粉纯度为72.7%;第二步采用HCl浸出得到炭粉,可溶性化合物CaF2和NaAl11O17溶解到盐酸溶液中,浸出率达到96.2%,炭粉纯度达到96.4%。将上述碱浸和酸浸得到的浸出液进行混合以析出冰晶石,在pH=9、温度为70°C下沉积2h,其析出率达到95.6%,所得冰晶石纯度为96.4%。     

氟铝酸铵的热分解及氟化铝的制备

采用DTA-TGA法研究了（NH4）3AlF6的热分解过程并获得了相关的热力学数据。结果表明,（NH4）3AlF6经三步分解后,固态产物为AlF3,前两步分解的固态产物分别为NH4AlF4和AlF3（NH4F）0.69,三级反应的分解温度分别为194.9,222.5和258.4℃;计算了3个反应温度下相关物质的吉布斯自由能变化,采用DSC法测量了3个反应的焓变和熵变。制备了无水氟化铝,XRD分析和失重分析表明,（NH4）3AlF6在400℃下保温3h可以得到高纯度的AlF3。     

Preparation of Al-Sr Master Alloy in Aluminum Electrolysis Cell

1 ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＡｌ Ｓｒｍａｓｔｅｒａｌｌｏｙｉｓａｋｉｎｄｏｆｍｏｄｉ ｆｉｅｒｓｕｎｄｅｒｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ .Ｉｔｈａｓｍａｎｙａｄ ｖａｎｔａｇｅｓｏｖｅｒｏｔｈｅｒｍｏｄｉｆｉｅｒｓ .Ｉｔｓｍｏｄｉｆｙｉｎｇｂｅｈａｖｉｏｒｃａｎｌａｓｔｆｉｖｅｔｏｓｅｖｅｎｈｏｕｒｓａｎｄｆｏｒｓｅｖｅｒａｌｔｉｍｅｓ ,ａｎｄｌｉｔｔｌｅｃｏｒｒｏｓｉｏｎｉｓｏｂ ｓｅｒｖｅｄｄｕｒｉｎｇｔｈｅｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｃｏｕｒｓｅ[1 ].Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ ,ｉｔｉｓｃｏｍｍｏｎｌｙｕｓｅｄｉ…     

Effect of potassium fluoride on structure and corrosion resistance of plasma electrolytic oxidation films formed on AZ31 magnesium alloy

Plasma electrolytic oxidation films on AZ31 magnesium alloy were prepared in silicate–KOH–glycol (base electrolyte) electrolyte with the addition of different KF concentration. The effect of KF on the characteristic of discharge in electrolytes was studied. The compositions, structures and morphologies of the oxide films formed in different KF concentration were determined by energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS), X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM). Corrosion behavior of the oxide films was evaluated in 3.5 wt.% NaCl solution using potentiodynamic polarization tests, electrochemical impedance spectroscopy and potentiodynamic scanning tests. The films were mainly composed of Mg, Al, O, C, Si as well as a trace of Na and K. Major phases were MgSiO₃ and forsterite Mg₂SiO₄. The appearance of KF in the base electrolyte resulted in the decrease of the equilibrium current density and the appearance of MgF₂ in the films. Corrosion resistance depends on the amount of MgF₂ composition in the films. The films formed in the electrolyte containing 8.0 g/L KF exhibit the highest uniform corrosion resistance and the lowest pitting-corrosion tendency in NaCl solution.     

铸态Al-7Si-0．3Mg合金的连续冷却析出图

采用冷却速率为0．01～3K／s的差示扫描量热法（DSC）和冷却速率更高的淬火膨胀法研究铸态Al-7Si-0．3Mg合金淬火的析出行为。在合金冷却的过程中发生了两种析出反应,高温反应开始于淬火起始温度540℃,低温反应始于400℃左右。3K／s的淬火冷却速率已经显著抑制淬火过程中相的析出。合金T6态的硬度随着淬火速率的增快而增加,这是由合金过饱和固溶度增加而导致的。通过膨胀实验和硬度实验的结果可以估计临界冷却速率大约为60K／s。通过光学显微镜观察淬火态的铸态Al-7Si-0．3Mg合金的显微组织。结果表明：根据淬火冷却速率的不同合金的显微组织由铝一硅共晶组织、铝固溶体枝晶及枝晶间的析出相组成。     

Effect of a direct magnetic field on the interfacial microstructure between molten aluminium and solid iron

Many processing techniques, such as hot dip aluminizing, bimetal formation, liquid metal corrosion, cementing, welding and diffusion bonding, are basically dependent on interfacial reactions [1-3]. It is therefore important to investigate the formation and growth of intermetallic layers at the interface. There have been several studies carried out to examine chemical compositions and growth kinetics of intermetallic layers in the Al-Fe system [4-9]. Most authors have come to an agreement that…     

Na3AlF6-Al2O3熔盐的Raman光谱和离子结构

基于测定的熔融冰晶石的Raman光谱和对散射系数的新理解,重新分析以前研究的942～1024℃的酸性NaF-AlF3熔盐中存在的不同离子团的含量。新的定量分析结果表明：对于分子比小于2的熔盐,AlF4-是含量最高的阴离子;当分子比为1.5时,其摩尔分数约为0.70;当分子比为2时,其摩尔分数为0.50。当分子比大于2.5时,AlF6^3-相对含量更高;当分子比为2.5时,其摩尔分数为0.45。然后,采用紫外Raman光谱法研究Na3AlF6-Al2O3熔盐的离子结构。研究结果表明：熔盐中存在八面体的AlF63-和四面体的AlF4^-,基团中的F-可能被O^2-部分取代。在Al2O3的质量分数大于4%的熔盐中存在具有大散射系数的Al2O2F4^2-。光谱中的波段随温度的升高发生蓝移。     

Preparation and preliminary testing of cermet inert anode for aluminum electrolysis

1　INTRODUCTIONAluminumhasthelargest productivityamongthenonferrousmetals ,2 4Mtperyearintheworld .Whilegreatprogresshavebeenmadeintheprimaryaluminum production ,theindustrycontinuestopur sueresearchtosolvesomeformidablechallenges ,suchas quitealargeenergyintensity(14 0 0 0 15 0 0 0kW·hpertonaluminum) ,highcon sumptionofcarbonanode(5 0 0 6 0 0kgpertonalu minum) ,significantemissionsofgreenhousegas(1.71tpertonaluminum )andotherdetrimentalgases ,highcapitalinvestmentandcost[1] .Inertelectr…