电磁场对旋转铝液阴极法制备铝镁中间合金作用行为的研究

以MgO为电解原料,在Na_3PO_3-MgF_2体系中采用旋转铝液阴极法制备铝镁中间合金。采用熔盐电解监控仪和Teslameter测量电解过程中的反电动势、电流强度及磁场强度等工艺参数,并利用SEM及XRD技术分析了合金产物的微观结构,探讨了旋转铝液阴极合金化过程中反电动势、电流效率及合金中镁浓度的变化规律。结果表明,旋转铝液阴极化过程可有效降低反电动势,并提高电流效率及合金中镁的质量浓度。在950℃、电流5 A、外加40 mT磁场的条件下,电解3 h可制取镁含量24.5%的铝镁合金,电流效率可达83%。所得合金样品组织致密,各元素在合金中的分布较均匀,合金物相主要为Al_(12)Mg_(17)。     

以Er_2O_3为铒源制备铝铒中间合金的反电动势研究

以Er_2O_3为铒源,在750℃,熔盐KF(25%)-LiF(20%)-ErF_3(10%)-KCl(45%)体系中,下沉铝为阴极,研究铝铒中间合金的反电动势。结果表明:在16A/dm~2的条件下,反电动势随着时间增加出现先增大后稳定不变,加入2%Er_2O_3,反电动势平均下降0.19V,测得加料周期为6min。随着电流密度增加,电流效率、铝铒中间合金中铒的浓度均呈现先增大后减小趋势。在电解时间为24min、12A/dm2时电流效率达到最大值74.64%,合金中铒的浓度达到最大值3.65%。合金成分主要为Al3Er,少部分为Al12Er,且分布较为均匀。     

氟化物熔盐共电沉积制备Gd-Zr-Mg合金的研究

采用GdF3-LiF-BaF2为电解质熔体,Gd2O3、ZrO2及MgO混合氧化物为原料共电沉积Gd-Zr-Mg中间合金,考察了电解温度、阴极电流密度及混合氧化物原料中ZrO2的含量对电解电流效率及所得中间合金中Zr含量的影响.研究表明：电流效率随温度和电流密度增大均先增后减,随混合氧化物原料中ZrO2含量增大则减小;电解得Gd-Zr-Mg合金中Zr含量随电解温度和混合氧化物原料ZrO2含量的增加而增加,随阴极电流密度的增加则是先增后减,电流效率可达57%,Zr含量能达到10%～11%.     

熔盐电解法制备Al-Sr合金中反电动势和电流效率的研究

研究了在SrCl2-SrF2-BaF2的电解质体系中熔盐电解法制备高浓度Al-Sr合金,采用连续脉冲-计算机法测定电解过程的反电动势并且对反电动势和电流效率的影响因素进行了详细的研究。结果发现：增加阴极电流密度,反电动势随之增加;升高极距,反电动势亦有所增加。延长电解时间,反电动势逐渐升高而电流效率达到73.2%后逐渐下降。加大电流强度,延长电解时间,减少铝基母合金质量,可制得高浓度的Al-Sr合金,合金中锶的质量分数最高可达34.8%。实验表明,只要控制好各项工艺参数,可以生产锶的质量分数在20%以内的任意浓度Al-Sr合金。     

提高流水线镁电解电流效率的研究

通过对影响流水线镁电解电流效率的因素进行正交试验和稳定性试验。结果表明,影响流水线镁电解电流效率因素由大到小依次为氧化镁含量、槽温、电流密度、负压和循环流量。降低氧化镁含量、温度和负压,提高循环流量及电流密度有利于提高电流效率。在严格控制氧化镁含量≤0.1%、槽温680~695℃、负压≤-10Pa、循环量55t/h和电流密度0.30A/cm2的条件下,流水线镁电解电流效率可稳定在78%以上。     

熔盐电解生产Al-Sr合金的新工艺及其加料周期

研究了以SrCO3为原料熔盐电解法生产Al-Sr合金新工艺,采用连续脉冲-示波器法测定电解过程的反电动势.结果发现:(1)延长电解时间,合金中锶的质量分数逐渐增加,最高可达18.54%;(2)增加电流密度,反电动势亦随之增加,而升高温度反电动势则有所降低;(3)在电解过程中,反电动势逐渐增加,但向熔体中加入SrCO3后,反电动势明显降低.因此确定在正常电解时是SrCO3在分解.以此规律制定了正常生产的加料周期和加料量,保证了生产的稳定进行.以SrCO3为原料生产Al-Sr合金,不但减少了环境污染,也降低了Al-Sr合金的生产成本.     

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.     

共电沉积制备铝镁钪合金的工艺参数研究

研究了共电沉积法生产铝镁钪合金过程,采用连续脉冲—示波器法监控电解过程中的分解电压、电流强度等参数的计时变化。结果显示,实际分解电压随电流强度的增强而变大,加入0.5%MgO-0.5%Sc_2O_3可使分解电压平均减小0.3V;实际分解电压随着极距的增大而变大,后期增势渐缓,而升高温度可降低实际分解电压;根据实际分解电压随着电解时间的变化判断出加料周期为23min;在720℃、极距3cm、电流强度3A时,电解2h成功制备出Al-2.71%Mg-0.63%Sc合金。     

LiF-ScF3-ScCl3体系熔盐电解制备铝镁钪合金

以氧化钪为原料、液态铝镁合金作阴极,在氟化锂-氟化钪-氯化钪(LiF-ScF3-ScCl3)体系中通过熔盐电解制备铝镁钪(Al-Mg-Sc)合金.针对LiF-ScF3-ScCl3体系,实验考查了温度、熔盐组成、电流强度和电解时间等因素的影响.结果表明,熔盐电解可制备出钪含量在2%～10%、镁含量0.2%的铝镁钪合金.采用XRD,SEM和电子能谱分析等方法对合金样品进行了表征,结果表明,合金金相分为两相,连续相为铝基,间断相为ScAl3.     

Mg(Ⅱ)-Ca(Ⅱ)-NH_3CO_3~(2-)SO_4~(2-)H_2O体系钙镁溶解热力学分析

根据同时平衡原理,分析了Mg(Ⅱ) Ca(Ⅱ) NH3 CO2-3 SO2-4 H2O体系的热力学,揭示了该体系钙、镁的溶解规律。该体系中存在着钙、镁的高溶解度区域,而且钙的溶解度随碳酸根总浓度(CT)的增加而增加,在CT>0.1 mol/L时随[SO2-4 ]的增加而增加,同时也随总氨浓度,即[NH3]+[NH+4 ](AT )和 pH的增加而减小;镁的溶解度随[SO2-4 ]的增加而增加,随CT和AT 的增加先降低后增加,随 pH的增大而减小。这对于碳酸钙、碳酸镁及氧化镁产品和对钙镁含量要求严格的其它金属碳酸盐产品的制备具有重要的指导意义。     

高压碱浸法处理铝电解废旧阴极炭块

利用高压碱浸工艺处理废旧阴极炭块,研究了NaOH浓度、碱浸温度、液固比、反应时间对处理效果的影响,并通XRD、XRF、浸出毒性分析、SEM-EDS探索了废旧阴极炭块处理前后的物相组成、元素含量、浸出毒性、微观形貌和元素分布的变化规律。结果表明,随着NaOH浓度的增加,回收炭材料的碳纯度和F-浸出浓度分别呈现先增加后减小、先减小后增大的变化趋势,随着碱浸温度、液固比、反应时间的增加,回收炭材料的碳纯度逐渐增大,F-浸出浓度不断降低。在最佳工艺条件下,废旧阴极炭块的碳含量从60.02%提高至88.63%,氟浸出浓度含量从2 699.95 mg/L降低至22.19 mg/L,并成功利用碳酸化分解法从浸出液中提取冰晶石产品。高压碱浸工艺具备实现废旧阴极炭块无害化与资源化回收的技术可行性。     

流水线镁电解槽电解质导电性研究

研究了不同温度、电解残渣含量以及电解质成分下流水线镁电解槽电解质电导率的变化规律。结果表明,在MgCl2-NaCl-KCl三元体系中,温度升高、电解残渣量增加会导致电导率升高;MgO含量增加、MgCl2浓度增加会引起电导率降低;KCl含量增加、保持MgCl2浓度不变的条件下NaCl浓度增加时电导率先降低后升高。     

电解残渣对镁电解影响研究

通过测定不同电解残渣添加量对电解电流电压曲线和对液镁汇集现象的影响研究,探讨电解残渣对镁电解系统的影响.结果表明:电解残渣严重影响液镁的汇集,且易吸附金属镁使其自身导电,故随电解残渣量的增加,电解过程中出现电子导电、电极电流分布不均匀和电解槽电压迅速降低等现象;电解残渣使阴极镁汇集变差,出现鱼鳞子镁现象,其主要原因为电解残渣吸附在阴极表面,造成湿润角减小;当电解残渣量小于6%时,其对电流效率的影响主要表现为吸附镁损失,而当其量大于6%时,将会出现电极电子短路现象造成电流效率降低,而通过原料净化和保护气氛电解2种方式可降低电解残渣的产生.      

SrCl2-KCl-SrF2体系中熔盐电解法制备铝锶合金

以SrCl2为原料,在70%SrCl2-29%KCl-1%SrF2体系中电解生产Al-Sr合金。考察了电解温度、电流密度和电解时间等条件对电流效率和合金锶含量的影响。通过控制工艺条件,可以生产锶含量在0～10%的Al-Sr合金,其物相主要为Al与Al4Sr。     

烧结温度对内燃机用TiZrVMo高熔合金组织和力学性能的影响

运用放电等离子烧结方法(SPS)制备TiZrVMo合金,并通过控制不同的烧结温度获得了不同力学特性与组织结构的试样。测试结果表明,对合金烧结处理后其基体中形成了包含BCC与FCC两种晶体结构,BCC组织形成了比FCC组织更高的衍射峰。当烧结温度增加后,晶粒尺寸呈现增大的现象,塑性先增大后降低。经过1100℃烧结得到的试样压缩屈服强度为1501.4MPa,塑性应变31.4%。随着烧结温度的增加,屈服强度先减少后增加,塑性应变先增大后减小。当烧结温度上升后,合金材料从准脆性断裂逐渐转变为微孔聚集型断裂,之后形成了大尺寸晶粒并发生沿晶断裂的现象,呈现脆性解理断裂的特点。     

熔盐电解法制备铝钙合金中的反电动势

研究了在CaCl2-CaF2纯钙盐体系中下沉式铝液槽结构熔盐电解法生产Al-Ca合金新工艺,采用连续脉冲-示波器法测定电解过程的反电动势,研究了在实验室条件下电解温度、电流密度、电解时问和极距对熔盐电解法制取铝钙合金的反电动势的影响.用熔盐电解法并采用铝阴极生产Al-Ca合金比对掺法更加节省电能,降低了Al-Ca合金的生产成本,是一种有经济价值的生产方法,有很好的发展前景.     

氟化物体系熔盐电解制备YNi合金

以Y2O3为电解原料,以金属镍棒为自耗阴极、石墨板为阳极,在常规的石墨电解槽中采用氟化物体系熔盐电解法制备了YNi合金.研究了电解时间、电解温度、电解质组成、阴极电流密度等主要技术参数对电解过程的影响,并对所制备的钇镍合金进行了表征.结果表明,熔盐电解制备钇镍合金的较优工艺条件为:电解温度1000℃,电解质YF3与Li...     

基于霍尔-埃鲁特电解法制备铝合金技术研究进展

现代霍尔-埃鲁特(H-H)法铝电解槽规模大、工艺成熟, 利用该法电解制备铝基合金具有明显技术和经济优势. 目前国内外研究主要是在现有氟化物熔盐体系中添加多种合金元素氧化物, 合理调节电解质成分和工艺参数, 借助共电沉积和欠电位机制, 成功制备出多种铝基合金, 工业化试验亦有初步成果. 本文综合分析了上述进展及发展前景, 并指出在实现合金组成精准调控、合金产品成分均匀化、电解槽高电流效率运行等方面存在的问题, 旨在为相关研究提供参考.