直流脉冲电解Al—La合金的研究

在液体铝阴极上,熔盐电解沉积稀土金属合成合金是很有实际意义的工艺方法,以往大都在阴极电流密度小于极限电流密度的稳态条件下进行,本工作报道了在非稳态条件下,在大于极限电流密度下脉冲电解AlLa合金的研究。在熔盐中当电极极化时,在液体阴极和熔盐界面处,由于双电层重新建立而产生液体电极表面抖动现象,这种运动强化了质量输运过程,更新液体界面,为     

电脱氧法电解效率主要影响因素的研究进展

熔盐电脱氧工艺是直接电解还原金属氧化物制备金属或合金的方法,以其工艺简单、环境友好、易于调控等优点广泛应用于金属及合金的制备,但该工艺目前存在电解效率低等问题。影响该方法电解效率的主要因素有:氧化物阴极导电性、O2-扩散、阴极电势、阳极材料。阴极导电性主要受氧空穴的形成,阴极晶型结构的影响,增加阴极氧空穴及有效控制晶型转变有利于增加阴极导电性,从而提高电解效率;O2-扩散影响电解反应速率,增加阴极表面积及合理选择熔盐组分可促进O2-扩散,促进电解脱氧;阴极电势和阳极材料影响阴极有效脱氧,合理控制阴极电势、选择过电位小,性质稳定的阳极材料均有利于提高电解效率。并展望了今后的研究中重点关注通过改进阴极,改进电解装置等提高电脱氧效率。     

镝铁阴极电蚀对稀土电解槽的电解特性影响分析

随着稀土熔盐电解槽电解过程的进行,阴极形状会随着时间的推移发生电腐蚀,电解槽底部阴极锥角α不断增大,对电解效率与热场产生了一定影响.以越南镝铁阴极稀土电解槽为研究对象,利用COMSOL多物理场耦合软件,计算了稀土电解槽中阴极不同电解阶段不同阴极形状的电解特性参数,得到了电解槽中不同阴极锥角α值与最大电流密度关系曲线图,并分析了电解槽内阴极电蚀对整个电解反应过程的影响,为电解槽的后期维护提供了参考依据.      

熔盐电解法制取铝铒合金的研究

研究了在铝电解质体系中添加Er2 O3制备Al Er中间合金的工艺条件。实验结果表明 :Al Er中间合金的Er含量随着阴极电流密度的增加、电解时间的延长而增加。当Er2 O3加入量为 10 %,阴极电流密度为 0 .75A·cm- 2 ,电解时间为 2h时 ,Er在Al Er中间合金中的含量达到了2 .3 %。经SEM研究证实 ,Er在Al Er中间合金中的分布是均匀的     

KF-AlF_3-Sc_2O_3熔盐体系下沉阴极法制备Al-Sc合金的实验研究

在KF-AlF_3-Sc_2O_3熔盐体系中,研究下沉阴极法制备Al-Sc合金的工艺技术。采用XRD、SEM分析了所制备Al-Sc合金的物相组成、微观组织以及微区成分含量;研究了电解温度、阴极电流密度、熔盐组成对熔盐电解电流效率的影响。实验结果表明,Al-Sc合金中含有Al相、Sc相以及Al_3Sc相;Al-Sc合金夹杂了少量熔盐,Al_3Sc相在合金中的分布和形态呈不规则状。电解过程的最佳工艺条件为:在KF-AlF_3-Sc_2O_3熔盐体系中,液态铝为下沉阴极,Sc_2O_3为电解质,熔盐体系KF/AlF_3摩尔比1.3,电解温度800℃,电解时间25min,电流密度1.592A/cm~2;此条件下所制备Al-Sc合金中Sc含量最高可达6.710%,平均电流效率达到57.28%。     

镝铁阴极电蚀对稀土电解槽电解特性的影响

随着稀土熔盐电解槽电解过程的进行,阴极形状会随着时间的推移发生电腐蚀,电解槽底部阴极锥角α不断增大,对电解效率与热场产生了一定影响.以越南镝铁阴极稀土电解槽为研究对象,利用COMSOL多物理场耦合软件,计算了稀土电解槽中阴极不同电解阶段不同阴极形状的电解特性参数,得到了电解槽中不同阴极锥角α值与最大电流密度关系曲线图,并分析了电解槽内阴极电蚀对整个电解反应过程的影响,为电解槽的后期维护提供了参考依据.     

阴极铝液法制备Al-M-Sc合金组织及其力学性能研究

铝合金在现代工业、交通、航空航天等领域广泛应用,微量添加合金元素钪可进一步改善其加工和使用性能。采用阴极铝液法熔盐直接制备Al-M-Sc合金,通过电感耦合等离子体原子发射光谱法测定Sc含量、金相显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)观察含Sc相形貌以及X射线衍射(XRD)、显微硬度测试研究,发现在相同电解条件下,以二元合金阴极铝液电解合金的Sc含量大于高纯铝阴极电解合金Sc含量(0.41%,质量分数),且Al-5Li阴极电解合金中Sc含量可达1.25%。Al-M-Sc合金中含Sc形式以二元Al₃Sc相、三元W-(Al,Cu,Sc)相和AlSi₂Sc₂相为主。这与添加合金元素增大阴极铝液过热度而有利于与强化其扩散有关。Al-5Mg-Sc,Al-7Zn-Sc和Al-5Li-Sc合金中Sc以Al₃Sc相形式存在;Al-4Cu-Sc合金中以Al₃Sc和W-(Al,Cu,Sc)相两种形式存在;Al Si₂Sc₂相存在于Al-7Si-Sc合金中。Al...     

镁锶合金的电化学还原制备

提出了一种电化学还原制备Mg-Sr合金的新方法。通过理论与实验研究,获得了工艺流程及工艺参数。研究结果表明,以Mg-9Al为阴极,以LiCl-16SrCl2为电解质,可实现阴极下沉电解,直接获得Mg-Al-Sr合金;LiCl的分解电压与SrCl2相近,电解过程中析出Sr的同时会析出Li,Sr以溶入Mg基熔体为主,Li以浮于熔盐表面为主;电解还原获得的Mg-Al-Sr的微观组织中,存在大量片状组织。     

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)。     

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％。     

铜自耗阴极法制取Cu-Sr合金

实验研究了铜自耗阴极法电解制取Cu-Sr合金时的电解质组成、温度、阴极电流密度、添加剂等对电解指标的影响,提出了使电极过程顺利进行的必要条件。     

Fe-TiB2/Al2O3复合阴极的电解性能及元素迁移行为

以氧化铝溶胶为黏结剂、金属Fe为烧结助剂, 采用冷压-烧结制备出铝电解用Fe-TiB₂/Al₂O₃复合阴极材料, 利用20A电解试验研究其电解性能; 利用能谱仪(EDS) 对电解试验前后的复合阴极材料进行了成分物相分析, 研究电解过程中各种元素迁移行为.研究结果表明: 金属Fe作为烧结助剂在烧结过程中能有效的填充骨料之间的空隙, 使该复合阴极材料的烧结致密度显著提高; 20 A电解试验过程电压稳定, 电流效率93. 2%, 原铝中铝元素质量分数为99. 47%, 杂质元素质量分数为0. 53%.在电解试验后, 铝液能有效润湿阴极表面, 表明Fe-TiB₂/Al₂O₃复合阴极材料具有较理想的可润湿性; 从复合阴极电解后的能谱分析可知, 在电解过程中, 碱金属主要是通过液态电解质渗透进入阴极材料中, 随后又逐渐渗透进入黏结剂相中, 并在骨料之间氧化铝溶胶和金属烧结助剂均未能充分填充的空隙进行富集. K元素较Na元素对黏结相的渗透力更强; 与此同时, 阴极表面生成的Al通过复合材料的空隙进入阴极内部, 而Fe金属会利用材料内部的空隙反向扩散至铝液层中.在试验中, 阴极表面的铝液层的稳定存在是该阴极高效稳定运行的基础.      

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。     

稀土熔盐电解中电解槽温度分布测定

针对熔盐电解制备稀土中间合金过程中电解温度对合金组成的影响很大，通过不同阴极电流密度和电解电流条件对电解槽温度分布的测定，得到了氯化物熔盐电解制备富钇－镍稀土中间合金中电解槽熔体温度分布曲线，对指导生产具有一定的意义。     

熔盐电解法制备Y-Ni合金的研究

以LiF-YF3二元熔盐体系为电解质,以镍棒为阴极,以Y2O3为原料,使用自耗阴极电解法制备了成分稳定的Y-Ni合金.同时,考察了电解温度和阴极电流密度对合金成分、电流效率的影响,并对电解产品进行了XRD、SEM-EDS表征.结果 表明,在实验条件下,可以生产Y含量为48％～50％(质量分数)的Y-Ni合金,电流效率可...     

熔盐电解制备Dy-Cu合金及其电极还原过程研究

采用LiF-DyF_3为基础熔盐电解质,Dy_2O_3、Cu_2O为电解原料,采用熔盐电解法制备了Dy-Cu中间合金。利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)及X射线衍射仪(XRD)对电解产物的形貌及物相组成进行分析;通过循环伏安法分析Dy(Ⅲ)、Cu(Ⅰ)在钨阴极的电极还原过程。结果表明,LiF-DyF_3(24mol%)-3%Dy_2O_3-1%Cu_2O体系下,控制温度970℃、电解时间1.0 h,可制备Cu-Dy中间合金且合金主要物相为CuDy;当电解过程稳定进行时,相同阴极电流密度下,槽电压的变化较小,而随着阴极电流密度的提高,槽电压逐渐增大,电流效率先升高后降低;在LiF-DyF_3(24mol%)熔盐体系内,Dy_2O_3、Cu_2O电极还原过程都是一步完成,Dy(Ⅲ)在钨电极上还原电位在-0.6～-0.4 V附近;Cu(Ⅰ)在钨电极上还原电位在-0.6 V附近。     

熔盐电解法制取钬铁合金试验研究

在氟化物熔盐体系中采用自耗阴极进行氧化物的熔盐电解,通过电解温度、阴极电流密度和熔盐配比等主要技术条件进行正交设计试验,对电解过程中电解质组成、电解温度、阴极电流密度和加料速度等因素对合金成分、稀土收率影响进行了试验研究。获得了较佳的工艺技术条件,为钬铁合金的规模化生产提供了切实可行的途径。     

液态阴极熔盐电解法制备锌—稀土中间合金的研究

采用液态锌作阴极的熔盐电解法,从氯化钠,氯化钾-氯化稀土熔盐电解质中,电解制备了锌-稀土中间合金。研究了电解质组成,电解温度,电流密度及搅拌等因素对电流效率的影响,在最佳电解工艺条件下,其电流密度84％。X射线衍射分析表明,稀土在锌-稀土中间合金中以ReZn_(11)形式存在。     

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%.     

熔盐电解法制取Al—Mg合金的研究

根据理论分解电压值,选择了电解MgO制取A1-Mg合金(A1为阴极)的电解质体系,并测量了该体系的初晶温度。为获得较高的电流效率,对电解质组成、MgO的加入量、电解温度、电解时间、阴极电流密度进行了研究。