钨粉制备及其对钨合金性能影响的研究进展

金属钨因具有高熔点、高硬度、耐腐蚀、耐磨和热膨胀系数小等优点而被广泛应用于制备各种合金材料。本研究综述了钨粉的制备方法,如熔盐电解法、溶胶凝胶法、高能球磨法和氢气还原法。针对钨粉均匀性问题,重点阐述了目前使用最广泛的氢气还原法的研究现状,其中,调控氢气中水蒸气分压有利于提高钨粉均匀性;气流磨和球化等钨粉的处理工艺有助于提高钨粉均匀性和分散性。另外,介绍了钨粉粒度和分散性等对钨合金性能的影响,均匀分散的钨粉对制备组织均匀的钨合金优势巨大。针对钨粉和钨合金中钨晶粒之间的相关性介绍了晶粒细化的相关研究。简要介绍了钨粉性能对增材制造钨合金性能的影响。     

铝钪中间合金的制备方法

本文系统地介绍了目前制取铝钪中间合金的几种方法,对对掺法、熔盐电解法及金属热还原法的优缺点进行了比较,指出作者新近实验成功的氯化钪铝镁热还原法为制备钪中间合金提供了有广阔发展前景的途径。     

金属铪的制备方法研究进展

铪因其优异的性能而具有非常重要的应用价值。总结了国内外金属铪的制备方法和研究现状,主要介绍了热还原法(包括镁还原、钙还原、铝还原)和熔盐电解法(包括传统的熔盐电解及直接熔盐电脱氧)制备铪的工艺流程及研究进展,并对各种方法的优劣进行了分析。热还原法利用金属镁、钙等为还原剂还原金属的氯化物或氧化物制备铪,其中,镁还原法因工艺成熟、产品质量稳定,目前是工业上生产铪的主要方法,存在的问题是工序复杂且为间歇性生产;钙还原法虽然有着过程简单,回收率高的优点,但对原料的纯度要求很高,产品纯度一般也较差;铝还原法因易生成铝铪合金不利于工业应用。熔盐电解法是在熔盐电解质中电解铪的化合物制备铪,其中,传统的熔盐电解法具有工艺流程短、操作简单、成本低的优点,存在的问题是电流效率较低;新型的熔盐电脱氧法为铪的制备提供了新思路,进一步缩短了工艺流程,存在的问题是电流效率低,脱氧不完全会导致产品中含氧量较高,这将在一定程度上限制其工业应用。除镁还原法外,目前这些制备方法多限于实验室规模的研究,今后最有希望在工业上应用的是传统的熔盐电解法,但距离产业化应用尚需进行深入研究和扩大实验验证。     

熔盐电解制备镝合金及其电化学机理研究现状与发展趋势

综述了金属Dy及几类典型Dy合金的应用、熔盐电解制备方法及其电化学机理研究现状,分析了目前国内外在Dy金属和Dy-Al、Dy-Mg、Dy-Ni、Dy-Fe、Dy-Cu等合金制备技术方面的研究进展,对熔盐电解法制备Dy合金的发展方向进行了展望。     

在氯化物体系中钇的电极过程及电解工艺的探索研究

现在生产金属钇的方法一般有两种,热还原法和熔盐电解法。热还原法生产的金属钇其氧含量高,钙含量高,中间合金蒸馏时由于温度高、时间长、腐蚀性强、能耗大其质量也不稳定。稀土在各种熔盐、各种类型的电极上电化学反应机理的研究,绝大多数偏重于     

高纯稀土金属的制备

熔点较低的镧系金属(La、Ce、Pr、Nd)用氯化物熔盐电解。较高熔点的金属(Sm、Gd、Dy、Y)用氟化物熔体电解氧化物制得。用热还原法制取稀土金属,原料用稀土氟化物,还原剂用钙。还原出的金属含大量杂质(CaF_2、Ca、Ta等),须进行     

钛制取工艺研究进展

系统地总结了目前国内外金属钛的制取方法,按照提取工艺和含钛原料的不同,将提取钛的方法分为热还原法和熔盐电解法。热还原法包括以TiCl4为原料的Kroll法、Hunter法、Armstrong法及EMR法,以TiO2为原料的OS法、PRP工艺和MHR法以及以钛酸盐为原料的热还原法,所采用的还原剂主要是液态或气态的活泼金属镁、钙、钠及其氢化物等。熔盐电解法包括TiCl4熔盐电解法,钛酸盐熔盐电解法以及以TiO2,TiO·mTiC或钛渣为原料的熔盐电解法,如FFC剑桥法、MER工艺、USTB法、QIT工艺、SOM法及离子液体电解法等;熔盐电解法所采用的电解质主要有NaCl,KCl,CaCl2以及这几种盐的混合物等。目前钛的工业化生产只有Kroll法和Hunter法,其他的热还原法由于产品不能满足要求且不能实现连续化等原因尚处于实验室研发阶段。FFC剑桥法直接以TiO2为原料进行熔盐电解获得金属钛,省去了TiCl4的生产步骤,缩短了提取钛的工艺流程,降低了能耗和成本,已成功开展了千克级的扩大化实验;离子液体电解法将二氧化钛的熔盐电解温度从近千度的高温降低至近室温,但因其较低的还原率和电流效率,该方法还有待进一步研究。因此,熔盐电解法将可能成为未来钛制取的发展方向而取代热还原法并由高温向低温方向发展。     

电解法生产稀土金属合金的方法及设备

本专利提供了用电解法生产稀土金属合金的方法,电解方法中的熔盐浴含稀土金属氧化物。与稀土金属构成合金的金属的熔点和比重都比熔盐浴低,该金属呈熔化状态飘浮在熔盐浴上并     

Ti-Al系金属间化合物的制备工艺研究

Ti-Al系金属间化合物由于熔点高、密度低、比强度高等一系列优点,有可能取代镍基高温合金,成为新一代高温结构材料;但其存在的室温脆性限制了它的实际应用,制备工艺的发展和改进便成了关键。介绍了Ti-Al系金属间化合物的性能特点、研究状况以及制备工艺,指出结合攀枝花地区钛资源特点而提出的铝热还原法制备Ti-Al系金属间化合物的重要性。     

熔盐辅助法制备碳化钛材料的研究进展

近年来,在熔盐辅助法制备TiC材料方面已取得一定研究成果,已采用熔盐辅助法制备出不同粒度、形貌各异及纯度不同的TiC粉体、TiC涂层和TiC纤维等。本文在归纳总结熔盐辅助碳热还原法、熔盐辅助电化学法、熔盐辅助金属热还原法、熔盐辅助直接碳化法以及熔盐辅助微波合成法制备TiC材料的工艺、原理、产物纯度、形貌及其优缺点等基础上,对未来在杂质去除、提高TiC纯度、调控TiC形貌等方面的研究进行了展望,期望为高质量TiC材料的制备提供技术参考。      

Rare Earth Metals and Alloys by Electrolytic Methods

Fused salt electrolysis as applied to the production of reactive refractory metals is a useful process for rare earth metals preparation also. The relatively low melting point of some of the rare earth metals and many of their alloys is an advantage here. With great ingenuity, electrolytic cells have been designed and methods developed for the preparation of high melting rare earth metals also in consolidated forms, using oxide–fluoride electrolytes. Any process of rare earth metal preparation had to contend with the great reactivity of these metals not only with the atmospheric gases but also with a great variety of crucible materials as well. The development of electrolytic processes involving both the chloride medium as well as the oxide–fluoride compositions had to be guided by this factor. The search for solutions to circumvent the numerous challenges inherent in the electrolytic extraction of rare earth metals led to some interesting process development. One of them is the preparation of rare earth metals by a method involving a consumable cathode. In this an alloy is prepared first by electrolysis and the metal is then recovered by a simple non electrolytic route from the alloy. Using one or other of these three possibilities, all the rare earth metals, and many of their alloys, could be prepared by electrolytic methods. All these issues and possibilities are highlighted in this paper.     

Rare Earth Metals and Alloys by Electrolytic Methods

Abstract

Fused salt electrolysis as applied to the production of reactive refractory metals is u useful process for rare earth metals preparation also. The relatively low melting point of some of the rare earth metals and many of their alloys is an advantage here. With great ingenuity, electrolytic cells have been designed and methods developed for the preparation of high melting rare earth metals also in consolidated forms, using oxide - fluoride electrolytes. Any process of rare earth metal preparation had to contend with the great reactivity of these metals not only with the atmospheric gases but also with a great variety of crucible materials as well. The development of electrolytic processes involving both the chloride medium as well as the oxide-fluoride compositions had to be guided by this factor. The search for solutions to circumvent the numerous challenges inherent in the electrolytic extraction of rare earth metals led to some interesting process development. One of them is the preparation of rare earth metals by a method involving a consumable cathode. In this an alloy is prepared first by electrolysis and the metal is then recovered by a simple non electrolytic route from the alloy. Using one or other of these three possibilities, all the rare earth metals, and many of their alloys, could be prepared by electrolytic methods. All these issues and possibilities are highlighted in this paper.     

离子液体中电沉积稀土金属的研究现状

稀土金属传统制备方法为金属热还原和高温熔盐电解。由于离子液体的出现及迅猛发展,稀土金属的低温电沉积成为可能。回顾了近几十年来国内外在离子液体中电沉积稀土金属用于乏燃料处理、废旧稀土产品中有价金属回收以及功能材料研发三大领域的研究成果以及相关进展,并指出了未来的主要发展趋势和方向。     

25 kA熔盐电解法制备稀土镨钕合金非稀土杂质有效控制的研究

为实现熔盐电解法制备稀土合金工艺大型化、低能耗和高效性,采用25 kA电解电流在氟化物体系中的熔盐电解工艺制备稀土镨钕合金.通过工业实践,探究了电解过程中电解槽结构、电解温度、电流密度、电解质组分、搅炉操作及坩埚材质对电解产品纯度的影响.实验研究确立了25 kA熔盐电解法制备稀土镨钕合金有效控制非稀土杂质含量的工艺参数.      

由钨酸盐熔盐电解直接制备钨粉的可行性分析

熔盐电解法是制备金属的一种重要方法,尤其是在制备稀有高熔点金属方面应用日益广泛.通过对现有制备钨粉方法的总结,提出由钨酸盐直接熔盐电解制备钨粉以缩短流程,降低成本.结合已实施实验结果和理论计算,分析了由传统工艺处理钨精矿流程中产生的Na2WO4及白钨矿、黑钨矿主要成分CaWO4、（Fe、Mn）WO4为活性物熔盐电解直接制备钨粉的可行性.     

我国熔盐电解法制备稀土金属及其合金工艺技术进展

介绍了我国熔盐电解法制备稀土金属及其合金工艺技术的发展历程、现状与发展趋势.经过近60年的发展,氟化物体系氧化物电解工艺已经成为当今生产稀土金属及其合金的最重要的和最主要的生产工艺,我国已经基本形成了完整的、具有完全知识产权的熔盐电解工业技术体系和创新体系;分析总结了当前稀土熔盐电解工艺技术的特点及存在的问题,指出造成目前稀土电解高能耗、高排放的最根本的原因是电解槽型即平行上插阴阳极结构决定的,提出开发节能、环保、大型、高效的稀土电解新技术及设备是稀土电解发展的方向;认为液态下阴极电解制备稀土金属及合金新技术由于阴阳极距可减小至6～7cm,阴、阳极电流密度较小,电解槽压可降低至5～6V,可降低能耗、减少含氟气体排放,具有突出的节能减排潜力,是下一代工业化生产稀土金属及合金的新型电解槽,也是今后稀土电解新技术研究领域的重点发展方向;此外,熔盐电解法制备重稀土中间合金由于具备突出的节能减排效果和成本优势,也是当前的重要开发领域.     

稀土金属高温电解粉末给料机及 给料控制方式研究

通过研究物料添加过程对稀土金属电解槽炉温和电解电流的相互影响,建立稀土熔盐电解加料工艺制度,开发了基于液压升降装置、螺旋给料装置和伺服移动装置的稀土金属高温电解的粉末给料机.并对给料控制方式进行了研究,采用S7-200 PLC控制系统和伺服控制系统,研制了可灵活调节参数的加料自动控制系统.通过稀土金属粉末给料机及控制系统的开发,实现稀土金属电解物料的自动加料,替代人工加料,提高加料的均匀性和精确性,改善工人操作环境,降低人工劳动强度,提高稀土金属产品质量和生产效率,降低生产成本.      

高温熔盐体系惰性阳极与月壤电解制氧技术

目前,熔盐电化学冶金普遍采用炭素阳极,阳极CO₂产物是重要的碳排放源。若在高温熔盐体系中使用惰性析氧阳极,则可实现熔盐电解过程低碳排放。因此,开发适用于熔盐电解体系的惰性阳极至关重要,也是近年来国内外研究热点。本文首先综述了各种高温熔盐体系惰性阳极的研究进展,所涉及熔盐体系包括:铝电解氟化物盐、CaCl₂熔盐、碳酸盐和熔融氧化物等。另外,近年来月球开发利用受到广泛关注,太阳能驱动的月壤原位熔盐电化学制氧,将是支撑人类未来月面生存氧气需求的重要方法之一,故惰性析氧阳极不可或缺。因此,本文也简要综述了基于惰性阳极的月壤电解制氧技术。      

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.      

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...