熔盐电解制备稀土铝合金的研究

铝中加入一定量的稀土金属后,铝合金的导电性、机械强度、耐腐蚀性和耐热性等方面都有明显的提高。稀土金属在铝合金中具有净化、细化和合金化效果。稀土铝合金因有上述的特点,而广泛地应用在电工铝的生产上。研究稀土铝合金的制取方法对稀土铝合金的广泛应用具有积极的推动作用。本实验使用熔盐电解法制备了稀土铝合金。     

Ce和Cu复合合金化对A356.2合金组织和力学性能的影响

利用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、室温拉伸试验机等研究了Ce和Cu复合合金化对A356.2铝合金组织和力学性能的影响。结果表明,在单独添加Ce时,随着Ce含量的增加,A356.2铝合金中的α-Al相得到不同程度的细化,在添加0.1%的Ce时,合金中α-Al相的二次枝晶臂间距最小为29.6μm,其抗拉强度最佳,为310.8 MPa。因此选用0.1%Ce和不同含量的Cu来研究其对A356.2合金组织和力学性能的影响,随着Cu含量增加,A356.2合金中α-Al相得到细化,共晶Si得到有效的变质,并且出现新的Al₂Cu和Al₈Cu₄Ce相,起到固溶强化和弥散强化的作用,提高了合金的强度。在添加1.5%Cu和0.1%的Ce后,A356.2铝合金力学性能最好,抗拉强度为350.75 MPa,屈服强度为273.80 MPa,延伸率为6.52%。     

Zn含量对AlMgSiCu合金组织和力学性能的影响

使用常规铸锭冶金方法制备了不同Zn含量的AlMgSiCu合金.利用光学显微镜、扫描电镜、拉伸测试和纳米压痕方法研究了Zn含量对铝合金微观组织和力学性能的影响.研究发现Zn元素能够轻微细化AlMgSiCu合金铸态组织.随着合金中Zn含量的增加,铸态铝合金的晶界变宽,晶界析出相增多.Zn的添加未影响铸态合金的相组成和形貌.随Zn含量的增加,铝合金的强度和延伸率呈现先增后降的变化趋势,添加质量分数0.5%Zn可使合金具有最高的强度,而0.75%Zn使合金获得最高延伸率.对含Zn铝合金的纳米压痕测量表明:随着Zn含量的增加,铝合金的弹性模量呈现逐步降低的趋势.     

熔盐电解法制备钇合金的研究进展

含稀土钇(Y)的合金是一种极具潜力的金属材料,不但可以充当金属结构材料(如铝合金、镁合金或稀土钢)的净化剂和改性添加剂,还可以在功能材料领域(如超导、储氢等)中起到不可替代的作用。本文由浅入深的介绍了现阶段国内外钇合金制备领域的问题与发展趋势,着重介绍了熔盐电解法制备钇合金的优势与现阶段的瓶颈,认为其具有成本低,连续作业等优势,必将成为制备钇合金的主要方法,因此成为学者的研究热点。重点阐述了熔盐电解法制备Y-Al、Y-Mg、Y-Ni、Y-Fe和多元钇合金的研究进展及现阶段存在的主要问题,介绍了氯化物与氟化物-氧化物体系电解过程中的优缺点,提出了熔盐电解法制备钇合金向产业化方面发展的重点研究方向。     

稀土元素Y对粉末冶金2A12铝合金组织和力学性能的影响

在铝合金粉末中添加质量分数为0、0.2%、0.4%及0.6%的稀土元素Y,利用粉末冶金法制备2A12铝合金。通过金相组织观察、X射线衍射分析、扫描电子显微形貌表征、能谱分析及力学性能测试等手段,研究了稀土元素Y对粉末冶金2A12铝合金组织和性能的影响,总结了Y在铝合金中的分布特征。结果表明,当稀土元素Y的质量分数为0.2%时,2A12铝合金抗拉强度最高,塑性最好;添加Y可以抑制铝合金晶粒在烧结过程中的长大;稀土元素Y主要以YAl相、Cu₂Y相和YAl₂相的形式分布在基体晶界处,少量Y固溶在铝基体中。     

稀土对6063铝合金型材显微组织和力学性能的影响

本文研究了添加不同含量稀土的高纯和工业纯6063铝合金,得到了稀土对6063铝合金显微组织引起的一系列变化,提出了6063铝合金加入稀土后原时效工艺应作的修改。     

超声对熔盐电解法制备Al--7Si--Sc合金组织的影响

Al-Si系合金在现代工业、交通等领域广泛应用,合金元素钪可进一步改善其加工和使用性能.采用超声协同熔盐电解法制备Al-7S-Sc三元合金,研究探索超声作用对合金组织及强化相分布的影响.发现超声协同熔盐电解制得合金中Sc含量提高,团簇共晶硅组织和AlSi_2Sc_2相显著细化,共晶硅团簇尺寸由约500降低至200μm,减小约60%,细化后AlSi_2Sc_2相分布均匀.超声协同电解法可显著优化Al-7Si-Sc合金组织,有助于控制改善现行工艺中合金元素偏聚、组织不均匀现象.     

超声对熔盐电解法制备Al-7Si-Sc合金组织的影响

Al-Si系合金在现代工业、交通等领域广泛应用,合金元素钪可进一步改善其加工和使用性能.采用超声协同熔盐电解法制备Al-7S-Sc三元合金,研究探索超声作用对合金组织及强化相分布的影响.发现超声协同熔盐电解制得合金中Sc含量提高,团簇共晶硅组织和AlSi₂Sc₂相显著细化,共晶硅团簇尺寸由约500降低至200 μm,减小约60%,细化后AlSi₂Sc₂相分布均匀.超声协同电解法可显著优化Al-7Si-Sc合金组织,有助于控制改善现行工艺中合金元素偏聚、组织不均匀现象.      

熔盐电解质体系及在制备铝合金中的研究进展

铝合金具有抗腐蚀、易于加工、强度高、密度小等优点,在各行各业中都有着大量的应用。采用熔盐电解法制备铝合金具有生产工艺简单、效率高、生产成本低、生产周期短等特点,近些年来得到广泛关注,其中熔盐体系的选择成为主要的研究热点。本文以温度划分熔盐体系为高温熔盐和离子液体,综述了这2种熔盐体系的优点、分类以及一些反应机理,并从这2类熔盐体系出发,分别介绍了一些铝合金的制备工艺以及相关的技术创新。最后,分别阐述了高温熔盐和离子液体所存在的优缺点,并对其未来发展趋势进行了展望。     

Ce对IF钢显微组织和力学性能的影响

采用向IF钢中添加微量Ce元素的方法,研究不同Ce含量对IF钢组织和性能的影响。借助于金相显微镜、扫描电镜、能谱仪和万能拉伸试验机等检测手段,对添加Ce的IF钢的显微组织、夹杂物和力学性能进行了表征和分析。结果表明,IF钢中加入微量Ce可明显改善钢的显微组织,晶粒得到细化,且随着Ce含量的增加,分布更加均匀;同时钢中夹杂物得到变性,由原来多边形的Al2O3和TiN复合夹杂转变为椭球状或球状的含Al、Ti的稀土复合夹杂。钢中Ce含量达到0.0042%时,其抗拉强度、屈服强度、延伸率及洛氏硬度比未加Ce的IF钢分别提高了44%、37%、13%和59%。     

稀土熔盐电解用干式防渗料的研究

将铝电解干式防渗料用于稀土熔盐电解试验,该干式防渗料能阻止电解质中LiF的渗透但不能阻挡LaF3的渗透。以铝电解用干式防渗料为基体,通过添加CaO、MgO、La2O3、Fe2O3和SiC等成分进行改性,研究改性后的防渗料的防渗效果。结果表明,添加CaO、La2O3或MgO,会加快稀土熔盐对防渗料的腐蚀破坏,但添加Fe2O3或SiC的防渗料有较好的防渗性能,而同时添加Fe2O3和SiC的干式防渗料效果最好。     

熔盐电解法制备镨钕铈合金的研究

利用500A规模电解槽,在氟化锂-氟化镨钕-氟化铈熔盐体系中,以氧化铈与氧化镨钕混合物为电解原料,制备了不同金属配分的镨钕铈合金。研究了不同电解质组成、电解温度(980～1 060℃)以及加料速度对电解过程的影响。研究表明,电解质组成是控制合金中金属配分的关键因素,同时电解温度对金属配分的影响不大。但电解温度偏低或者加料速度偏慢会使电解质液面上升,导致"熔盐外溢"现象的发生。     

稀土元素Sm对Mg-Zn-Y合金组织结构和力学性能的影响

制备了Mg-6Zn-1.5Y-0.8Zr-xSm(x=0,1,2,3)系列合金,研究了稀土元素Sm对Mg-6Zn-1.5Y-0.8Zr合金组织结构和力学性能的影响.通过金相显微镜、扫描电镜、EDS、XRD等观察和分析了合金的微观形貌和组织结构,测量了合金抗拉强度、屈服强度和伸长率等力学性能.结果表明:合金中添加稀土元素Sm后晶粒有了明显的细化,随着Sm元素含量的增加,晶粒细化效果更为明显;通过XRD分析,添加Sm元素后,合金中并没有出现新的含Sm的物相,通过扫描电镜和EDS分析表明,合金中加入的Sm置换了部分Y,形成了Mg3( SmY)2 Zn3,Mg3( SmY) Zn6的相结构,Sm元素对Y的置换主要出现在Mg3( SmY) Zn6结构当中,在Mg3 (SmY) Zn6相结构出现较少;力学性能测试结果表明,随着Sm含量增多,合金晶粒细化,细晶强化作用明显,合金屈服强度逐渐增大,而抗拉强度和伸长率在Sm含量为2％时达到最大,比未添加Sm元素时提高约15％以上.     

熔盐电解制备金属钒

以氧化物为原料,采用熔盐电解的方法,制备了金属钒。研究了电解温度、电解电压、电解时间和阳极面积等参数对电解电流的影响规律。用扫描电镜、微区分析和X-射线表征了未完全还原及完全还原的试样的形貌、结构和组成。在850～900℃温度范围、2.9～3.0 V电压范围实验室规模上电解获得了金属钒。该方法具有温度低、流程短、设备简单,适合小规模化生产的优点。     

熔盐电解法制备硅纳米线及其生长过程研究

结合熔盐电解法制备了数微米长、200nm左右宽的纳米级硅线。采用预烧结的多孔SiO2粉末为阴极、等摩尔比的CaCl2-NaCl混合熔盐为电解质、石墨棒为阳极,在700℃、1.8V槽电压下通电5h后获得产物单质Si。研究了单质Si在电化学形核及后续生长过程中的微观结构及形貌演变规律,发现在晶体Si电化学形核后逐渐堆积形成"珠串"状结构,构成了硅线的雏形,在高温作用下,该结构继续生长最终形成纳米级硅线结构。     

熔盐电解法制备高纯铟

以还原ITO废料得到的铟锡合金为原料,氯化铟和氯化锌的混合盐为电解质,采用熔盐电解法经过两次电解,可以制备出纯度达到4N5的高纯铟,相对于湿法电解工艺,产率提高至少2倍,且工艺过程不产生废水。     

熔盐电解制备钛及钛合金研究进展

熔盐直接电解钛氧化物制备金属钛及其合金的机理至今仍是研究热点,目前主要存在两种解释：一是阴极氧化物得到电子,氧离子化后进入溶液,进而在阳极以气体的形态放出,而钛留在阴极;另外,熔盐中的Ca^2＋在阴极得到电子后生成金属钙,金属钙进一步还原钛氧化物得到金属钛。本文主要就近年来围绕两种机理展开的研究进行归纳总结,并在文献和实验的基础上通过能斯特方程计算推导钒钛磁铁矿直接熔盐电解制备钛合金的可行性,为实现经济、简洁的钛合金生产提供借鉴。     

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.     

电流密度对TC4钛合金表面熔盐电解渗硼的影响

以TC4钛合金为基体进行熔盐电解渗硼,利用辉光放电光谱仪(GDOES)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和显微硬度计研究电流密度对渗硼层厚度、成分、组织、相结构及硬度的影响。结果表明:电流密度在50~90 m A/cm2时,渗硼层晶粒随电流密度的增加由粗大变得细小,渗硼层厚度先增大后减小,电流密度为60 m A/cm2时渗硼层厚度最大。渗硼层不含Al,而V则易固溶于硼化物中。渗硼层主要由Ti B和Ti B2组成,在(111)晶面择优生长。渗硼层的显微硬度相对基体硬度提高了5倍。