熔鹽電解制備鋁鋱、鋁鎂鋱中間合金及鋱在鋁電極欠電位沉積的研究.pdf

1、本論文主要研究了熔鹽電解制備Al-Tb和Al-Mg-Tb中間合金的電化學(xué)機(jī)理和工藝參數(shù),以及Tb(III)在鋁陰極上的欠電位沉積。
　　800℃時,在NaCl-KCl-AlF3-Tb4O7熔鹽體系中,以鉬絲作為工作電極,采用循環(huán)伏安、開路計時電位、計時電流、計時電位等電化學(xué)方法研究了Al-Tb中間合金的形成機(jī)理及其共沉積條件。循環(huán)伏安曲線表明隨著電位向負(fù)向掃描,當(dāng)電位達(dá)到-0.6V(vsAg/AgCl)左右時,Al(III)離子還

2、原為金屬Al并在電極表面沉積;當(dāng)電位達(dá)到-1.24V(vsAg/AgCl)左右時,熔鹽中的Tb(III)離子開始與預(yù)先沉積的Al發(fā)生欠電位沉積,形成Al-Tb中間合金。開路計時電位、計時電流和計時電位與循環(huán)伏安的結(jié)論一致。在不同條件下,采取恒電流電解制備了Al-Tb中間合金,通過ICP分析了合金成分,計算出電流效率;研究了電解溫度、電流密度和電解時間對電流效率以及合金成分的影響;并采用XRD、SEM和EDS等方法對所得的樣品進(jìn)行了分析,

3、觀察了Al-Tb中間合金的顯微結(jié)構(gòu)及Tb在合金中的分布情況。
　　800℃時,在NaCl-KCl-AlF3-MgCl2-Tb4O7熔鹽體系中,以鉬絲作為工作電極,采用循環(huán)伏安、計時電流和計時電位等電化學(xué)方法研究了Al-Mg-Tb中間合金的形成機(jī)理及共沉積條件。在循環(huán)伏安曲線上,先后出現(xiàn)金屬Al、AlxMg、AlxTb和金屬M(fèi)g的氧化還原信號峰。當(dāng)陰極電流密度高于-0.29A·cm2時,可以共沉積Al-Mg-Tb中間合金。在不同條件

4、下,采取恒電流電解制備了Al-Mg-Tb中間合金,通過ICP分析出合金成份,計算了電流效率;并研究了MgCl2的濃度、電解溫度、電流密度和電解時間對Al-Mg-Tb中間合金成分的影響。XRD分析結(jié)果證實Al-Mg-Tb中間合金是由Al、Mg、Al3Mg2和Al3Tb四相組成;SEM和EDS觀察了Al-Mg-Tb中間合金的微觀結(jié)構(gòu)及Mg和Tb在合金中的分布情況。
　　在LiCl-KCl熔鹽體系中,加入TbCl3(3wt％)后,研究了

5、Tb(III)離子在鉬電極和鋁電極上的電化學(xué)行為。在鉬電極上的循環(huán)伏安曲線、方波伏安曲線和開路計時電位曲線表明Tb(III)離子的電還原過程是通過一步電子轉(zhuǎn)移完成的,即Tb(III)+3e-=Tb。通過不同溫度的循環(huán)伏安曲線和開路計時電位曲線,證明隨著反應(yīng)溫度的升高,Tb(III)離子的析出電位逐漸正移。在鋁電極上的循環(huán)伏安曲線和開路計時電位曲線表明,Tb(III)離子在鋁電極上發(fā)生欠電位沉積。在不同溫度(500℃、550℃、600℃)