熔鹽電解法制備鋁鋰合金的研究.pdf

1、鋁鋰合金具有比重輕、彈性與強(qiáng)度模量高、抗腐蝕、耐高溫和超低溫等一系列優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于航空航天及國防太空等領(lǐng)域。目前其主要制備方法為鑄錠冶金法，該法需要的設(shè)備成本較高，操作也比較復(fù)雜。熔鹽電解法制備鋁鋰合金與傳統(tǒng)制備方法相比，具有節(jié)能、流程簡(jiǎn)單、金屬氧化損失少等優(yōu)點(diǎn)，吸引了研究者們的關(guān)注。本文以氧化鋰為原料，采用熔鹽電解法直接制備鋁銅錳鋯鋰合金，根據(jù)電化學(xué)原理開發(fā)了一種控制合金中金屬鋰含量的方法，并探索了制備Li2O成本較低的新工藝。

2、r>　　研究了坩堝材質(zhì)對(duì)真空加熱單水氫氧化鋰制備氧化鋰的影響及其反應(yīng)機(jī)理，并探索了制備氧化鋰的最佳條件。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，坩堝材質(zhì)對(duì)真空加熱單水氫氧化鋰的產(chǎn)物有顯著影響，在鋰化剛玉坩堝中能夠獲得高純度的氧化鋰;在石墨塒堝和鎳坩堝中分別會(huì)先得到中間產(chǎn)物碳酸鋰和無水氫氧化鋰，延長高溫保溫時(shí)間能得到純度較低的氧化鋰;在鐵坩堝中不能得到氧化鋰。提高溫度及延長高溫保溫時(shí)間都能一定程度上提高鋰化剛玉坩堝中產(chǎn)物氧化鋰的純度。采用新的真空熱分解工藝在鋰化剛

3、玉坩堝中可以得到純度高于98.7％的氧化鋰。
　　利用循環(huán)伏安法、計(jì)時(shí)電位法等方法研究了鋰離子在鋁銅液態(tài)工作電極上的電沉積機(jī)理，確定了LiCl-Li2O熔鹽體系中鋰離子在液態(tài)鋁銅工作電極上的還原電位及產(chǎn)物。研究表明，在700℃條件下，鋰在液態(tài)鋁銅合金上沉積形成鋁銅鋰合金，還原電位在-2.48V（vs.Ag/AgCl）左右。
　　在700℃的LiCl-Li2O熔鹽體系中，液態(tài)Al-Cu-Mn-Zr合金為陰極，石墨為陽極，通過電

4、解制備了Al-Cu-Mn-Zr-Li多元合金。研究了Al-Cu-Mn-Zr-Li合金中金屬鋰的含量與合金電位（vs.Ag/AgCl）之間的關(guān)系。結(jié)果表明，鋁鋰合金中的鋰含量與陰極合金電位（vs.Ag/AgCl）呈線性關(guān)系，隨著合金中金屬鋰含量的增加合金的電位變的更負(fù)。根據(jù)合金電位與鋰含量的關(guān)系可以在電解過程中有效的監(jiān)測(cè)和控制陰極合金中金屬鋰的含量。電流效率的研究表明，電流效率隨著電極間距的增加而升高，當(dāng)電流密度為1A/cm2時(shí)電流效率最