熔鹽電解制備Mg-Li-Yb合金陰極過(guò)程機(jī)理研究.pdf

1、熔鹽電解法制備Mg-Li-RE合金作為一種新工藝、新方法，具備可以通過(guò)調(diào)節(jié)電化學(xué)參數(shù)控制合金相，簡(jiǎn)化生產(chǎn)設(shè)備及流程，易于大規(guī)模生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，成為近年來(lái)研究制備Mg-Li-RE合金的熱點(diǎn)之一。
　　 本論文分別采用循環(huán)伏安法，計(jì)時(shí)電流法和計(jì)時(shí)電位法對(duì)MgCl2-LiCl-KCl熔鹽體系中鎂離子的陰極放電過(guò)程和Mg-Li合金的陰極共電沉積過(guò)程，以及LiCl-KCl-YbCl3熔鹽體系中固體鎂陰極上Mg-Yb合金和Mg-Li-Yb合金的

2、電化學(xué)形成過(guò)程進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，MgCl2-LiCl-KCI熔鹽中，鎂電解過(guò)程的陰極過(guò)電壓只有16～78 mV，電解過(guò)程的過(guò)電壓主要是由陽(yáng)極引起的。鎂(Ⅱ)離子的陰極放電反應(yīng)是兩電子可逆電荷轉(zhuǎn)移過(guò)程，其速度控制步驟是濃差極化引起的擴(kuò)散步驟。Li+離子的陰極還原反應(yīng)是受擴(kuò)散步驟控制的不可逆過(guò)程。當(dāng)MgCl2濃度降至5wt.％以下時(shí)，Mg2+離子和Li+離子在Mo電極上共電沉積形成Mg-Li合金。恒電流電解制得不同Li含量的α相，α+β

3、相和β相Mg-Li合金。
　　 YbCl3-LiCl-KCl熔鹽中，Yb(Ⅲ)離子在Mg電極上發(fā)生陰極放電時(shí)，電極反應(yīng)是分兩個(gè)步驟進(jìn)行的，第一步電極反應(yīng)為單電子可逆電荷轉(zhuǎn)移，第二步電極反應(yīng)為兩電子可逆電荷轉(zhuǎn)移，由于形成Mg-Yb合金，產(chǎn)生了強(qiáng)烈的去極化作用使得兩步反應(yīng)得以發(fā)生，并且此兩步反應(yīng)均是由擴(kuò)散步驟控制的可逆過(guò)程。陰極電位為-1.85 V(vs.Ag/AgCl)時(shí)，恒電位電解產(chǎn)物為Mg2Yb合金，但其產(chǎn)量很少。陰極電位為-