熱電還原法制備鋁鈧合金的研究.pdf

1、鋁鈧合金材料具有重量輕、強(qiáng)度大、塑性高、耐高溫、耐腐蝕和焊接性好等優(yōu)點(diǎn)，在航空、航天、軍工、體育器材及高科技領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。目前，生產(chǎn)鋁鈧合金的方法主要有對(duì)摻法、金屬熱還原法和熔鹽電解法。其中對(duì)摻法金屬燒損大，成本高，金屬熱還原法工藝復(fù)雜，熔鹽電解法電流效率普遍較低。本文研究了以氧化鈧為原料，在nNaF·AlF3-NaCl-KCl熔鹽電解質(zhì)體系中采用鍶熱還原與電還原相結(jié)合制備鋁鈧合金的工藝，并將其命名為熱電還原法。
　　研

2、究了nNaF·AlF3(60wt％)-NaCl(20wt％)-KCl(20wt％)體系的初晶溫度、密度、電導(dǎo)率等熔鹽物理化學(xué)性質(zhì)，測(cè)定了氧化鈧和氧化鍶在該體系的的溶解度。結(jié)果表明，當(dāng)加入0～3wt％氧化鈧，初晶溫度從735℃降到705℃，900℃時(shí)熔鹽密度約為1.84 g·cm-3，電導(dǎo)率從2.54S·cm-1降到2.48S·cm-1;當(dāng)加入0～4wt％氧化鍶，初晶溫度從735℃降到682℃，900℃時(shí)密度在1.82g·cm-3左右，電

3、導(dǎo)率從2.54S·cm-1降到2.35S·cm-1。冰晶石的分子比越小，溫度越高，氧化鈧和氧化鍶的溶解度越大。
　　采用熱力學(xué)方法分析計(jì)算了熱電還原過(guò)程中可能發(fā)生的各類反應(yīng)。結(jié)果表明，在900℃下，鍶可以在鋁熔體中還原Sc2O3，采用活性陽(yáng)極（石墨）時(shí)Sc2O3的理論分解電壓高于SrO。
　　進(jìn)行了熱還原和電解實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了在鋁熔體中鍶能夠還原Sc2O3，正常電解時(shí)，先電解還原電解質(zhì)中溶解的SrO，然后金屬Sr還原Sc2O3，