Mg-Sr-Ca合金及其電化學(xué)還原制備研究.pdf

1、提高鎂合金的高溫性能是最近30年鎂合金研究的重要課題，國內(nèi)外學(xué)者在耐熱鎂合金研究方面給予了大量的關(guān)注，做了很多工作。
　　Mg-Sr-X系列合金具有良好的耐熱性能。Mg-Sr-X系列合金及其制備技術(shù)是當(dāng)今全球耐熱鎂合金研究、開發(fā)的的熱點(diǎn)。本論文重點(diǎn)研究采用電化學(xué)還原法制備Mg-Sr-Ca合金過程中涉及的主要理論及工藝問題，以期獲得新的Mg-Sr-X系列合金及其制備新方法。
　　論文研究中，借鑒常規(guī)的熔鹽電解理論，設(shè)計(jì)了Mg-

2、Sr-Ca合金熔鹽電化學(xué)還原制備工藝流程；計(jì)算并分析了理論分解電壓和金屬的電極電位；設(shè)計(jì)制作了電化學(xué)還原實(shí)驗(yàn)裝置，并在其上進(jìn)行了一系列的Mg-Sr-Ca合金熔鹽電化學(xué)還原制備實(shí)驗(yàn)研究；采用光學(xué)顯微鏡(OM)、掃描電子顯微鏡(SEM)、X射線衍射儀(XRD)等檢測手段對制備的Mg-Sr-Ca合金試樣進(jìn)行了表征。研究結(jié)果表明：
　?、俅蠖鄶?shù)熔鹽密度均大于熔融鎂基合金的密度，大多數(shù)熔鹽在熔融鎂基合金中會(huì)下沉，只有鋰鹽等少數(shù)鹽類及其混合物

3、的熔鹽可懸浮在一些熔融鎂基合金上。
　?、?SrCl2-CaCl2混合熔鹽體系具有良好的電解綜合性能，是電解還原制備含Sr、Ca的鎂合金的較為理想的電解質(zhì)。SrCl2-CaCl2混合熔鹽的密度較Mg-Al合金熔體的密度大，電解時(shí)，SrCl2-CaCl2混合熔鹽位于Mg-Al合金熔體底部。同時(shí)，設(shè)計(jì)、配置熔鹽時(shí)，還應(yīng)當(dāng)考慮熔鹽與合金熔體具有足夠大的密度差，以方便電解后二者的分離。
　?、塾糜谌廴阪V基合金上置于熔鹽的電解裝置應(yīng)當(dāng)

4、具有防止Mg及合金元素的燒損及氧化，排除電解過程產(chǎn)生的氣體，電極及電流參數(shù)調(diào)整等功能。
　　④在 SrCl2-CaCl2混合熔鹽的電解過程中，將同時(shí)析出金屬 Sr和金屬 Ca。其中，金屬鍶的密度大于Mg-Al合金熔體的密度，有下沉到SrCl2-CaCl2混合熔鹽并導(dǎo)致熔鹽中毒的趨勢，將電解溫度與陰極電流密度控制在適宜范圍，可強(qiáng)化 Sr向Mg-Al合金熔體的擴(kuò)散，提高Sr的收得率。金屬Ca的密度小于Mg-Al合金熔體的密度，有利于擴(kuò)

5、散進(jìn)入Mg-Al合金熔體，同時(shí)，熔鹽對金屬鈣的溶解及Mg-Al合金熔體中金屬Ca的燒損對Ca的收得率有影響。
　?、莶捎帽菊撐难芯康碾娀瘜W(xué)還原法制備的Mg-Sr-X合金樣品的微觀組織中，Sr、Ca合金元素聚集于初晶鎂的枝晶間與晶界區(qū)域。晶界的桿狀相組織與Mg-4Al-2Sr合金的Al4Sr相組織非常相似，能譜分析結(jié)果顯示，這些形狀奇特的桿狀相是Al4Sr和呈骨骼狀的Al2Ca。這些高熔點(diǎn)的硬質(zhì)相，可以有效釘扎晶界，提高鎂合金的綜合