真空熱還原制備Mg和Sr的研究.pdf

1、鎂合金是實際應(yīng)用中最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，它具有比強(qiáng)度、比剛度高，阻尼性、切削加工性及導(dǎo)熱性好，電磁屏蔽能力強(qiáng)及易回收等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于航空航天、軍用品、交通工具、機(jī)械電子工業(yè)等領(lǐng)域，特別是在車輛產(chǎn)業(yè)和3C產(chǎn)品中發(fā)展尤為迅速。
　　傳統(tǒng)的制備Mg-Sr合金方法有對摻法和“熔-浸”還原法。對摻法工藝成熟，但金屬極易燃燒，且Sr非?；顫?，高溫下的蒸氣壓大，在對摻過程中容易因大量氧化和蒸發(fā)而損失，因此技術(shù)經(jīng)濟(jì)性較差；“熔-浸”還原法工藝簡

2、單，成本低，但鍶的提取率較低，鍶合金中的鍶含量很低，不適于制取高鍶含量的合金。同時，電解法作為一種先進(jìn)的工藝方法已受到越來越多的關(guān)注。本文在皮江法煉鎂和真空鋁熱煉鍶的基礎(chǔ)上提出了一種全新的制備 Mg-Sr合金的設(shè)想——真空熱還原制備Mg-Sr合金。但后兩種工藝尚不成熟，還有待進(jìn)一步研究。
　　通過熱力學(xué)分析，得到了Si熱還原MgO、SrO各反應(yīng)方程式反應(yīng)吉布斯自由能與溫度、壓強(qiáng)之間的關(guān)系，從而得到在特定條件下的臨界反應(yīng)溫度。熱力學(xué)

3、研究結(jié)果表明，真空中還原金屬，可以大大降低反應(yīng)溫度，提高反應(yīng)效率，同時還原出來的金屬也不易被氧化。
　　研究了金屬蒸氣冷凝的一般規(guī)律，計算了Mg、Sr在不同溫度下的飽和蒸氣壓，確定了Mg、Sr蒸氣的冷凝條件：為了使金屬冷凝下來，必須使結(jié)晶器內(nèi)的金屬蒸氣分壓實際P大于該金屬在冷凝器溫度下的飽和蒸氣壓飽和P，即實際P＞飽和P。
　　通過實驗研究對理論分析加以驗證。對不同原料配比的試樣，在一定的溫度和壓強(qiáng)下，進(jìn)行真空熱還原實驗。通

4、過X射線衍射儀(XRD)、原子吸收光譜儀(AAS)等對實驗結(jié)果進(jìn)行了分析，并計算了Mg和Sr的還原率。
　　研究主要結(jié)論如下：
　　①在壓強(qiáng)小于1000Pa，溫度高于1077℃時，MgO能被Si和CaO還原；
　?、谠趬簭?qiáng)小于1000Pa，溫度高于927℃時，SrO能被Si還原；
　?、墼趬簭?qiáng)小于1000Pa，溫度高于1077℃時，MgO、SrO能被Si和CaO還原；
　?、軠p小爐內(nèi)壓強(qiáng)、提高反應(yīng)溫度益于M