● 摘要
镁合金由于其比重轻、比强度高、具有极好的机加工性能且可以回收再利用,广泛的应用在航空航天、汽车工业和电子工业等领域。熔盐电解法制备镁合金由于具有工序简单、工艺流程短、能耗小、产品成分均匀等优点,为未来镁合金的工业化生产提供了新的方法。现阶段对熔盐电解制备镁合金的研究都处于初级阶段,并且对在工业上的批量生产及添加不同稀土元素镁合金的制备还没有进行研究。本课题研究了以MgCl2、LiCl、YCl3或者它们的混合物作为电解质,在高温(800~1000K)下电解制备镁锂合金以及镁锂钇合金,并利用电化学测试的结果分析了电解制备的机理。本课题首先根据热力学条件,计算了电解质在高温时的理论分解电压;然后利用电化学的方法分析电解的反应过程和机理;最后电解制备镁锂合金以及镁锂钇合金,并记录试验过程参数,将试验得到的金属进行了XRD、SEM、ICP测试。实验结果表明在MgCl2:LiCl=1:10(重量比)时可以实现Mg、Li的共沉积;镁做阴极进行电解制备时,Li和Y沉积后扩散进入了Mg基体形成合金;电解过程是一个单步电子转移、瞬间形核的准可逆过程,并在此基础上通过计算得到电解过程中的扩散系数、电解电压和电流。通过XRD、SEM、ICP测试,结果证明得到的镁锂合金含有α-Mg和β-Li,共沉积制备的镁锂合金中锂含量约为6.60%,镁做阴极时制备的镁锂合金中锂的含量大约为6.60%,镁锂钇合金中Li的含量约为26.3%, Y的含量为1.38%。熔盐电解为镁锂合金和镁锂钇合金的制备提供了一种新的方法。
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