Nd_2O_3对AlF_3-(Na/Li)F-Al_2O_3熔体性质及结构的影响研究

为研究熔盐电解制取Al-Nd中间合金基础电解质AlF_3-(Na/Li)F-Al_2O_3-Nd_2O_3在一定组成及温度(1183 K^1263 K)范围内的主要物理化学性质变化规律,并间接地分析熔体结构信息及Nd_2O_3的溶解过程,分别采用阿基米德法、旋转法、连续变化电导池常数(CVCC)法测量熔盐体系的密度、粘度、电导率。结果表明,AlF_3-NaF-8%LiF-6%Al_2O_3(质量分数,下同)体系(NaF/AlF_3=2.2,摩尔比)在1183 K^1263 K范围密度随温度呈线性递减变化,而粘度随温度升高而降低,电导率随温度升高而升高,但呈非线性变化关系;在1223 K时,体系中Nd_2O_3质量分数达到2.5%左右时,密度、粘度、电导率分别达到极值;Nd_2O_3质量分数小于2.5%范围内,Nd_2O_3主要以化学溶解为主,并生成堆积密度大的Nd-O-F络合离子团;Nd_2O_3质量分数大于2.5%时,Nd_2O_3主要以物理溶解为主。

熔盐电解制备铝钕中间合金及其机理

以Na_3AlF_6-AlF_3-MgF_2-LiF为电解质,Al_2O_3、Nd_2O_3为原料,对熔盐电解制备Al-Nd中间合金进行研究;采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱(EDS)分析合金产物的形貌及组成;通过还原实验和循环伏安法,对Nd(Ⅲ)离子在Na_3AlF_6-AlF_3-MgF_2-LiF体系中的还原过程进行表征。结果表明:在温度935℃、恒压3.2 V条件下,通过Na_3AlF_6-AlF_3-MgF_2-LiF-(Al_2O_3、Nd_2O_3)体系可电解得到Al-Nd中间合金,富钕相集中分布在铝基体晶界区域,Nd(Ⅲ)离子主要通过铝热还原形式进入合金相,且Nd_2O_3的加入可起到去极化作用,使Al(Ⅲ)离子扩散系数大幅提高。