熔盐电解制备Al-Cu-Y合金电解质体系黏度的研究

采用旋转法测定了熔盐电解制备Al-Cu-Y合金的电解质体系Na3AlF6-AlF3-LiF-MgF2-Al2O3-CuO-Y2O3在温度900~1 000℃范围内的黏度,通过分析数据研究温度及Al2O3、Y2O3、CuO添加量对熔盐黏度的影响,确定了温度、熔盐组分和黏度之间的关系.结果表明:在温度900~1 000℃范围内,体系随温度升高,黏度减小;随Al2O3、Y2O3、CuO的含量增大,黏度增大;在900~1 000℃范围体系黏度(η)随温度(T)以及氧化物的含量WAl2O3、WY2O3、WCuO符合回归方程η=0.075-6.49×10^-5T+3.7×10^-4WAl2O3+5.73×10^-4WY2O3+6.78×10^-4WCuO.

氟盐-氧化物体系电解制备Al-Cu-Y合金的电极还原过程研究

采用Na_3AlF_6-AlF_3-LiF-MgF_2为基础电解质,Al_2O_3-CuO-Y_2O_3为原料的氟盐-氧化物体系熔盐电解制取Al-Cu-Y合金。重点通过循环伏安分析Y(Ⅲ)在阴极的电极还原过程,利用扫描电镜(SEM)及能谱(EDS)表征并对比分析热还原产物及电解产物的成分及物相组成。结果表明:AlF_3-NaF-5%LiF-5%MgF_2(质量分数,下同)(n(NaF)/n(AlF_3)=2.2)体系在温度1 208K、电压3.0V、阴极电流密度0.7A/cm^2、电解时间2h条件下能够制取Al-Cu-Y合金。Cu(Ⅱ)在碳质电极表面可一步直接还原为零价态Cu(0);Y(Ⅲ)不能在体系内直接还原为零价态Y,而是在预先形成的Al-Cu活性阴极表面还原并合金化,从而形成强化相Al_3Y,并与Al_2Cu强化相同时富集于铝基体相晶界。通过在熔盐底部的液态铝热还原CuO及Y_2O_3也可形成Al-Cu-Y合金,但铝基体相晶界富集AlCu相及AlY相,Cu及Y含量不易控制,且存在较多O、C杂质元素。