熔盐电解质体系及在制备铝合金中的研究进展

铝合金具有抗腐蚀、易于加工、强度高、密度小等优点,在各行各业中都有着大量的应用。采用熔盐电解法制备铝合金具有生产工艺简单、效率高、生产成本低、生产周期短等特点,近些年来得到广泛关注,其中熔盐体系的选择成为主要的研究热点。本文以温度划分熔盐体系为高温熔盐和离子液体,综述了这2种熔盐体系的优点、分类以及一些反应机理,并从这2类熔盐体系出发,分别介绍了一些铝合金的制备工艺以及相关的技术创新。最后,分别阐述了高温熔盐和离子液体所存在的优缺点,并对其未来发展趋势进行了展望。

熔盐电解制备钆铁中间合金电解质体系物化性质

为了获得优质的Gd-Fe中间合金,以LiF-GdF_(3)电解质为研究对象,进行了初晶温度、密度、黏度以及氧化钆在电解质中溶解行为等研究。研究发现,初晶温度随LiF含量的增加而降低,是因为GdF_(3)与LiF发生络合作用生成LiGdF_(4)放热导致;电解质黏度随LiF含量的增加而减小;温度一定时,电解质的密度随GdF 3含量的升高而增大;当电解质配成一定时,密度随着温度的升高而减小;制备的Gd-Fe中间合金产品主要由Gd和GdFe 2组成,且成分均匀。

KCl-NaCl-NaF-(SiO_2)熔盐体系初晶温度的研究

采用差热分析法测定KCl-NaCl-NaF-(SiO2)体系的初晶温度,根据测定的数据得出了KCl-NaCl-NaF-(SiO2)熔盐体系初晶温度的回归方程,分析了组元NaF对KCl-NaCl-NaF-(SiO2)体系初晶温度的影响。结果表明:KCl-NaCl-NaF-(SiO2)体系初晶温度随着组元NaF摩尔含量的增加而增大,同时通过对熔盐的X射线衍射分析及各物质间反应的热力学分析,表明SiO2对KCl-NaCl-NaF体系初晶温度影响很小。

不同熔盐体系中Sb_(2)S_(3)一步电还原脱硫

对NaCl-KCl、NaCl-CaCl_(2)、NaCl-Na_(2)CO_(3)、NaCl-KCl-CaCl_(2)和NaCl-KCl-Na_(2)CO_(3)熔盐体系开展比较分析,研究不同熔盐体系的相图、热稳定性和硫化锑的溶解度。根据锑元素分布特征、电流效率、能耗及熔渣成分表征结果,优选出适合Sb_(2)S_(3)电解还原的熔盐体系。结果表明,所有熔盐体系均具有良好热稳定性,且可实现Sb_(2)S_(3)的电解还原。添加CaCl_(2)的体系不利于Sb_(2)S_(3)溶解,而添加Na_(2)CO_(3)的体系会与Sb_(2)S_(3)发生反应。此外,NaCl-KCl体系的电流效率最高(75.68%),且能耗最低(2.18 k W·h/kg)。

熔盐电解法制备稀土镁中间合金研究进展

综述了熔盐电解法制备稀土镁中间合金的研究进展,重点分析了氯化物熔盐电解体系和氟化物熔盐电解体系制备稀土镁中间合金的优缺点,提出了合金制备工艺未来可能的研究方向,旨在为熔盐电解法制备稀土合金的研究和产业化应用提供借鉴和启示。

熔盐电解法制备镨钕金属氟化钡部分替代氟化锂对电解生产影响研究

随着氟化锂价格逐渐攀升,针对熔盐电解生产镨钕金属氟化锂单耗偏高的现象,氟化锂替代或部分替代研究实验再次被提出来,寻求氟化锂替代或部分替代品已经成为稀土熔盐电解行业亟需解决的工作任务之一,因此,进行氟化钡部分替代氟化锂对电解生产的影响研究。研究表明:采用氟化钡对氟化锂进行部分替代,在一定程度上可以降低电解生产过程中氟化锂的消耗,氟化钡替代比为10%~15%时,对金属的质量、产量、一次合格率均影响较小,氟化钡替代比超过15%,其会影响金属的正常电解,造成产量、质量的波动。

NdF_3-LiF-Nd_2O_3熔盐体系中下阴极电解金属钕研究

设计了下阴极结构的稀土金属电解槽,该电解槽底部以钨材料为容器兼阴极,上部悬挂多块石墨作阳极,在NdF3-LiF-Nd2O3体系中,探索研究了液态下阴极电解制备金属钕的工艺技术条件。研究表明,在槽温990～1020℃,阴极电流密度1～3 A.cm-2,槽电压5.6 V条件下,电解可平稳进行,电流效率达65.64%,稀土回收率达88%～92%;该工艺与目前主流上插阴极电解工艺相比,其电解温度和槽电压明显降低,降低了电耗。

TiCl_4熔盐氯化炉熔盐体系恶化原因分析及稳定控制措施探究

总结了评价TiCl4熔盐氯化炉熔盐体系性能优劣的表征参数,并对其影响因素进行了初步分析。结合生产实践,分析了TiCl4熔盐氯化过程熔盐体系恶化的原因;根据熔盐体系恶化的原因及相关影响因素,提出了稳定控制熔盐体系的措施。

NaCl-KCl-NaF-SiO_2熔盐体系电导率的研究

采用平行四电极法研究了温度及组元含量对KCl-NaCl-NaF-SiO2熔盐体系电导率的影响。结果表明:该体系的电导率与温度有良好的线性关系;用KCl逐步代替NaF时,体系的电导率先逐渐减小达到最低值,之后随KCl含量增加又逐渐增大;NaCl逐步代替NaF时,体系的电导率先减小到最低值,之后随NaCl含量增加又逐渐增大;在n(NaCl)∶n(KCl)=1时,随NaF含量增加,体系电导率先逐步减小到最低值,之后随NaF含量增加又逐渐增大。

氟化物体系熔盐电解制备YNi合金

以Y2O3为电解原料,以金属镍棒为自耗阴极、石墨板为阳极,在常规的石墨电解槽中采用氟化物体系熔盐电解法制备了YNi合金。研究了电解时间、电解温度、电解质组成、阴极电流密度等主要技术参数对电解过程的影响,并对所制备的钇镍合金进行了表征。结果表明,熔盐电解制备钇镍合金的较优工艺条件为:电解温度1000℃,电解质YF3与LiF质量比为85∶15,阴极电流密度为10.0 A/cm^(2),正常电解时电流效率约为72.8%;制备的钇镍合金中Y含量为52.6%,由YNi2相和YNi相组成,杂质含量低,满足稀土储氢合金对原料的使用要求。本文的研究为钇镍合金的规模化生产提供了切实可行的途径。

尿素-NaBr低温熔盐体系中Er-Co合金的电沉积

稀土元素内层４ｆ电子的数目从０～１４逐个填充，造成它们之间在光学、磁学、电学性能上出现明显差异．衍生出种类繁多的高新材料［１］．稀土铁族金属合金具有优良的磁性、磁光性并可应用于磁性元件及磁光记录材料，目前多采用蒸镀和激光溅射法制备．但设备成本高、生...

高温熔盐体系的应用及研究进展

熔盐是盐类物质熔化形成的熔融状液体,高温熔盐具有许多实用性的优点。全面综述了高温熔盐体系的优点、分类、应用以及研究进展。以各类高温熔盐体系为出发点,着重介绍了其应用领域、典型体系以及最近研究进展。提出了高温熔盐在使用过程中存在的问题并展望了其发展趋势。

氟钽酸钾及其相关熔盐体系的密度

用阿基米德法测定了氟钽酸钾及其与氯化钠、氯化钾、氟化钠、氟化钾等混合熔盐体系在熔融状态下的密度， 用线性回归分析方法导出了各熔盐体系的密度与温度的关系。熔盐体系的密度和温度有良好的线性关系， 混合熔盐体系中密度大的组分含量高时， 该混合熔盐的密度也较大。

Mn(Ⅱ)在LiCl-KCl-MgCl_2-MnCl_2熔盐体系中的电化学行为

采用循环伏安和计时电位等电化学技术研究了Mn(Ⅱ)在LiCl-KCl-MgCl2-MnCl2熔盐体系中的电还原过程和Mg-Li-Mn合金的共沉积条件.结果显示,在LiCl-KCl-MgCl2-MnCl2熔盐体系中,Mn(Ⅱ),Mg(Ⅱ)和Li(Ⅰ)的还原电位分别为-1.14,-1.78和-2.19 V.Mn先析出,在钼电极表面沉积;Mg在Mn上欠电位沉积生成Mg-Mn合金;而Li在Mg-Mn合金上欠电位沉积形成Mg-Li-Mn合金.实验结果表明,Mn(Ⅱ)在熔盐中的还原电极过程受扩散控制.Mn(Ⅱ)在熔盐中的扩散系数约为10-5 cm2/s.运用XRD技术对恒电流电解制备的Mg-Li-Mn合金进行了分析,结果表明,Mg-Li-Mn合金中含有β-Li,α-Mg和Mn 3个相.

KCl-NaCl-K_2HfCl_6体系中熔盐电解精炼铪的研究

在KCl-NaCl-K2HfCl6熔盐体系中,对粗铪进行熔盐电解精炼。考察了电解温度、阴极电流密度以及电解质中铪的浓度等因素对电解的影响。结果表明,当电解温度低于810℃时,电解质的挥发损失和铪离子的浓度变化均较小;当阴极电流密度低于0.5 A/cm2、电解质中铪的浓度在5.1%左右时,有利于得到颗粒较大的金属铪。

KNO_3-NaNO_2-NaNO_3三元熔盐体系的电导率研究

采用CVCC(连续改变电导池常数)法测定了KNO3-NaNO2-NaNO3熔盐体系不同组成在不同温度下的电导率,分析了该体系电导率的主要影响因素.实验结果表明:采用CVCC法测定的熔盐体系电导率,与参考文献[9]提出的数值的相对误差为0.78%,结果准确可靠,可以满足一般科研实验的精度要求.KNO3-NaNO2-NaNO3三元熔盐体系的电导率和温度的倒数呈指数关系;体系的各组分对电导率有着不同的影响,NaNO2含量的增大会使该熔盐体系的电导率增大,而KNO3含量的增加会使体系电导率减小,NaNO3含量变化对体系电导率的影响不大.

熔盐体系及有关应用的新进展

介绍近年来熔盐体系的概况,着重室温熔盐的发展.熔盐在电化学制备合金和功能材料、能源、分析和分离、用作反应介质和催化剂、环境保护等方面应用前景良好.

氟化物熔盐体系中锆的电沉积

锆极易生成表面氧化膜,对酸、碱具有极好的耐蚀性能,尤其对碱性溶液的耐蚀性优于钽、钛和不锈钢。然而锆材价格较昂贵,因此,采用电镀的方法来制备锆镀层具有重要的现实意义。锆的析出电位较析氢电位负得多,其电还原过程只能在熔盐体系中进行。Senderoff及其同事曾研究了锆及其它难熔金属的熔盐电镀。

BaF2-CaF2-CaCl2三元系熔盐电解体系的物理化学性质

研究了BaF2-CaF2-CaCl2三元系电解质体系的物理化学性质,为熔盐电解法制备Al-Ca合金奠定基础.采用阿基米德法,测定了BaF2-CaF2-CaCl2体系的密度;采用差热-热重分析法,测定了BaF2-CaF2-CaCl2体系初晶温度;采用连续变化电导池常数（CVCC）法,测定了BaF2-CaF2-CaCl2体系的电导率;采用循环伏安法研究了该体系的电化学行为.

渗铝钢在Na_2SO_4-V_2O_5熔盐体系中的热腐蚀行为

以往对渗铝钢耐热腐蚀性能的研究缺乏深度,为解决实际问题,在750℃模拟灰垢熔盐体系中,研究了加热炉辐射室炉管常用材料20G钢、20G渗铝钢、Cr5Mo钢、Cr5Mo渗铝钢的腐蚀行为。结果表明:20G钢、Cr5Mo钢、20G渗铝钢和Cr5Mo渗铝钢抗熔灰腐蚀能力依次增强;渗铝可以大大提高合金的耐熔灰腐蚀性能,在纯空气中氧化,其耐蚀性能也十分优异;20G渗铝钢在熔灰腐蚀时元素Al优先氧化并不十分明显,Cr5Mo渗铝钢在熔灰腐蚀时元素Al优先氧化;按照电化学模型,在熔灰腐蚀中V2O5不但会溶解金属氧化物的保护层,而且还参与阴极过程,循环反应,加速了金属的氧化腐蚀。