Electrochemical formation process and phase control of Mg-Li-Ce alloys in molten chlorides

An electrochemical approach for the preparation of Mg-Li-Ce alloys by co-reduction of Mg, Li and Ce on a molybdenum electrode in KCl-LiCl-MgCl2-CeCl3 melts at 873 K was investigated. Cyclic voltammograms （CVs） and square wave voltammograms indicated that the underpotential deposition （UPD） of cerium on pre-deposited magnesium led to the formation of Mg-Ce alloys at electrode potentials around –1.87 V. The order of electrode reactions was as follows： discharge of Mg（II） to Mg-metal, UPD of Ce on the surface of pre-deposited Mg with formation of Mg-Ce alloys, discharge of Ce（III） to Ce-metal and after that the discharge of Li＋ with the deposition of Mg-Li-Ce alloys, which was investigated by CVs, chronoamperometry, chronopotentiometry and open circuit chronopotentiometry. X-ray diffraction （XRD） illuminated that Mg-Li-Ce alloys with different phases were obtained via galvanostatic electrolysis by different current densities. The microstructures of Mg-Li-Ce alloys were characterized by optical microscopy （OM） and scanning electron microscopy （SEM）, respectively. The analysis of energy dispersive spectrometry （EDS） showed that Ce existed at grain boundaries to restrain the grain growth. The compositions and the average grain sizes of Mg-Li-Ce alloys could be obtained controllably corresponding with the phase structures of the XRD patterns.

镧镨铈混合稀土对Mg-Li-Al合金组织及力学性能的影响

采用光学显微镜、带能谱仪的扫描电镜、X射线衍射仪以及电子万能试验机,研究了镧镨铈混合稀土对Mg-Li-Al合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:加入镧镨铈混合稀土能显著细化合金组织,起到细晶强化和提高塑性的作用;同时Al和La生成稀土化合物Al11La3,大量富集在晶界上,能阻止晶界滑移和基体变形,有强化晶界的作用。随着稀土加入量增大,Mg与La生成Mg3La,消耗了部分Mg,使得强度略为降低,塑性提高,相对于未加入混合稀土的Mg-Li-Al合金,其抗拉强度和伸长率分别提高了27.3%和1248.1%;当混合稀土含量为3%时合金强度最高,含量为4%时塑性最好。

Y和混合稀土对Mg-Li-Al合金力学性能的影响

研究了少量Y和镧镨铈混合稀土对Mg-Li-Al合金铸态及热处理态微观组织和力学性能的影响。结果表明,Mg-Li-Al合金中加入0.5%Y,形成球状共晶组织,枝晶很少被熔断,α-Mg相连在一起,组织粗大,力学性能较低。经过均化处理和淬火后,力学性能提高不明显;Mg-Li-Al合金中加入0.5%镧镨铈混合稀土,组织中出现稳定的铝稀土化合物,这些铝稀土化合物在均化处理的时候,能减缓原子的扩散运动,降低了均化效果。淬火后,组织细化,α-Mg相变小,由于固溶强化和细晶强化的共同作用,力学性能提高了30%。

热轧对Mg-Li-Al-Ce合金电极放电性能的影响

应用真空熔炼法制备了三种Mg-Li-Al-Ce合金,用计时电流法和失重法研究了铸态合金电极和热轧合金电极在NaCl溶液中的电化学特性,用SEM观察了合金电极放电表面形貌。结果表明:经过热轧的合金电极比铸态合金电极有较负的开路电位和更大的放电电流及更高的放电效率。随合金中Li含量的增加,电极的放电电流增加但利用率下降。放电或自腐蚀溶解反应优先发生在晶界处。

Mg-8.5Li-3Al-xCe系合金的时效行为研究

采用真空感应熔炼技术制备Mg-8.5Li-3Al-xCe(x=0,1,3)合金。研究Mg-8.5Li-3Al-xCe系合金的时效行为。结果表明,Ce对时效硬化程度具有显著的影响,随Ce含量的增加合金在各时期的硬度都增大,最高时效峰硬度也随之提高,过时效软化的程度随之降低。Ce抑制时效硬化相MgLi2Al和时效软化相AlLi相的生成是Mg-8.5Li-3Al-xCe系合金时效硬化及过时效软化程度降低的主要原因,Ce是抑制Mg-Li-Al合金发生时效软化的有益元素。

Al-Cu-Li-Mg-Ag-Ce-Zr合金的强化机制

通过显微组织观察、扫描电镜(SEM)、差示扫描量热法(DSC)、透射电子显微镜(TEM)、室温拉伸试验等测试方法,研究了Al-Cu-Li-Mg-Ag-Ce(-Zr)合金的强化机制。结果表明:合金固溶温度为520℃;添加微量的Zr元素,可以显著细化合金晶粒,提高合金峰时效强度;T8峰时效与T6峰时效态相比,合金强度进一步提升,并且达到了良好的强塑性配合。