KF-AlF_3-Sc_2O_3熔盐体系下沉阴极法制备Al-Sc合金的实验研究

在KF-AlF_3-Sc_2O_3熔盐体系中,研究下沉阴极法制备Al-Sc合金的工艺技术。采用XRD、SEM分析了所制备Al-Sc合金的物相组成、微观组织以及微区成分含量;研究了电解温度、阴极电流密度、熔盐组成对熔盐电解电流效率的影响。实验结果表明,Al-Sc合金中含有Al相、Sc相以及Al_3Sc相;Al-Sc合金夹杂了少量熔盐,Al_3Sc相在合金中的分布和形态呈不规则状。电解过程的最佳工艺条件为:在KF-AlF_3-Sc_2O_3熔盐体系中,液态铝为下沉阴极,Sc_2O_3为电解质,熔盐体系KF/AlF_3摩尔比1.3,电解温度800℃,电解时间25min,电流密度1.592A/cm^2;此条件下所制备Al-Sc合金中Sc含量最高可达6.710%,平均电流效率达到57.28%。

电解工艺对电解铝液质量的影响研究(上)

简介了铝电解机制对电解铝液中氢和Al2O3夹杂形成过程的影响,分析了铝液中Al2O3夹杂形成的机理,推算了CO2对铝液扩散的质量传递方程,描述了效应处理期间铝液中氢和Al2O3夹杂的形成过程。利用Person-Waddington模型测算了铝液中可能形成的Al2O3夹杂最大值。电解液中的水份被电解成氢和氧,阴极析出的氢通过扩散和杂-气寄生机制进入铝液,是电解铝液中氢的主要来源。铝电解工艺对电解铝液具有一定的自净化作用。

电解工艺对电解铝液质量的影响研究(下)

简介了铝电解机制对电解铝液中氢和Al2O3夹杂形成过程的影响,分析了铝液中Al2O3夹杂形成的机理,推算了CO2对铝液扩散的质量传递方程,描述了效应处理期间铝液中氢和Al2O3夹杂的形成过程。利用Person-Waddington模型测算了铝液中可能形成的Al2O3夹杂最大值。电解液中的水分被电解成氢和氧,阴极析出的氢通过扩散和杂-气寄生机制进入铝液,是电解铝液中氢的主要来源。铝电解工艺对电解铝液具有一定的自净化作用。

铝电解过程对电解铝液的净化作用探讨

本文对比分析了采用长流程、短流程工艺熔铸铝合金过程中,氢和氧化铝夹杂的形成过程。分析了铝电解工艺过程对电解铝液的自净化作用。电解铝的工作介质为冰晶石熔体,对氧化铝有良好的溶解性能,通过溶解电解液-铝液界面上的氧化铝达到脱氢除杂的效果。电解铝液中存在的微量稀土具有固氢排杂的作用。现代大型铝电解槽电流强度达到350kA,存在于铝液中的不导电、不被铝液润湿的氧化铝夹杂,在强烈电磁场的耦合作用下聚集沉降在电解槽的边部、角部或铝液漩涡的交界处。

SmF3-LiF-Sm2O3体系熔盐电解Al-Sm中间合金的研究

在SmF3-Li F-Sm2O3熔盐体系中,以金属Al棒和氧化钐为原料,在不同工艺条件（温度、熔盐配比、阴极电流密度）下,采用液态阴极电解法制备Al-Sm中间合金。采用X射线衍射（XRD）、带能谱（EDS）的扫描电镜（SEM）,分析了Al-Sm中间合金的物相组成、微观组织以及微区成分含量;通过热力学吉布斯自由能的计算,研究了铝热还原Sm F3和Sm2O3的可能性,分析了电流效率的组成情况;研究了电解温度、阴极电流密度、熔盐配比对电解Al-Sm中间合金电流效率的影响;结果表明,Al-Sm中间合金中除了Al、Sm相外,还存在Al4Sm和Al3Sm相;AlSm中间合金的相由三部分组成:灰色部分的Al相,分布在灰色组织上的细小波浪状的Al3Sm相,错综排列的白色条状物的Al4Sm相;在1200 K、1400 K下,两个铝热还原反应的吉布斯自由能△rGm1θ（1200 K）、△rGm1θ（1400 K）、△rGm2θ（1200 K）、△rGm2θ（1400 K）均大于0,正反应不能自发发生,故计算所得的电流效率为纯的熔盐电解效率,并不包括铝热还原效率;所得Al-Sm中间合金中Sm含量最低为21.49%,最高为32.8%;在Sm F3∶Li F=80∶20、1020℃、100 A、30 min下,电流效率为最高（62.17%）;电流效率最低为49.45%。

熔炼A356合金实现初始Ti含量的方法与效果

通过在大型工业铝电解槽上添加氧化钛,利用铝钛共析原理,在不改变原有铝电解槽生产工艺技术条件下,电解生产出低钛铝基合金液,直接用于A356合金的熔铸生产,所生产产品综合力学性能优于熔配法生产的A356合金;利用铝钛共析原理,在工业铝电解槽上生产电解低钛铝基合金液,将钛含量(质量分数)控制在1.5%以下,对工业铝电解槽的生产技术条件不会造成任何影响,经济效益显著提高,完全可以进行大型工业化推广应用。