熔鹽電解Al-Li-La系合金及其電化學行為研究.pdf

1、Al-Li合金是一種綜合性能好、具有巨大開發潛力的輕質合金,用其取代普通Al合金可使構件的質量減輕而剛度提高。其具有明顯的先進性,特點是鋰量越高,合金密度越小,彈性模量越高。根據稀土的性能特點可將其分成兩類:輕稀土(La系)和重稀土(Y系)。由于稀土具有獨特的核外電子排布,在冶金、材料領域中有其獨特的作用。稀土元素具有凈化合金液,改善合金的鑄造性能、細化和變質組織、提高合會的力學性能、增強合金耐蝕性、以及提高合金蠕變性能的作用。為了加強

2、鋁鋰合金的各項力學性能,本實驗中通過熔鹽電解的方法制備鋁鋰鑭合金。
　　 本文首先通過循環伏安法,方波伏安法,計時電流法,計時電位法和開路計時電位等方法討論在LiCl-KCI-AlCl3-La2O3熔鹽體系中鋁離子和稀土離子的陰極放電過程和Al-Li合會的陰極共電沉積過程,討論其陰極反應過程的電子轉移數,可以確定Al(Ⅲ)/Al和La(Ⅲ)/La分別為為一步3電子轉移反應。在LiCl-KCl-AlCl3(2wt.％)熔鹽體系中,

3、根據循環伏安法測得三價鋁離子的擴散系數在743K,773K和803K下的擴散系數分別為5.49×10-6cm2·s-1,6.17×10-6cm2·s-1和7.24×10-6cm2·s-1,擴散系數與溫度的關系符合Arrhenius方程。
　　 LiCl-KCl-AlCl3(2wt％)-La2O3(1wt％)熔鹽體系中鋁離子和鑭離子在惰性電極Mo上共電沉積形成鋁鑭中間合金。在計時電流曲線中,Ic與t-1/2都呈現出良好的線性關系,

4、并且陰極電流隨著陰極電位的負移而增大,La(Ⅲ)離子的控制步驟為擴散控制步驟。La(Ⅲ)離子的擴散系數計算分別采用計時電位法和計時電流法計算,其值分別為0.46×10-5cm2s-1,和1.09×10-5m2s-1,并采用電感耦合等離子體原子發射光譜(ICP),X射線衍射(XRD)和掃描電子顯微鏡(SEM)對恒電位電解產物和結構以及表面形貌分析。
　　 其次,根據電化學機理的研究,指導其在LiCl-KCl-AlCl3-La2O3