熔鹽電解法制備Al-Cu-Y中間合金及電化學(xué)機(jī)理研究.pdf

1、分類號(hào)：密級(jí)：UDC：學(xué)號(hào)：6720130328碩士學(xué)位論文2016年6月1日熔鹽電解法制備熔鹽電解法制備AlCuY中間合金及電化學(xué)機(jī)理研究中間合金及電化學(xué)機(jī)理研究StudyonPreparationofAlCuYIntermediateAlloybyMoltensaltElectrolysisElectrochemicalMechanism學(xué)位類別：全日制工程碩士作者姓名：湯浩學(xué)科、專業(yè)：冶金工程指導(dǎo)教師：廖春發(fā)教授研究方向：熔鹽電解

2、江西理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要I摘要鋁銅系合金是國民經(jīng)濟(jì)和國防建設(shè)中重要的材料，中重稀土Y加入到合金中可提高合金的強(qiáng)度、硬度和電導(dǎo)率等性能，鋁銅釔合金可在多個(gè)領(lǐng)域得到應(yīng)用。本論文以Na3AlF6AlF3LiFMgF2Al2O3Y2O3CuO為電解質(zhì)體系，采用熔鹽電解法制備AlCuY中間合金。首先研究溫度和原料含量對(duì)電解質(zhì)物理性質(zhì)的影響，結(jié)果表明：熔鹽體系黏度隨溫度升高而降低，黏度隨Al2O3、Y2O3、CuO含量增大而增大。密度隨著溫度和

3、Al2O3含量升高而減小，Y2O3、CuO含量增加，熔鹽體系密度增大。表面張力隨溫度和Al2O3、Y2O3含量升高而降低，CuO含量增大，表面張力增大。電導(dǎo)率隨溫度和CuO含量升高而增大，隨Y2O3含量增大而減小，Al2O3含量增大，電導(dǎo)率趨勢(shì)呈32OAl0.15912W3.12245??線性減小。運(yùn)用三電極體系以循環(huán)伏安法、計(jì)時(shí)電流法和計(jì)時(shí)電位法研究了Na3AlF6AlF3LiFMgF2熔鹽體系中1208K溫度下Al（Ⅲ）、Cu（Ⅱ）

4、、Y（Ⅲ）在鎢電極上的電化學(xué)還原過程及其控制步驟。結(jié)果表明：Al（Ⅲ）的電化學(xué)過程為一步轉(zhuǎn)移3個(gè)電子的準(zhǔn)可逆反應(yīng)，析出電位在1.0V附近，Al(Ⅲ)沉積過程為瞬時(shí)成核，電化學(xué)反應(yīng)過程受擴(kuò)散控制，擴(kuò)散系數(shù)D=1.58104cm2s。Cu（Ⅱ）的電化學(xué)過程為一步轉(zhuǎn)移2個(gè)電子的準(zhǔn)可逆反應(yīng)，析出電位在0.36V附近，擴(kuò)散系數(shù)D=2.78105cm2s。Y（Ⅲ）的還原峰、氧化峰無法被掃出來。當(dāng)同時(shí)加入Al2O3、CuO、Y2O3時(shí)，Al（Ⅲ）、C

5、u（Ⅱ）在熔鹽體系中的電化學(xué)過程都為一步轉(zhuǎn)移電子的準(zhǔn)可逆反應(yīng)，Cu（Ⅱ）和Al（Ⅲ）的析出電位分別為0.19V、1.12V，Y（Ⅲ）的還原峰、氧化峰同樣無法被掃出來，通過計(jì)算Al(Ⅲ)的擴(kuò)散系數(shù)D=3.06105cm2s，Cu（Ⅱ）的擴(kuò)散系數(shù)D=2.43105cm2s。在恒電流電解條件下改變電解溫度和電流密度制備鋁銅釔中間合金，研究表明：電解溫度為935℃，電流密度為0.7Acm2，電解時(shí)間為2h時(shí)，中間合金中Al、Y的含量和中間合金重

6、量達(dá)到最大。采用極化曲線估算法對(duì)熔鹽體系的反電動(dòng)勢(shì)進(jìn)行了測定，得出反電動(dòng)勢(shì)E反=1.75V。SEM圖和能譜圖分析表明，中間合金中Al主要分布在基體上，Cu主要分布在晶界上與Al形成金屬間化合物，釔以彌散粒狀形式分布在合金中，部分聚集在晶界上與Cu、Al形成化合物。通過XRD檢測得出中間合金中金屬間化合物主要是以Al2Cu相和Cu5Y相形式存在。對(duì)硬度和電導(dǎo)率性能進(jìn)行表征，說明添加Y到合金中可顯著提高合金的硬度和電導(dǎo)率等性能。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵