熔鹽電解法制備鋁鋰合金新工藝的研究.pdf

1、鋁鋰合金具有比重輕、強(qiáng)度與彈性模量高、抗腐蝕、耐高溫和超低溫等一系列優(yōu)點(diǎn)從而廣泛應(yīng)用于航空航天及國(guó)防太空等領(lǐng)域。目前其主要的制備方法為鑄錠冶金法，該法需要的設(shè)備成本較高，操作也比較復(fù)雜。因此研發(fā)鋁鋰合金的制備工藝已成為當(dāng)前的熱點(diǎn)，本課題主要探討了在LiF-LiCl-Li2O和LiF-LiCl-Li2CO3熔鹽體系中制備鋁鋰合金的可行性。
　　利用循環(huán)伏安法、線性掃描法、計(jì)時(shí)電位法以及X射線衍射法(XRD)等研究了鋰離子在鋁電極上的

2、電沉積機(jī)理，確定了LiCl-LiF熔鹽體系中鋰離子在鋁電極上的還原電位及反應(yīng)產(chǎn)物。研究表明，在530℃條件下，鋰在鋁電極上沉積形成AlLi(β)合金，還原電位在-1.86V（vs.Ag/AgCl參比電極）左右。
　　在LiF-LiCl體系中，以Li2CO3為添加原料時(shí)，CO32-在陰極發(fā)生分解生成C和O2-，且分解電位比鋰的析出電位更正，因此當(dāng)以Al作為陰極進(jìn)行電解時(shí)，會(huì)在表面附著一些C，從而影響合金純度及電流效率;而以石墨為陽(yáng)極

3、進(jìn)行電解時(shí)，CO32-會(huì)與石墨反應(yīng)，生成CO2氣體;當(dāng)以惰性電極鎢絲為陽(yáng)極進(jìn)行電解時(shí)，溶液中的O2-和CO32-在陽(yáng)極氧化，生成O2。
　　在LiF-LiCl體系中，以Li2O為原料時(shí)，對(duì)鋁電極陰極反應(yīng)沒(méi)有影響，只是當(dāng)以石墨為陽(yáng)極進(jìn)行電解時(shí)，Li2O會(huì)與C反應(yīng)生成CO2氣體，而CO2氣體易于同Li2O反應(yīng)結(jié)合成Li2CO3，然后CO32-再與石墨反應(yīng)，生成CO2氣體;當(dāng)采用惰性電極白金作為陽(yáng)極進(jìn)行電解時(shí)，陽(yáng)極氣體僅為氧氣。

4、　　由于第三代鋁鋰合金中都含有一定量的銅，所以在LiF-LiCl體系中，通過(guò)循環(huán)伏安法研究了鋰離子在鋁銅合金電極上的電沉積機(jī)理。研究表明，在530℃條件下，鋰在鋁銅合金電極上的還原電位在-1.8V（vs.Ag/AgCl參比電極）左右，為熔鹽電解制備鋁銅鋰合金提供了理論依據(jù)。
　　在研究的電化學(xué)結(jié)果基礎(chǔ)上對(duì)LiF-LiCl-Li2CO3(Li2O)體系進(jìn)行電解制備Al-Li合金的研究，在530℃條件下，使用固體鋁做陰極，石墨做陽(yáng)極進(jìn)