熔鹽電解Al-Li-La系合金及其電化學(xué)行為研究.pdf

1、Al-Li合金是一種綜合性能好、具有巨大開(kāi)發(fā)潛力的輕質(zhì)合金,用其取代普通Al合金可使構(gòu)件的質(zhì)量減輕而剛度提高。其具有明顯的先進(jìn)性,特點(diǎn)是鋰量越高,合金密度越小,彈性模量越高。根據(jù)稀土的性能特點(diǎn)可將其分成兩類(lèi):輕稀土(La系)和重稀土(Y系)。由于稀土具有獨(dú)特的核外電子排布,在冶金、材料領(lǐng)域中有其獨(dú)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(xì)化和變質(zhì)組織、提高合會(huì)的力學(xué)性能、增強(qiáng)合金耐蝕性、以及提高合金蠕變性能的作用。為了加強(qiáng)

2、鋁鋰合金的各項(xiàng)力學(xué)性能,本實(shí)驗(yàn)中通過(guò)熔鹽電解的方法制備鋁鋰鑭合金。
　　 本文首先通過(guò)循環(huán)伏安法,方波伏安法,計(jì)時(shí)電流法,計(jì)時(shí)電位法和開(kāi)路計(jì)時(shí)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(guò)程和Al-Li合會(huì)的陰極共電沉積過(guò)程,討論其陰極反應(yīng)過(guò)程的電子轉(zhuǎn)移數(shù),可以確定Al(Ⅲ)/Al和La(Ⅲ)/La分別為為一步3電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)。在LiCl-KCl-AlCl3(2wt.％)熔鹽體系中,

3、根據(jù)循環(huán)伏安法測(cè)得三價(jià)鋁離子的擴(kuò)散系數(shù)在743K,773K和803K下的擴(kuò)散系數(shù)分別為5.49×10-6cm2·s-1,6.17×10-6cm2·s-1和7.24×10-6cm2·s-1,擴(kuò)散系數(shù)與溫度的關(guān)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(jì)時(shí)電流曲線中,Ic與t-1/2都呈現(xiàn)出良好的線性關(guān)系,

4、并且陰極電流隨著陰極電位的負(fù)移而增大,La(Ⅲ)離子的控制步驟為擴(kuò)散控制步驟。La(Ⅲ)離子的擴(kuò)散系數(shù)計(jì)算分別采用計(jì)時(shí)電位法和計(jì)時(shí)電流法計(jì)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(fā)射光譜(ICP),X射線衍射(XRD)和掃描電子顯微鏡(SEM)對(duì)恒電位電解產(chǎn)物和結(jié)構(gòu)以及表面形貌分析。
　　 其次,根據(jù)電化學(xué)機(jī)理的研究,指導(dǎo)其在LiCl-KCl-AlCl3-La2O3