熔鹽電化學(xué)還原制備鎂鍶和鎂鋰鍶合金基礎(chǔ)研究.pdf

1、鎂鍶合金是耐熱鎂合金的一種，目前國(guó)內(nèi)外對(duì)鎂鍶合金的研究報(bào)道主要有Mg-Al-Sr和Mg-Li-Sr等合金，但仍鮮有關(guān)于Mg-Zn-Sr合金的研究報(bào)道。素有“超輕鎂合金”之稱(chēng)的鎂鋰系合金具有低密度、高比強(qiáng)度和比剛度、良好的阻尼性能以及塑性變形能力等一系列優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于航空航天等領(lǐng)域，因此對(duì)Mg-Li系合金的制備和研究具有很重要的意義。
　　 本論文主要研究了Mg-Zn-Sr合金的電化學(xué)還原(即電解)制備，并在此基礎(chǔ)上初步探索了L

2、i和Sr電化學(xué)共沉積制備Mg-Li-zn-Sr合金的工藝條件。設(shè)計(jì)并制作了實(shí)用于Li和Sr電化學(xué)還原的裝置；對(duì)比研究了不同成分配比的熔鹽體系密度，確定了原料電解質(zhì)體系；利用同步熱分析儀(TG/DSC)分析了電解質(zhì)的脫水和揮發(fā)性，并檢測(cè)了電解質(zhì)體系的溶解性和實(shí)際分解電壓等性質(zhì)；探討了不同反應(yīng)條件對(duì)Sr電化學(xué)還原過(guò)程電流效率的影響規(guī)律；采用X射線熒光光譜儀(XRF)和原子吸收光譜儀(AAS)測(cè)定了產(chǎn)物的主要成分，光學(xué)顯微鏡(OM)、掃描電子

3、顯微鏡(SEM)、X射線衍射儀(XRD)觀察分析了產(chǎn)物的組織和相組成。研究結(jié)果表明：
　　 ①對(duì)于KCl-SrCl2熔鹽體系，當(dāng)SrCl2的摩爾比從30％增大到50％時(shí)，密度從1.436g/cm3增大到2.074g/cm3；對(duì)于ACl-SrCl2鹽系，后者的摩爾比從25％增大到45％時(shí)，密度從1.336g/cm3增加到1.915g/cm3，所以理想原料電解質(zhì)確定為KCl-30％SrCl2和LiCl-25％SrCl2；
　　

4、 ② LiCl的揮發(fā)性和腐蝕性較SrCl2大，但脫水更容易，液體金屬Sr在KCl-SrCl2熔鹽中僅有少部分被溶解，而Li雖然在LiCl-SrCl2熔鹽中上浮，但仍有部分能融入合金中；
　　 ③ KCl-SrCl2鹽系中，Sr還原的槽電壓為4.5V左右，低于LiCl-SrCl2鹽系中Li、Sr共電沉積時(shí)5V的槽電壓；
　　 ④從電化學(xué)還原過(guò)程I-t曲線可知，無(wú)論是Sr還原析出還是Li、Sr共電沉積過(guò)程，電流都是前高后低

5、，且慢慢趨于穩(wěn)定，還原過(guò)程電流有小幅的波動(dòng)；
　　 ⑤ Sr還原過(guò)程的電流效率受還原溫度、時(shí)間、電流密度和極距等因素影響，且各因素過(guò)大或過(guò)小均能導(dǎo)致電流效率降低，只有在適度的參數(shù)下才能獲得較高的電流效率；
　　 ⑥還原前的Mg-Zn合金組織由α-Mg基體和大量“雪花狀”第二相化合物組成，而還原后的。Mg-Zn-Sr和.Mg-Li-Zn-Sr合金組織明顯細(xì)化，且第二相變成不連續(xù)的網(wǎng)狀分布，產(chǎn)生了新的細(xì)針狀的Mg17Sr2和