熔盐电脱氧法制备铝基合金的研究

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熔盐电脱氧是一种直接将金属氧化物中金属与氧分离而得到金属或合金的方法,该法具有工艺简单、成本低等优点。传统生产铝基合金主要采用铸锭冶金法,因活泼金属的回收率较低,成分存在偏析,导致生产成本高。鉴于传统制备铝合金方法存在的缺点,本文探索采用熔盐电脱氧法制备铝锂、铝钕和铝镁等铝基合金,分别考察了不同Al-氧化物混合物电极中电脱氧过程的机理和差异性。在KCl-LiCl共晶体系中,Al-Cu-Li2O电极的电化学研究表明,Li2O的还原起始电位为-1.0V(vs.Ag/AgCl),且还原反应是受电子转移速率控制的不可逆反应;电解过程的中间产物Li2O2相会与铝发生铝热还原反应,有助于促进铝锂合金的生成。在KCl-LiCl共晶体系中,Al-Nd2O3电极的电脱氧电解实验表明,电脱氧法可以制备得到铝钕合金。前驱体中的Nd2O3与熔盐中的氯离子生成NdOCl相,不利于Al-Nd合金的电脱氧过程。在KCl-LiCl、KCl-LiCl-MgCl2体系中,无法通过熔盐电脱氧法还原氧化镁制备Al-Mg合金。在CaCl2-CaO体系中,利用电化学还原钙-钙热还原氧化镁法(即OS工艺)可以制得Al-Mg合金。
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