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铝锶中间合金是近年来开发出的一种新型高效变质剂,能改变Al-Si系合金中的硅相形态,提高合金的性能和热处理状态的机械性能(如:延展性和耐冲击性)。与传统的钠盐变质剂相比,铝锶合金具有变质有效时间长、无过变质行为、可反复重熔、实收率高、挥发性小、设备腐蚀轻等优点,目前在国内外得到广泛的研究和推广。目前铝锶合金的制备逐渐舍弃原来的对掺法,而以熔盐电解法为主,国内外已有不少实现了熔盐电解法制备铝锶合金的案例。然而对于锶离子在阴极上电化学还原过程的研究较少,故本论文以LiF-SrF2-SrO体系为研究对象,研究了熔盐的物理化学性质;采用下沉式液态阴极法熔盐电解制备了铝锶中间合金,分析了熔体中金属锶电解析出的条件及其影响因素,并对合金产品进行了表征;在此基础上,研究了熔盐体系中锶离子的阴极电化学行为及其控制步骤。获得以下主要研究成果: (1)研究了SrO加入量对LiF-SrF2熔盐体系物化性质的影响:随体系中SrO加入量的增加,熔盐电导率和密度都先增大后减小;在SrO加入量为2wt%时,电导率和密度同时达到最大值;熔盐粘度随SrO加入量的增加而增大;但SrO加入量对表面张力影响不大。研究了温度变化对LiF-SrF2-SrO熔盐体系物化性质的影响,结果表明:温度的升高有利于电导率的提高,同时降低粘度、密度与表面张力。 (2)在LiF-SrF2-SrO熔盐中,锶离子在钨电极上的电化学还原是一步转移两个电子的过程,电极反应为:Sr2++2e-→Sr。锶在钨阴极上的沉积过程是受扩散控制的准可逆反应,1253K时Sr2+在熔盐中的扩散系数D为3.71×10-5 cm2·s-1。 (3)根据电化学研究结果的分析,在LiF-SrF2-SrO熔盐电解质体系中,以液态铝做阴极,制备铝锶中间合金,得到较优工艺参数。对电解所得的合金产物进行X射线衍射和扫描电子显微镜分析,表明下沉式液态阴极熔盐电解法制备铝锶中间合金是可行性的。