KCl-LiCl-MgCl2熔盐体系中共电沉积制备Mg-Li合金及理论分析

在670 ℃的KCl-LiCl-MgCl₂熔盐体系中通过共电沉积方法制备了Mg-Li合金,并进行了理论分析。循环伏安表明：670 ℃时,锂在镁上(镁预先沉积到钼丝上)的欠电位沉积形成了液态的Mg-Li合金;当MgCl₂质量分数为10%时,出现了Mg-Li合金成核。极化曲线表明：在含有5% MgCl₂的熔盐中,MgCl₂的极限电流密度为0.35 A·cm^-2,超过此值时,Mg和Li就能产生共电沉积。对沉积物进行X射线衍射和电感耦合等离子体发射光谱(ICP)分析表明：通过恒电流电解得到了3种不同相的Mg-Li合金。在电流密度为6.21 A·cm^-2电解2 h条件下,只有当MgCl₂质量分数小于10%时,才能得到Mg-Li合金。并通过Nernst和浓差极化方程讨论了MgCl₂浓度对于Mg-Li合金形成的影响。Mg-Li合金中锂的含量能够通过熔盐中的MgCl₂浓度配比和电解参数来控制。实验证明这种直接从原料入手,通过共电沉积制备Mg-Li合金的新方法是可行的。     

直接氯化法测定LiCl熔盐体系相图的研究及LiCl-KCl-LiF三元相图的制作

首次成功地将NH_4Cl直接氯化Li_2CO_3的反应引入热分析,制作含LiCl的二元、三元体系溶盐相图,避免LiCl吸水性给相图绘制带来的困难,三个二元体系LiCl-KCl、NaCl-LiCl和LiCI-LiF的测定结果与文献吻合很好.并在此基础上制作了LiCl-KCl-LiF三元相图。     

LnCl_3-KCl-NaCl体系粘度的研究

目前关于熔盐体系粘度的研究报道甚少,这是由于熔体粘度的测量,技术上难度较大,尤其是当温度超过773K以后。稀土金属及其合金的生产,国内外多采用KCl-LnCl_3熔盐电解法。近年来,科学工作者系统地研究了LnCl_3-KCl-NaCl(Ln=La、Ce、Pr、Nd、Sm)熔盐体系。这一体系在生产中可以降低电解温度,减少材料腐蚀,降低电解质的挥发损失。因此研究该体系的物理化学性质,将有重要的意义。本工作是通过对熔体粘度的研究,为稀土熔盐化学和生产实践提供基础数据。     

Li在液态Al中扩散系数的测定研究

首次尝试利用开路电位-浓度曲线法测定合金的浓度, 并用阳极计时电位法快速测定Li在液态Al中的扩散系数。720℃下Li在液态Al中的扩散系数DLi/Al=4.94×10ˉ^5cm^2·gˉ^1,与根据Stokes-Einstein方程计算得到的理论值DLi/Al=4.85×10ˉ^5cm^2·sˉ^1相吻合。     

直接氯化法测定LiCL熔盐体系相图的研究及LiCI-KCI-LiF三元相图的制作

首次成功地将NH4Cl直接氯化Li2CO3的反应引入热分析, 制作含LiCl 的二元、三元体系熔盐相图, 避免LiCl吸水性给相图绘制带来的困难, 三个二元体系LiCl-KCl、NaCl-LiCl和LiCl-LiF 的测定结果与文献吻合很好, 并在此基础上制作了LiCl-KCl-LiF三元相     

KCl·NaCl-MgCl2-YCl3熔盐体系的密度和表面张力

镁钇合金质轻耐热,在镁电解槽中加适量的YCl₃,随着钇在液态阴极上的析出,密度逐渐增加而下沉,生产镁钇合金。     

NdF_3-LiF-BaF_2熔盐体系的密度和粘度

本文采用阿基米德法和扭摆坩埚法按照混料试验设计分别测定了NdF_3-LiF-BaF_2熔体的密度和粘度,获得密度、粘度与组成的数学表达式如下:ρ=11.325Z_1 13.478Z_z 11.694Z_3-8.081Z_1Z_2-4.980Z_1Z_3-0.392Z_2Z_3-7.331(g/cm~3),η=8.536Z_1 4.358Z_2 10.129Z_3-8.980Z_1Z_2-0.882Z_1Z_3 17.697Z_2Z_3-6.486(mPa·s)。Z_1为LiFwt％,Z_2=BaF_2wt％,Z_3=NdF_3wt％。     

DyF_3－LiF系熔体结构的计算机模拟研究

用ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ法计算机模拟研究ＤｙＦ＿３－ＬｉＦ系熔体，得到了径向分布函数和局部结构等信息。研究表明，Ｆ紧密聚集在Ｄｙ￣（３＋）周围，而与Ｌｉ之间却存在一定的缝隙。该熔体中主要存在着二种离子类型：以Ｄｙ￣（３＋）为中心的ＤｙＦ型络离子（以ＤｙＦ的八面体络离子为主）和“游离状”的Ｌｉ离子。同时，由于Ｆ的聚集，一些ＤｙＦ型络离子通过“氟桥”组成Ｄｙｍ型更加复杂的离子集团。各类离子位能计算表明：Ｌｉ是该熔体中位能最高的离子，在电解过程中起到迁移电流的作用．     

下沉阴极熔盐电解法制取富钇稀土-镁合金

本文借助透明石英电解槽研究了液态阴极在电解过程中的运动特征,提出了以富钇氯化稀土为原料和下沉的镁合金为阴极,在KCl-NaCl-RE(Y)Cl_3熔体中,于750℃下电解制取富钇稀土-镁合金的方法,研究了电解工艺条件。     

CeCl_3和SmCl_3在氯化物熔盐中的电化学行为

利用计时电位法研究了Ce~(3+)在LiC1-KC1共晶熔体和Sm~(3+)在等摩尔KCl-NaCl熔体中固体阴极上的电化学反应。在LiCl-KCl熔体中,Ce~(3+)的电化学反应为:Ce~(3+)+3e→Ce°;在KCl-NaCl熔体中,Sm~(3+)为Sm_(3+)+e→Sm~(2+)。在600℃下Ce~(3+)的扩散系数Dc_e~(3+)=2.08·10~(-5)cm~2/s;Sm~(3+)的扩散系数与温度的关系式为:lgDs_m~(3+)=-2.802-250/T。实验结果表明,Ce~(3+)可完全放电变为Ce°;而Sm~(3+)在比其它稀土离子更正的析出电位下还原为Sm~(2+),在氧化还原条件下Sm~(2+)的电化学反应为;Sm~(3+)+eSm~(2+)。