NdF3-LiF-Nd2O3熔盐体系中下阴极电解金属钕研究

设计了下阴极结构的稀土金属电解槽,该电解槽底部以钨材料为容器兼阴极,上部悬挂多块石墨作阳极,在NdF3·LiF-Nd2O3体系中,探索研究了液态下阴极电解制备金属钕的工艺技术条件.研究表明,在槽温990～1020℃,阴极电流密度1～3 A·cm-2.槽电压5.6 V条件下,电解可平稳进行,电流效率达65.64%,稀土回收率达88%～92%;该工艺与目前主流上插阴极电解工艺相比,其电解温度和槽电压明显降低,降低了电耗.     

3000A液态下阴极电解制备稀土金属关键技术研究

设计了一台3000A液态下阴极电解槽,阴极为轧制钨板设置在槽底部,电解过程中阴极表面形成一层金属液而充当液态阴极作用,继续析出的金属流入坩埚中,阳极为方块状石墨块,由导杆悬挂于可升降的水平导电母线上,阴极处于阳极投影下方,阴阳极之间水平平行布置.在此设计的电解槽上进行金属钕的电解试验,电解槽稳定运行,电解槽电压与传统上插阴阳极式电解槽相比,槽电压大幅降低至6V以内,电流效率达到80％以上,本文还考察了该电解槽的电压分布情况、电流电压曲线、电解槽的热场分布情况.     

固态电迁移法提纯金属钆的研究

对工业纯金属钆进行了固态电迁移法(SSE)提纯研究,在电流密度为450 A·cm-2,真空度为10-7 Pa条件下,分别处理了20,60和100 h,考察了金属钆料棒不同部位主要杂质的变化.实验结果表明:SSE法处理后,对气体杂质而言,氧的辽移非常明显,处理100 h后,阴极端氧含量由1651 μg·g-1降低到25 μg·g-1,去除率达到98.5％;氮和碳的迁移规律不明显;对Cu,Mn,Pb和Ni等部分金属杂质而言,迁移规律明显,而对其他金属杂质有一定的迁移.对发生有效迁移的杂质元素,SSE法处理时间越长,阴极端的杂质提纯效果越明显.用SSE法处理100 h后,分析了其中38种主要杂质元素,所用钆料棒阴极端纯度由99.74％提高到99.91％(质量分数).     

高性能烧结NdFeB生产关键技术研究

采用薄形结晶器铸锭技术、气流磨窄粒度控制技术、低氧含量控制技术、高取向磁场成型技术等成功地批量生产了磁能积为365kJ@m-3和磁能积为310kJ@m-3、矫顽力为1640kA@m-1的NdFeB磁体.研究表明获得尺寸细小的片状晶铸锭、平均粒度小于4.0μm窄粒度分布的粉末及高取向度且晶粒细小组织均匀的烧结体是生产高性能NdFeB的关键.     

真空蒸馏法制备高纯金属钕的理论和工艺研究

经理论分析,在1427～1827℃金属钕的饱和蒸气压为4～257 Pa,理论蒸馏速率为2～106 g.cm-2.h-1,具有较高的蒸气压和蒸馏速率,因此真空蒸馏法提纯金属钕在工艺上是可行的;在此基础之上,首次研究了低温范围内(1600～1800℃)金属钕真空蒸馏提纯的工艺技术条件,研究表明:在1650～1700℃,金属钕的实际蒸馏速率可达到3～3.9 g.cm-.2h-1,工业级的粗金属钕经过一次蒸馏提纯杂质去除率最高可达80%以上,并利用该法制备得到了目前国内报道最高纯度的金属钕,Nd绝对纯度达99.951%(质量分数)(分析35个杂质元素,按差减法计算),Nd相对纯度达99.9817%,O≤20μg.g-1,C≤51μg.g-1;从而证实真空蒸馏法是一种简单、高效、提纯效果好的高纯金属钕工业制备方法。     

稀土金属提纯研究进展

高纯稀土金属是国防军工及新能源汽车、集成电路、新型显示、5G通讯等战略性新兴产业的关键核心材料。介绍了稀土金属主要提纯方法的研究现状，包括真空精炼、真空蒸馏、区域熔炼、固态电迁移、电解精炼、等离子体熔炼提纯、固态外吸气、电子束熔炼等；对各种稀土金属提纯方法的优缺点、适用范围等进行了总结，最后提出了稀土金属提纯的研究方向。     

YF3-LiF熔盐体系中氧化物电解共沉积钇镁合金的阴极过程研究

采用循环伏安法分别以钨丝和铂丝为参比和工作电极，光谱纯石墨棒为辅助电极，在820℃下研究了添加Y2O3和MgO的YF3-LiF熔盐体系中Y^3＋和Mg＆2＋在钨电极上的电化学还原过程。结果表明：Y^3＋和Mg^2＋的析出是可逆的简单电荷传递反应，且过程受扩散控制。其反应分别为：Mg^2＋＋2e→Mg；Y^3＋＋3e→Y。随着混合氧化物中Y2O3比例的增大，Y的析出电位向正方向移动，Mg的析出电位向负方向移动，两者的析出电位差减小，当Y2O3：MgO=4：1时钇离子和镁离子共放电析出。