【摘 要】
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针对传统熔盐电解法采用TiO2或者Ti Cl4为原料制备金属钛及钛合金的缺点,论文研究了以来源广泛的CaTiO3为原料,采用熔盐电解法制备金属钛及钛合金的过程,主要内容如下:首先,对氯化物熔盐中不同电解时间的CaTiO3固态阴极进行分析可知,CaTiO3固态阴极的还原历程为:CaTiO3→Ti2O3→TiO、Ti2O→Ti[O]б→Ti。为提高CaTiO3阴极的脱氧速度,对比了阴极烧结温度、孔隙度
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针对传统熔盐电解法采用TiO2或者Ti Cl4为原料制备金属钛及钛合金的缺点,论文研究了以来源广泛的CaTiO3为原料,采用熔盐电解法制备金属钛及钛合金的过程,主要内容如下:首先,对氯化物熔盐中不同电解时间的CaTiO3固态阴极进行分析可知,CaTiO3固态阴极的还原历程为:CaTiO3→Ti2O3→TiO、Ti2O→Ti[O]б→Ti。为提高CaTiO3阴极的脱氧速度,对比了阴极烧结温度、孔隙度及电解电压对脱氧速度的影响,结果表明,1200℃下烧结,不添加造孔剂的阴极,在电解电压为3.2 V时脱氧速度最快。其次,分析了CaTiO3在不同熔盐中的溶解度,发现氟化物熔盐Na F-Al F3和Na F-KF对CaTiO3的溶解度较好。电化学研究结果显示,在Na F-Al F3熔盐体系中CaTiO3的还原历程为:CaTiO3→TiO→Ti2O→Ti,遵循热力学还原规律。在Na F-KF熔盐体系中,CaTiO3会先与KF反应生成K2TiO3,然后一步还原得到金属钛,具体还原历程为:CaTiO3→K2TiO3→Ti。最后,研究了氯化物中CaTiO3/Sn复合阴极中CaTiO3的脱氧过程,及氟化物中液态Sn阴极对CaTiO3去极化还原制备钛合金的过程,结果显示,氯化物中CaTiO3/Sn复合阴极中的CaTiO3会先脱氧还原为Ti2O3,Ti2O3与熔盐中由Ca2+还原得到的钙发生钙热还原,直接得到金属钛。在Na F-KF熔盐体系中,TiO32-会在液态Sn电极上还原得到的金属钛,并被液态锡捕获形成钛锡合金。图[72]幅;表[11]个;参[114]篇。
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