论文部分内容阅读
Al-Li合金是一种综合性能好、具有巨大开发潜力的轻质合金,用其取代普通Al合金可使构件的质量减轻而刚度提高。其具有明显的先进性,特点是锂量越高,合金密度越小,弹性模量越高。根据稀土的性能特点可将其分成两类：轻稀土(La系)和重稀土(Y系)。由于稀土具有独特的核外电子排布,在冶金、材料领域中有其独特的作用。稀土元素具有净化合金液,改善合金的铸造性能、细化和变质组织、提高合金的力学性能、增强合金耐蚀性、以及提高合金蠕变性能的作用。为了加强铝锂合金的各项力学性能,本实验中通过熔盐电解的方法制备铝锂镧合金。本文首先通过循环伏安法,方波伏安法,计时电流法,计时电位法和开路计时电位等方法讨论在LiCl-KCl-AlCl3-La2O3熔盐体系中铝离子和稀土离子的阴极放电过程和Al-Li合金的阴极共电沉积过程,讨论其阴极反应过程的电子转移数,可以确定Al (Ⅲ) /Al和La (Ⅲ)/La分别为为一步3电子转移反应。在LiCl-KCl-AlCl3(2wt.%)熔盐体系中,根据循环伏安法测得三价铝离子的扩散系数在743K,773K和803K下的扩散系数分别为5.49×10-6cm2·s-1,6.17×10-6cm2·s-1和7.24×10-6cm2.s-1,扩散系数与温度的关系符合Arrhenius方程。LiCl-KCl-AlCl3(2wt%)-La2O3(1 wt%)熔盐体系中铝离子和镧离子在惰性电极Mo上共电沉积形成铝镧中问合金。在计时电流曲线中,,Ic与t-1/2都呈现出良好的线性关系,并且阴极电流随着阴极电位的负移而增大,La(Ⅲ)离子的控制步骤为扩散控制步骤。La(Ⅲ)离子的扩散系数计算分别采用计时电位法和计时电流法计算,其值分别为0.46×10-5cm2s-1,和1.09×10-5m2s-1,并采用电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP),Ⅹ射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对恒电位电解产物和结构以及表面形貌分析。其次,根据电化学机理的研究,指导其在LiCl-KCl-AlCl3-La2O3熔盐体系中恒电流电解,制备Al-Li-La合金,对其进行工艺研究,讨论电解时问,电解温度以及电流密度对合金组成的影响,产品进行扫描电子显微镜(SEM),Ⅹ射线衍射(XRD)分析,证明了氧化稀土可以一步电解制备Al-Li-La合金。