[發(fā)明專利]在大氣環(huán)境下制作含鋰的鎂合金的方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200610109934.4
• 申請(qǐng)日: 2006-08-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101130837A
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-02-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 汪俊延;蔡德昌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 陸泰陽(yáng);汪俊延;蔡德昌
• 主分類(lèi)號(hào): C22C1/03
• 分類(lèi)號(hào): C22C1/03;C25D3/42
• 代理公司: 北京律誠(chéng)同業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 徐金國(guó);梁揮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種在大氣下環(huán)境下制作含鋰的鎂合金的方法，尤其涉及一種以鎂-鋰母合金做為原料，再熔煉為目標(biāo)成分的含鋰的鎂合金的方法。

背景技術(shù)

鎂合金具有高比強(qiáng)度、質(zhì)輕、散熱性佳、良好的制震能及電磁波遮蔽性等特性，符合3C產(chǎn)品輕薄短小的需求，因此產(chǎn)業(yè)發(fā)展具高度潛力，近年來(lái)已普遍應(yīng)用于3C產(chǎn)品的設(shè)計(jì)上。

由于鎂合金的比強(qiáng)度為一般結(jié)構(gòu)用合金中的最高，因此可取代車(chē)輛中的部分結(jié)構(gòu)，以節(jié)省能源耗損。此外，鎂合金尚具有可回收再利用的特性，使其成為目前最符合環(huán)保跟輕量化的結(jié)構(gòu)用材料。

因此，目前的趨勢(shì)都朝向制作重量更輕、強(qiáng)度更強(qiáng)的鎂合金。其中，鎂-鋰系合金的強(qiáng)度與比彈性系數(shù)在所有材料中為最優(yōu)，也為輕量化的最佳材料。

然而，鎂雖具有質(zhì)輕、高比強(qiáng)度、散熱性佳、再回收性佳等優(yōu)點(diǎn)，但因?yàn)樗慕Y(jié)晶結(jié)構(gòu)為六方最密堆積結(jié)構(gòu)(HCP)，使得鎂合金在室溫的延展性不佳、塑性加工能力也差，需要加熱以提高其可加工性，而鎂在空氣中加熱會(huì)快速氧化，易與大氣中的氧或氮作用，產(chǎn)生放熱反應(yīng)而激烈燃燒，所以在溫度提高時(shí)要加入保護(hù)氣體以防止氧化。

另外，由于制作鎂-鋰合金時(shí)需將純鋰加入鎂熔湯之中，而鋰的活性比鎂更強(qiáng)，周遭的些微濕氣都可能造成鋰的瞬間氣化，使得熔煉過(guò)程不僅困難且危險(xiǎn)性高。因此，鎂-鋰合金的熔制需采用高周波真空感應(yīng)熔解爐，在氬氣保護(hù)氣氛中進(jìn)行，故除了危險(xiǎn)性高外，成本也居不下，相對(duì)的也使鎂-鋰合金的應(yīng)用受到了限制。

此外，由于純鋰活性大，在運(yùn)送、儲(chǔ)存的過(guò)程中極為危險(xiǎn)，因此純鋰的價(jià)格高低取決于運(yùn)送的方式，對(duì)于不生產(chǎn)鋰礦而需仰賴進(jìn)口的地區(qū)來(lái)說(shuō)，也是無(wú)法降低成本的原因之一。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種在大氣環(huán)境下制作含鋰的鎂合金的方法，用以改善傳統(tǒng)真空熔煉方法危險(xiǎn)性高，運(yùn)送成本昂貴的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種在大氣下環(huán)境下制作鎂-鋰母合金的方法，包括以下步驟：在大氣下進(jìn)行一電解沉積與擴(kuò)散法，使鋰金屬沉積并擴(kuò)散入陰極材料內(nèi)，以得到一高鋰含量的鎂-鋰母合金；以及以該高鋰含量的鎂-鋰母合金為原料，進(jìn)一步熔煉為所需目標(biāo)成分的含鋰的鎂合金。

首先，以電解擴(kuò)散法在大氣環(huán)境下制作高鋰含量的鎂-鋰母合金，降低其活性以方便運(yùn)輸、儲(chǔ)存。然后再利用此鎂-鋰母合金于大氣環(huán)境下熔煉成所需目標(biāo)成分的含鋰的鎂合金，由于可預(yù)先檢測(cè)鎂-鋰母合金的成分含量，因此更容易控制后續(xù)制作含鋰的鎂合金中各成分的含量。

依照本發(fā)明的實(shí)施例，以電解沉積與擴(kuò)散法在大氣環(huán)境下制作高鋰含量的鎂-鋰母合金的方法包含：以石墨為陽(yáng)極、鎂及鎂合金為陰極，在由氯化鋰與氯化鉀所組成的電解液中進(jìn)行電解沉積與擴(kuò)散反應(yīng)，使鋰金屬擴(kuò)散入陰極材料內(nèi)，以得到一高鋰含量的鎂-鋰母合金。其中，制成的鎂-鋰母合金的成分可介于Mg-10wt.％Li至Mg-50wt.％Li之間。

之后，再將此高鋰含量的鎂-鋰母合金在大氣環(huán)境下進(jìn)一步熔煉，以得到所需目標(biāo)成分的含鋰的鎂合金。

采用本發(fā)明，利用電解沉積與擴(kuò)散法于大氣環(huán)境下制作鎂-鋰母合金，不同于傳統(tǒng)工藝需在真空環(huán)境下將高度活性的純鋰加入鎂熔湯中可能造成危險(xiǎn)，本發(fā)明的方法不但大幅降低操作的危險(xiǎn)性，還可減少真空設(shè)備操作的成本。

此外，以電解擴(kuò)散法于大氣環(huán)境下制作的高含鋰量的鎂-鋰母合金因?yàn)榛钚源蠓档停杀苊膺\(yùn)送或儲(chǔ)存過(guò)程中可能的危險(xiǎn)性，故利用鋰-鎂母合金作為制備含鋰的鎂合金的原料，可達(dá)到降低其運(yùn)送成本的目的。

另外，本發(fā)明以鎂-鋰母合金做為原料，再熔煉為具有目標(biāo)成分的含鋰的鎂合金的方式，可通過(guò)預(yù)先分析鎂-鋰母合金成分含量，進(jìn)而精確控制后續(xù)制作的含鋰的鎂合金的成分，更可達(dá)到工藝簡(jiǎn)化、控制質(zhì)量的目的。

為了使本發(fā)明的構(gòu)成特征、操作方法、目的及優(yōu)點(diǎn)更加容易了解，故在下文中配合圖標(biāo)及文字?jǐn)⑹觯f(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例。

附圖說(shuō)明

圖1為依照本發(fā)明的實(shí)施例的一種在大氣環(huán)境下制作含鋰的鎂合金的步驟流程圖；

圖2為本發(fā)明的實(shí)施例的電解槽結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，附圖標(biāo)記：

110：步驟??????????120：步驟

130：步驟??????????200：電解槽

210：外槽體????????211：頂蓋

220：氧化鋁內(nèi)層????221：支撐板

230：鋼制燒杯??????240：玻璃燒杯

241：電解液????????242：陽(yáng)極