[發(fā)明專利]一種鎂鋰－釤合金及其熔鹽電解制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810064625.9
• 申請日: 2008-05-30
• 公開（公告）號: CN101285142A
• 公開（公告）日: 2008-10-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張密林;韓偉;田陽;顏永得;陳云涵
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工程大學(xué)
• 主分類號: C22C23/00
• 分類號: C22C23/00;C25C3/36
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

(一)技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種合金，具體地說是一種鎂鋰-釤合金。本發(fā)明還涉及一種鎂鋰-釤合金的制備方法。

(二)背景技術(shù)

鎂合金具有比重低、比強(qiáng)度高、易加工和回收等優(yōu)良性能，以及良好的阻尼減震和電磁屏蔽性能，在汽車、航空航天工業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。鎂合金中，Mg-Li合金是目前最輕的合金，其二元合金的密度僅為1.3～1.59g/cm³，但其比強(qiáng)度比鋁合金還高得多。Li加入Mg中，不僅使其密度下降，而且使其加工性能大大改善，因此受到研究者和工業(yè)界的關(guān)注，并在航空航天領(lǐng)域中得到了一定應(yīng)用。Mg-Li合金除了具備一般鎂合金的特性之外，還擁有自己獨特的性能：合金密度很低，是唯一低于鎂基體密度的鎂合金體系，甚至可以低于水的密度。隨著Li含量的增加，合金的結(jié)構(gòu)將發(fā)生由密排六方(hcp)→密排六方+體心立方→體心立方(bcc)的轉(zhuǎn)變，合金的塑性成形性能優(yōu)良。Mg-Li合金具有低密度、高比強(qiáng)度、易于加工等很多特別有吸引力的優(yōu)點。

鎂鋰合金的生產(chǎn)方法主要有以下幾種：對摻法、陰極合金化法、液態(tài)陰極法、共電沉積法。

(1)對摻法：在金屬熔化的狀態(tài)下，把金屬鎂和金屬鋰按一定比例對摻而成。該方法金屬損失大，成本高，勞動環(huán)境差，金屬偏析嚴(yán)重。

(2)陰極合金化法：把金屬鎂作為陰極放于電解槽中，鋰鹽為電解質(zhì)，在電解的過程中鋰析出并和鎂陰極合金化，從而形成鎂鋰合金。該方法使用的是價格高昂的金屬鎂，成本高。而且合金的成分難以控制，存在偏析現(xiàn)象。

(3)液態(tài)陰極法：以液態(tài)金屬鋰作為陰極，鎂鹽作為電解質(zhì)，在電解的過程中鎂析出并和鋰陰極合金化。該法主要制取中間合金和母合金。

(4)共電沉積法：鎂鋰的析出電位相差0.9V左右，差距太大，會造成析出Mg而不析出Li。要設(shè)法降低Mg²⁺離子的析出電位、升高Li⁺離子的析出電位，可以采用以下方法實現(xiàn)Mg²⁺、Li⁺離子共電沉積：①以KCl為導(dǎo)電電解質(zhì)，在大量KCl存在的熔體中MgCl₂的活度會大幅度降低，以達(dá)到降低Mg²⁺離子的析出電位的目的；②通過提高熔鹽電解時的電流密度，達(dá)到Mg²⁺離子的極限電流密度后，導(dǎo)致Mg²⁺離子的析出電位迅速向負(fù)移動，達(dá)到Li⁺離子還原的電位，就可以達(dá)到Mg-Li共沉積。③電解之初，生成的是Mg，故Li⁺在Mg上沉積，隨之在Mg-Li上沉積。而Li⁺在Mg(Mg-Li合金)上析出時有很大的去極化效應(yīng)，使Li⁺析出電位向正移，有利于生成Mg-Li合金。

液態(tài)陰極法在稀有金屬冶煉中應(yīng)用較廣，該法廣泛應(yīng)用于制取鎂基中間合金。例如專利申請?zhí)?00510017229.7的“低溫下沉液態(tài)陰極電解制備鎂稀土中間合金的方法”，該法采用稀土含量為5～8wt％的鎂-鑭鐠鈰中間合金作為初始下沉液態(tài)陰極，在700-900℃下電解制取較高稀土含量的鎂-(8～30)wt％鑭鐠鈰中間合金。同時復(fù)合陰極法也有所應(yīng)用，例如申請?zhí)?00510119117.2的“復(fù)合陰極熔鹽電解稀土-鎂中間合金的制備方法”：在同一電解槽中，上浮液態(tài)鎂陰極、下沉液態(tài)高濃度稀土鎂陰極和非自耗鉛直表面中等濃度稀土鎂液態(tài)陰極共存，電化學(xué)沉積同時發(fā)生在三維空間的陰極表面，電解制備稀土-鎂中間合金。

(三)發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種流動性和加工性能得以改善，塑性、耐磨性和耐腐蝕性好的鎂鋰-釤合金。本發(fā)明的目的還在于提供一種不用金屬鎂、金屬鋰，也不用稀土金屬，工藝簡單，可以改善合金的流動性和加工性能，提高合金的強(qiáng)度，塑性，耐磨性和耐腐蝕性的鎂鋰-釤合金的熔鹽電解制備方法。

本發(fā)明的鎂鋰-釤合金是由重量比為：鋰7.2～56.4％、釤0.3～2.1％和余量的鎂組成的。