[發(fā)明專利]一種熔鹽電解共沉積制備鎂鍶合金的方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201110051070.6 | 申請日： | 2011-03-03 |
| 公開（公告）號： | CN102330118A | 公開（公告）日： | 2012-01-25 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 路貴民;范書迪;于建國 | 申請（專利權(quán)）人： | 華東理工大學(xué) |
| 主分類號： | C25C3/36 | 分類號： | C25C3/36;C25C7/02;C22C23/00;C22C24/00;C22C30/00 |
| 代理公司： | 上海三和萬國知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 31230 | 代理人： | 朱小晶 |
| 地址： | 200237 *** | 國省代碼： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 電解 沉積 制備 合金 方法 | ||
【技術(shù)領(lǐng)域】
本發(fā)明涉及合金制備技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，是一種熔鹽電解共沉積制備鎂鍶合金的方法。
【背景技術(shù)】
鎂合金是目前最輕的工程金屬材料，在汽車、電子、航空等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，是替代鋁合金、鋼鐵和工程塑料的重要選材。鍶是一種有效的變質(zhì)劑，很多研究表明向鎂合金中添加Sr，能細(xì)化合金晶粒、減少顯微縮松和減少氣孔的產(chǎn)生，進(jìn)而大幅度提高鎂合金的高溫蠕變抗性、熱裂抗性和腐蝕抗性等，Mg-Sr合金是一種重要的耐熱鎂合金，在汽車內(nèi)燃機(jī)部件及其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)零部件制造等方面有十分重要和廣闊的應(yīng)用。
傳統(tǒng)的Mg-Sr合金的制備方法有對摻法和熔浸還原法，對摻法制備Mg-Sr合金是將金屬鎂和金屬鍶在熔融狀態(tài)下對摻，冷凝后形成Mg-Sr合金。該方法需要事先制備金屬鎂和金屬鍶，再重熔對摻，主要有以下幾點(diǎn)不足：
a.對摻法制備鎂鍶合金不可避免的要產(chǎn)生金屬鍶的嚴(yán)重偏析，因?yàn)殒V、鍶在比重上相差懸殊，鍶不能很好的分散到鎂中；
b.由于鎂、鍶都是化學(xué)性質(zhì)十分活潑的金屬，熔融狀態(tài)下蒸汽壓大，在對摻過程中必然造成氧化，燒損嚴(yán)重，導(dǎo)致成分難以控制；
c.此法之前必須經(jīng)過單一的鎂、鍶的制備以及其他金屬元素的制備過程。
熔浸還原法制備Mg-Sr合金是將鍶的化合物加入到鎂熔體中，通過鎂來還原鍶化合物來向鎂熔體中添加金屬鍶，這樣的方法只適合向鎂中添加微量(低于0.1％wt)的鍶；隨著溫度的升高，鍶的揮發(fā)損失比較大，鍶利用率通常不足30％。
也有技術(shù)中提出用液體陰極法制備Mg-Sr合金，例如中國專利申請?zhí)枮?00710078629.8，名稱為“一種電解鍶化合物制備含鍶鎂合金的方法”的專利申請文件中，公開了一種以純鎂或者鎂合金為液態(tài)電解陰極，在熔融的鹵化物中用液體鎂陰極電解鍶化合物制備鎂鍶合金，這種方法仍需要制備金屬鎂或者合金為液態(tài)陰極。
【發(fā)明內(nèi)容】
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種熔鹽電解共沉積制備鎂鍶合金的方法。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：
一種鎂鍶合金，其原料質(zhì)量百分比為，鍶為0.5～80％、鎂為20～99％，鈣、鉀、鈉為余量；
一種熔鹽電解共沉積制備鎂鍶合金的方法，其具體步驟為，
以惰性金屬材料為陰極，石墨為陽極，以MgCl2+SrCl2與一些助溶劑的混合物加入到電解槽中加熱熔化后為電解質(zhì)進(jìn)行電解，電解條件為：SrCl2/MgCl2的質(zhì)量比大于3.34∶1，電解質(zhì)中Sr2+/Mg2+的摩爾比大于2∶1，控制電解槽內(nèi)的溫度在600℃～850℃的范圍內(nèi)，槽電壓為3.5～7.5V，極距為2～5mm，控制陰極電流密度大于7A/cm2，達(dá)到和接近Mg2+的極限擴(kuò)散電流密度，陽極電流密度為0.3～0.6A/cm2，隨著電解的進(jìn)行，在熔鹽電解槽陰極附近沉積出液態(tài)金屬鎂鍶合金，經(jīng)過冷凝，得到目標(biāo)產(chǎn)物固態(tài)鎂鍶合金；
所述的惰性金屬陰極材料為Mo或W或Pt或Au或Fe；
所述的電解質(zhì)中，其助溶劑為KCl、KF、NaCl、NaF、CaCl2、CaF2、BaCl2、BaF2、MgF2、SrF2或者SrCO3中的一種或一種以上混合而成；
所用的電解質(zhì)原料都必須進(jìn)行干燥處理后才加入電解槽加熱；
所述的電解溫度730℃下，極距為4cm，陰極電流密度為10A/cm2，陽極電流密度為0.4A/cm2，槽電壓為4.0V～6.5V，經(jīng)過長時(shí)間的電解，在熔鹽電解槽于陰極附近沉積出鎂鍶合金，鎂、鍶的質(zhì)量百分比分別為30.2％、69.8％。
所述的電解溫度780℃下，極距為4cm，陰極電流密度為10A/cm2，陽極電流密度為0.4A/cm2，槽電壓為5.0V～7.5V，經(jīng)過長時(shí)間的電解，在熔鹽電解槽于陰極附近沉積出鎂鍶合金，鎂、鍶的質(zhì)量百分比分別為92.8％、7.2％。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的積極效果是：
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