一種液態(tài)陰極熔鹽電解法制備鋁釤中間合金的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]在此處鍵入本發(fā)明涉及一種鋁釤中間合金的制備方法，具體為一種液態(tài)陰極熔鹽電解法制備鋁釤中間合金的方法，屬于熔鹽電解制備技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在此稀土元素具有細(xì)化、變質(zhì)合金組織，凈化合金液，改善力學(xué)性能、合金的鑄造性能，增強合金蠕變性能以及合金耐蝕性的作用。所以，稀土元素在鋁及鋁合金材料中作為合金元素得到了廣泛的應(yīng)用，稀土鋁合金在導(dǎo)線、耐熱性鋁合金、高強鋁合金，超輕鋁合金等得到了廣泛的研究與應(yīng)用。但是稀土元素具有很高的化學(xué)活性，熔點較高，且在高溫下易燒損，為了保證稀土元素能充分發(fā)揮作用，通常條件下，以鋁稀土中間合金的形式加入。
[0003]目前，工業(yè)上生產(chǎn)鋁稀土中間合金的方法主要有三種，即:熔配法、熔鹽電解法和熱還原法。熔配法所制得的鋁稀土中間合金，由于稀土在液鋁中出現(xiàn)局部過濃，導(dǎo)致包晶反應(yīng)的發(fā)生，夾雜物出現(xiàn)，溫度高稀土燒損較大，且制取工藝復(fù)雜、成本高，較少使用。熔鹽電解法又分為液態(tài)陰極法和共沉積法，其中液態(tài)陰極法經(jīng)常和熱還原法結(jié)合使用，可得到含稀土 10%左右的鋁稀土中間合金；共沉積法一般在鋁電解過程中使用。
[0004]熔鹽電解法因連續(xù)操作、設(shè)備簡單、成本較低，被用來制備大部分稀土金屬和稀土合金?，F(xiàn)已有技術(shù)表明，熔鹽電解法可用來制備鋁稀土中間合金。專利公開號為CN101724769A的專利中記載:850-1000°C溫度下，以氟化稀土、冰晶石和氟化鋰為電解質(zhì)，可電解得到鋁稀土中間合金。關(guān)于鋁釤中間合金的制備也有相關(guān)技術(shù)，公開號為CN10235219A的專利中記載了以碳酸釓和碳酸釤為原料在氟化鋁_氯化鈉_氯化鉀體系中共電沉積制備鋁釓釤的方法。鋁釤中間合金還有另一種制備方法，是通過在高能超聲條件下熔配而成的，在公開號為CN102220504A的專利中記載了這種方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]在此處鍵入本發(fā)明的目的是提供一種熔鹽電解制備鋁釤中間合金的方法，有效解決了電解過程二價和三價釤離子往復(fù)循環(huán)空耗電流的問題，成功地用電解方法獲得了釤的中間合金；且生產(chǎn)效率高，熔鹽夾雜少、組成均勻、生產(chǎn)成本極低。同時可用于其它類似中間合金的制備，是一種能廣泛應(yīng)用的方法。
[0006]本發(fā)明的目的是通過以下方式實現(xiàn)的:
以SmF3-LiF為熔鹽體系，向熔鹽中加入Sm2O3作為電解質(zhì)；以直徑為50_60mm的鎢棒為陰極、鋁為液態(tài)陰極，石墨為陽極，溫度750-900°C條件下，陰極電流密度為l-2A/cm2，經(jīng)25-40min電解熔鹽表面液態(tài)陰極中聚集著鋁釤中間合金，連同部份鋁還原的效果，電流效率可達到90%以上，鋁釤合金中釤含量達到30%以上。
[0007]所述的熔鹽體系SmF3-LiF的成分質(zhì)量百分比組成為:80-92%SmF3、8_20%LiF ;液態(tài)陰極為金屬鋁、鋁合金或高鋁含量的中間合金；電解質(zhì)Sm2O3的加入量為液態(tài)陰極加入量的(0.13-0.5) /X倍，X為液態(tài)陰極中鋁的含量。
[0008]其優(yōu)點在于:本發(fā)明方法實用，過程簡單，生產(chǎn)效率高，可以避免稀土釤的燒損，減少熔鹽夾雜、組成偏析以及包晶反應(yīng)等優(yōu)勢。同時，本方法也可用于其它類似中間合金的制備。
[0009]與【背景技術(shù)】相比，本發(fā)明的主要特點是:將熱還原法應(yīng)用于稀土電解過程中，以氟化物體系SmF3-LiF為熔鹽，氧化物Sm2O3為電解質(zhì)，金屬鋁或鋁合金為陰極，在750_900°C溫度條件下用液態(tài)陰極法制備出鋁釤合金。
[0010]具體實施方案
以SmF3-LiF為熔鹽體系，向熔鹽中加入Sm2O3作為電解質(zhì)；以直徑為50mm的鎢棒為陰極、金屬鋁為液態(tài)陰極，石墨為陽極，極矩為7cm;溫度900°C條件下，陰極電流密度為2A/cm2,電流效率為94.5%，經(jīng)50min電解熔鹽表面液態(tài)陰極中聚集著含釤31.63%的鋁釤中間
I=1-Wl O
【主權(quán)項】
1.一種液態(tài)陰極熔鹽電解法制備鋁釤中間合金的方法，其特征是以SmF3-LiF為熔鹽體系，向熔鹽中加入Sm2O3作為電解質(zhì)；以直徑為50-60_的鎢棒為陰極、鋁為液態(tài)陰極，石墨為陽極，溫度750-900°C條件下，陰極電流密度為l-2A/cm2，經(jīng)25_40min電解熔鹽表面液態(tài)陰極中聚集著鋁釤中間合金，連同部份鋁還原的效果，電流效率可達到90%以上，鋁釤合金中釤含量達到30%以上。
2.在此根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種液態(tài)陰極熔鹽電解法制備鋁釤中間合金的方法，其特征是:熔鹽體系SmF3-LiF的成分質(zhì)量百分比組成為:80-92%SmF3、8-20%LiF。
3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種液態(tài)陰極熔鹽電解法制備鋁釤中間合金的方法，其特征是:液態(tài)陰極為金屬鋁、鋁合金或高鋁含量的中間合金。
4.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種液態(tài)陰極熔鹽電解法制備鋁釤中間合金的方法，其特征是:電解質(zhì)Sm2O3的加入量為液態(tài)陰極加入量的(0.13-0.5) /X倍。
5.根據(jù)權(quán)利要求4中所述的一種液態(tài)陰極熔鹽電解法制備鋁釤中間合金的方法，其特征是:X為液態(tài)陰極中鋁的含量。
6.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種液態(tài)陰極熔鹽電解法制備鋁釤中間合金的方法，其特征是:電解所得的鋁釤合金中釤含量可達到30%以上。
【專利摘要】本發(fā)明解決了熔鹽電解法制備鋁釤中間合金的方法問題，提供的是一種氟化物熔鹽電解制備鋁釤中間合金的方法。以SmF3-LiF為熔鹽體系，向熔鹽中加入Sm2O3作為電解質(zhì)；以直徑為50-60mm的鎢棒為陰極、鋁為液態(tài)陰極，石墨為陽極；溫度750-900℃條件下，陰極電流密度為1-2A/cm2，經(jīng)25-40min電解熔鹽表面液態(tài)陰極中聚集著鋁釤中間合金，連同部份鋁還原的效果，電流效率可達到90%以上，鋁釤合金中釤含量達到30%以上。本發(fā)明方法實用，有效解決了電解過程二價和三價釤離子往復(fù)循環(huán)空耗電流的問題，成功地用電解方法獲得了釤的中間合金；且生產(chǎn)效率高，熔鹽夾雜少、組成均勻、生產(chǎn)成本極低。同時，本方法也可用于其它類似中間合金的制備。
【IPC分類】C25C3-36
【公開號】CN104775137
【申請?zhí)枴緾N201410012768
【發(fā)明人】張小聯(lián), 鄭鑫, 王虹
【申請人】贛州飛騰輕合金有限公司
【公開日】2015年7月15日
【申請日】2014年1月13日