熔鹽電解法制備鋁鋰合金新工藝的研究.pdf

1、鋁鋰合金具有比重輕、強度與彈性模量高、抗腐蝕、耐高溫和超低溫等一系列優(yōu)點從而廣泛應(yīng)用于航空航天及國防太空等領(lǐng)域。目前其主要的制備方法為鑄錠冶金法，該法需要的設(shè)備成本較高，操作也比較復雜。因此研發(fā)鋁鋰合金的制備工藝已成為當前的熱點，本課題主要探討了在LiF-LiCl-Li2O和LiF-LiCl-Li2CO3熔鹽體系中制備鋁鋰合金的可行性。
　　利用循環(huán)伏安法、線性掃描法、計時電位法以及X射線衍射法(XRD)等研究了鋰離子在鋁電極上的

2、電沉積機理，確定了LiCl-LiF熔鹽體系中鋰離子在鋁電極上的還原電位及反應(yīng)產(chǎn)物。研究表明，在530℃條件下，鋰在鋁電極上沉積形成AlLi(β)合金，還原電位在-1.86V（vs.Ag/AgCl參比電極）左右。
　　在LiF-LiCl體系中，以Li2CO3為添加原料時，CO32-在陰極發(fā)生分解生成C和O2-，且分解電位比鋰的析出電位更正，因此當以Al作為陰極進行電解時，會在表面附著一些C，從而影響合金純度及電流效率;而以石墨為陽極

3、進行電解時，CO32-會與石墨反應(yīng)，生成CO2氣體;當以惰性電極鎢絲為陽極進行電解時，溶液中的O2-和CO32-在陽極氧化，生成O2。
　　在LiF-LiCl體系中，以Li2O為原料時，對鋁電極陰極反應(yīng)沒有影響，只是當以石墨為陽極進行電解時，Li2O會與C反應(yīng)生成CO2氣體，而CO2氣體易于同Li2O反應(yīng)結(jié)合成Li2CO3，然后CO32-再與石墨反應(yīng)，生成CO2氣體;當采用惰性電極白金作為陽極進行電解時，陽極氣體僅為氧氣。

4、　　由于第三代鋁鋰合金中都含有一定量的銅，所以在LiF-LiCl體系中，通過循環(huán)伏安法研究了鋰離子在鋁銅合金電極上的電沉積機理。研究表明，在530℃條件下，鋰在鋁銅合金電極上的還原電位在-1.8V（vs.Ag/AgCl參比電極）左右，為熔鹽電解制備鋁銅鋰合金提供了理論依據(jù)。
　　在研究的電化學結(jié)果基礎(chǔ)上對LiF-LiCl-Li2CO3(Li2O)體系進行電解制備Al-Li合金的研究，在530℃條件下，使用固體鋁做陰極，石墨做陽極進