熔鹽電解Al-Li合金的熔體選擇及熔體結(jié)構(gòu)的研究.pdf

1、隨著鋁鋰合金在航空航天、國防器械、熱核聚變等技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用拓展，近年來其生產(chǎn)規(guī)模和產(chǎn)量得到迅猛發(fā)展。熔鹽電解Li2O是一種生產(chǎn)鋁鋰合金的新方法，它與傳統(tǒng)的對(duì)摻法相比，具有節(jié)能、簡化流程、無金屬的二次燃燒損失等優(yōu)點(diǎn)，因此，引起了人們的廣泛研究。本文主要研究了電解Li2O制備鋁鋰合金時(shí)Li2O在熔鹽體系中的溶解行為及O2-在熔鹽體系中的存在形式。
　　分別以Li2CO3和LiOH·H2O為原料制備Li2O，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，以Li2CO3為原

2、料制備Li2O其產(chǎn)率只有45.5％，而以LiOH·H2O原料的產(chǎn)率為82.2％，純度高達(dá)97.6％，可用作后續(xù)實(shí)驗(yàn)的原料。
　　采用XRD分析法分別對(duì)Li2CO3在熔融CaF2、CaCl2、BaF2、LiF中，Li2O在熔融LiF-CaF2，CaCl2，LiF-CaF2-CaCl2中的存在形態(tài)進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)Li2CO3在CaF2、CaCl2和BaF2中會(huì)形成高熔點(diǎn)的CaCO3或BaCO3，使電解質(zhì)變得粘稠，不利于電解反應(yīng)的進(jìn)行;

3、而Li2O則會(huì)與CaF2和CaCl2反應(yīng)生成CaO，易溶于CaCl2中。因此認(rèn)為在LiCl-LiF，CaF2、 LiF-CaF2(-CaCl2)電解質(zhì)體系中采用惰性陽極時(shí)，可以用Li2O作為原料，電解制備純度更高的金屬鋰或其合金。
　　通過目視觀察法在透明石英槽中研究了Li2O在不同體系中的溶解過程，結(jié)果表明，Li2O易溶解于熔融LiCl且溶解度較高，CaO易溶解于熔融CaCl2。攪拌能夠提高Li2O、CaO的溶解速度。
　

4、　采用步冷曲線法和示差掃描量熱法分別測(cè)定了LiCl-Li2O和LiF-CaF2-Li2O熔鹽的液相線溫度，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了對(duì)各熔鹽體系的冰點(diǎn)降低研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn):Li2O在熔融LiCl中最可能的溶解方式是以陰離子Li2OCl22-的形式按照Flood模型溶解;LiF在LiCl-LiF中最有可能的溶解方式是以陽離子Li+和陰離子F-，或以陰離子Li2FCl22-的形式按照Temkin或Flood模型進(jìn)行溶解;對(duì)于CaF2摩爾百分含量小于20