Dy(Ⅲ)在氯化物熔盐体系中欠电位沉积和氯化作用的研究及制备镁铝镝合金

摘要

本文采用循环伏安法、方波伏安法、计时电位法和开路计时电位法研究了LiCl–KCl熔盐体系中Dy(III)离子的欠电位沉积,MgCl2和AlCl3对Dy2O3的氯化作用及多元共沉积制备Mg-Al-Dy合金的电化学机理。
　　在803K、853K、903K下,采用电化学暂态(循环伏安法CV、方波伏安法SWV)和稳态方法(开路计时电位OCP)研究了不同浓度Dy(III)离子在Al电极上LiCl-KCl熔盐体系中的欠电位沉积,发现当Dy(III)离子浓度增加,Dy在Al电极上的欠电位值增大;当研究温度升高,Dy在Al电极上的欠电位值减小。
　　在LiCl-KCl熔盐中,研究了MgCl2和AlCl3对Dy2O3的氯化作用。采用饱和法测量了Dy2O3在LiCl-KCl-MgCl2和LiCl-KCl-AlCl3熔盐中的溶解度,发现当熔盐中加入MgCl2和AlCl3后,Dy2O3的溶解度增加。通过XRD对固相反应样品分析发现,MgCl2和AlCl3与Dy2O3反应生成可溶性的DyCl3,增大了Dy(III)在熔盐中的溶解度。在LiCl-KCl-Dy2O3-MgCl2和LiCl-KCl-Dy2O3-AlCl3熔盐中,分别考察了Mg-Li-Dy和Al-Li-Dy合金共沉积的机理,发现当阴极电位负于-2.30V或阴极电流密度大于0.5A/cm2时,可以实现Mg(II)、Li(I)、Dy(III)的共沉积;当阴极电位负于-2.30V或阴极电流密度与大于0.4A/cm2时,可以实现Al(III)、Li(I)、Dy(III)的共沉积。XRD结果表明,共电沉积能够得到相组成为Mg2Dy的Mg-Li-Dy合金和相组成为Al3Dy、Al2Dy3、AlDy的Al-Li-Dy合金。
　　在LiCl-KCl-DyCl3熔盐中,研究了Dy(III)离子在钼电极上的电化学行为,Dy(III)离子的还原电位为-2.046V,在扫速低于500mV/s时,Dy(III)离子的电化学还原为可逆过程。在LiCl-KCl-DyCl3-MgCl2-AlCl3熔盐体系中,采用循环伏安法和计时电位法研究了Mg(II)、Al(III)和Dy(III)离子的电还原过程和电沉积机理。当阴极电位负于-2.05V或阴极电流密度大于0.87A/cm2时,可以实现Mg、Al、Dy的共电沉积。恒电流电解制得了相组成为Mg2Dy、Al3Dy和AlDy相的Mg-Al-Dy三元合金。

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第1章 绪 论

1.1 引言

1.2 熔盐和熔盐电解

1.3 欠电位沉积

1.4 镁、铝合金及镝在合金中的作用

1.5 熔盐中的氯化作用

1.6选题的意义和主要研究内容

第2章 实验部分

2.1药品及仪器

2.2实验装置

2.3电化学测试方法

2.4合金表征

2.5 实验流程

第3章 LiCl-KCl熔盐体系中Dy(III)在Al电极上欠电位沉积研究

3.1引言

3.2循环伏安法研究Dy(III)在Al电极上的欠电位值

3.3开路计时电位法研究Dy(III)在Al电极上的欠电位值

3.4方波伏安法研究Dy(III)在Al电极上的欠电位值

3.5本章小结

第4章 MgCl2、AlCl3对Dy2O3的氯化作用

4.1 熔盐体系LiCl-KCl-MgCl2-Dy2O3的电化学行为研究

4.2 MgCl2对Dy2O3的氯化作用

4.3 LiCl-KCl-Dy2O3-MgCl2共电沉积制备Mg-Li-Dy合金

4.4 熔盐体系LiCl-KCl-AlCl3-Dy2O3的电化学行为研究

4.5 AlCl3对Dy2O3的氯化作用

4.6 LiCl-KCl-Dy2O3-AlCl3共电沉积制备Al-Li-Dy合金

4.7 本章小结

第5章 镁铝镝合金的制备及机理研究

5.1引言

5.2 Dy(III)在LiCl-KCl-DyCl3中的电化学行为研究

5.3 Mg(II)、Al(III)和Dy(III)的电化学行为研究

5.4 共电沉积制备Mg-Al-Dy合金及其表征

5.5本章小结

结 论

参考文献

致谢