低温熔盐电脱氧法制备金属镁及铝镁合金的研究

摘要

金属镁是重要的轻金属，金属镁及镁铝合金具有优良的性能，广泛应用于航天、航空、冶金、汽车和3C产业等领域。目前工业上生产镁及镁铝合金能耗大、成本高、污染严重。人们一直在寻找低能耗，对环境友好的炼镁及镁铝合金的工艺技术。低温镁及镁铝合金电解制备能够降低能耗，且有助于保护环境。因此，低温镁及镁铝合金电解制备一直是工业和学术界研究、关注的课题。
　　本论文采用熔盐直接电化学脱氧法(FFC)进行低温熔盐电脱氧制备金属镁及铝镁合金。研究了氧化镁阴极还原过程;氧化镁阴极制备工艺、阴极电解工艺、不同液态金属导电体对电解的影响;Al-Mg合金在低温熔盐中的电解制备。
　　通过实验得出，固态氧化镁低温熔盐还原机理是二价镁→镁一步完成;MgO烧结温度、烧结时间是影响阴极片制备的因素，确定氧化镁阴极片制备条件是烧结温度范围1100℃～1200℃，烧结时间范围3h～6h;熔盐温度、熔盐中CaCl2的含量是影响电解效果的因素，高的熔盐温度对电解有利，CaCl2在熔盐中含量增加有利于电解反应的快速进行;采用液态铝镁合金导体适合镁电解;以固态Al2O3-MgO粉为原料低温熔盐电解可以制成Al-Mg合金，确定Al2O3-MgO阴极片烧结温度为1300℃，烧结时间为8h。

目录

论文说明

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摘要

第一章 绪论

1．1 镁及镁铝合金概况

1．1．1 镁资源

1．1．2 金属镁的应用

1．1．3 镁冶炼发展史

1．1．4 镁冶炼现状

1．2 铝镁合金的概况

1．2．1 Al-Mg合金简介

1．2．2 铝镁合金目前的主要应用领域

1．2．3 铝镁合金的生产技术

1．3 熔盐电脱氧法(FFC法)

1．4 本论文主要研究内容

第二章 实验原料及设备

2．1 实验原料

2．2 实验设备

第三章 氧化镁阴极还原过程研究

3．1 实验

3．1．1 实验装置

3．1．2 混合熔盐的准备

3．1．3 工作电极、参比电极的制备

3．1．4 辅助电极的制备

3．1．5 预电解电极制备

3．1．6 实验过程

3．2 实验结果与讨论

3．2．1 熔盐电化学窗口的确定

3．2．2 氧化镁阴极还原过程循环伏安测试

3．2．3 氧化镁直接电化学还原过程热力学计算

第四章 氧化镁及铝镁合金阴极直接电化学还原工艺研究

4．1 实验可行性分析

4．1．1 热力学计算

4．1．2 动力学分析

4．2 电解实验装置及实验

4．2．1 实验装置

4．2．2 实验

4．3 氧化镁阴极制备工艺研究

4．3．1 制片压力对阴极片制备的影响

4．3．2 烧结温度对阴极片制备的影响

4．3．3 烧结时间对阴极片制备的影响

4．4 氧化镁阴极电解工艺研究

4．4．1 氧化镁烧结片为阴极金属丝做导电体电解工艺研究

4．4．2 液态金属用做导电体氧化镁阴极片电解工艺研究

4．5 Al2O3-MgO阴极直接电化学还原工艺研究

4．5．1 烧结温度单因素实验

4．5．2 烧结时间单因素实验

4．6 尾气观察

第五章 结论

参考文献

致谢