熔鹽電解制備Mg-Li-Mn、Al-Li-Mn和Mg-Li-Al-Mn合金及其機(jī)理的研究

發(fā)布時(shí)間：2020-11-12 19:43

　　鎂鋰和鋁鋰基合金具有低密度、高比剛度、突出的減震性能和優(yōu)異的電磁屏蔽性能,在汽車(chē)、計(jì)算機(jī)、通訊、電子和國(guó)防軍事等領(lǐng)域?qū)O具發(fā)展?jié)摿ΑＳ捎诤辖鸬膹?qiáng)度較低,耐腐性差,添加合金化元素是改善其性能的一種有效途徑。本文通過(guò)熔鹽電解一步制備Mg–Li–Mn、Al-Li–Mn和Mg–Li–Al–Mn合金,采用XRD、SEM和EDS對(duì)合金進(jìn)行了表征和分析。并創(chuàng)新性的采用MnO_2作為原材料,探究MgCl_2和AlCl_3對(duì)其氯化作用。在LiCl–KCl–MgCl_2熔鹽體系中,通過(guò)方波伏安法、開(kāi)路計(jì)時(shí)電位法和循環(huán)伏安法研究Mg(II)在鉬電極上的電化學(xué)行為,得到擴(kuò)散系數(shù)D _(Mg(II))=3.41×10~(–5 )cm~2·s~(–1),判斷出Mg(II)是一步兩個(gè)電子轉(zhuǎn)移,并且Mg(II)/Mg電極過(guò)程是可逆的。在LiCl–KCl–MgCl_2–MnO_2熔鹽體系中,研究Mn(II)的電化學(xué)行為,判斷出Mn(II)是一步兩個(gè)電子轉(zhuǎn)移,Mn(II)/Mn電極過(guò)程是不可逆的,計(jì)算Mn(II)的擴(kuò)散系數(shù)D _(Mn(II))=2.32×10~(–5 )cm~2·s~(–1)。通過(guò)循環(huán)伏安、方波伏安、計(jì)時(shí)電位和開(kāi)路計(jì)時(shí)電位等方法研究Mg(II)、Li(I)和Mn(II)共沉積的過(guò)程。在–2.1 V恒電位電解3 h制備了Mg–Li–Mn合金,并采用XRD、SEM和EDS對(duì)合金進(jìn)行表征和分析。在LiCl–KCl–AlCl_3熔鹽體系中,通過(guò)循環(huán)伏安法和方波伏安法研究Al(III)的還原過(guò)程,Al(III)通過(guò)一步還原為金屬Al,得到它的擴(kuò)散系數(shù)D _(Al(III))=1.28×10~(-5) cm~2·s~(-1),并發(fā)現(xiàn)Al(III)/Al是不完全可逆的。在不同濃度的AlCl_3和MnO_2的LiCl–KCl熔鹽體系中研究Al(III)、Li(I)和Mn(II)共沉積的過(guò)程。在–1.0 A下,通過(guò)恒電流電解3 h制備了Al–Li–Mn合金,并采用XRD和SEM方法對(duì)合金進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)Al–Li–Mn合金主要以Al_6Mn相形式存在。在LiCl–KCl熔鹽體系中鉬電極上,研究了不同濃度的MgCl_2和AlCl_3對(duì)MnO_2的氯化作用。探索Mg(ΙΙ)、Li(I)、Al(III)和Mn(ΙΙ)的共沉積條件,通過(guò)調(diào)整電位在-2.0 V時(shí)可以達(dá)到共沉積。采用恒電位-2.0 V電解3 h制備了Mg–Li–Al–Mn合金,并采用SEM和EDS手段對(duì)合金進(jìn)行表征,發(fā)現(xiàn)合金中的元素分布不均勻。本文采用共電沉積法電解制備了Mg–Li–Mn、Al–Li–Mn和Mg–Li–Al–Mn合金。采用MnO_2作為原材料,為含錳元素合金的制備提供了一條新途徑。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類(lèi)】：TF82
【部分圖文】：

熔度圖,優(yōu)點(diǎn)