熔盐电解制备Mg-Li-Mn、Al-Li-Mn和Mg-Li-Al-Mn合金及其机理的研究

发布时间：2020-11-12 19:43

　　镁锂和铝锂基合金具有低密度、高比刚度、突出的减震性能和优异的电磁屏蔽性能,在汽车、计算机、通讯、电子和国防军事等领域将极具发展潜力。由于合金的强度较低,耐腐性差,添加合金化元素是改善其性能的一种有效途径。本文通过熔盐电解一步制备Mg–Li–Mn、Al-Li–Mn和Mg–Li–Al–Mn合金,采用XRD、SEM和EDS对合金进行了表征和分析。并创新性的采用MnO_2作为原材料,探究MgCl_2和AlCl_3对其氯化作用。在LiCl–KCl–MgCl_2熔盐体系中,通过方波伏安法、开路计时电位法和循环伏安法研究Mg(II)在钼电极上的电化学行为,得到扩散系数D _(Mg(II))=3.41×10~(–5 )cm~2·s~(–1),判断出Mg(II)是一步两个电子转移,并且Mg(II)/Mg电极过程是可逆的。在LiCl–KCl–MgCl_2–MnO_2熔盐体系中,研究Mn(II)的电化学行为,判断出Mn(II)是一步两个电子转移,Mn(II)/Mn电极过程是不可逆的,计算Mn(II)的扩散系数D _(Mn(II))=2.32×10~(–5 )cm~2·s~(–1)。通过循环伏安、方波伏安、计时电位和开路计时电位等方法研究Mg(II)、Li(I)和Mn(II)共沉积的过程。在–2.1 V恒电位电解3 h制备了Mg–Li–Mn合金,并采用XRD、SEM和EDS对合金进行表征和分析。在LiCl–KCl–AlCl_3熔盐体系中,通过循环伏安法和方波伏安法研究Al(III)的还原过程,Al(III)通过一步还原为金属Al,得到它的扩散系数D _(Al(III))=1.28×10~(-5) cm~2·s~(-1),并发现Al(III)/Al是不完全可逆的。在不同浓度的AlCl_3和MnO_2的LiCl–KCl熔盐体系中研究Al(III)、Li(I)和Mn(II)共沉积的过程。在–1.0 A下,通过恒电流电解3 h制备了Al–Li–Mn合金,并采用XRD和SEM方法对合金进行分析,发现Al–Li–Mn合金主要以Al_6Mn相形式存在。在LiCl–KCl熔盐体系中钼电极上,研究了不同浓度的MgCl_2和AlCl_3对MnO_2的氯化作用。探索Mg(ΙΙ)、Li(I)、Al(III)和Mn(ΙΙ)的共沉积条件,通过调整电位在-2.0 V时可以达到共沉积。采用恒电位-2.0 V电解3 h制备了Mg–Li–Al–Mn合金,并采用SEM和EDS手段对合金进行表征,发现合金中的元素分布不均匀。本文采用共电沉积法电解制备了Mg–Li–Mn、Al–Li–Mn和Mg–Li–Al–Mn合金。采用MnO_2作为原材料,为含锰元素合金的制备提供了一条新途径。
【学位单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2015
【中图分类】：TF82
【部分图文】：

熔度图,优点