La、Pr、Sm在Mg、Al阴极上沉积机理研究

发布时间：2021-05-24 20:53

　　镁基、铝基合金广泛的应用在航空航天领域、汽车领域和电子行业等。但是,硬度低、弹性模量低等缺点限制了镁基、铝基合金在各种各样领域的进一步应用。在合金中添加稀土元素能够有效的提升合金的性能。传统制备镁基、铝基合金的方法为热还原法,在本实验中采用的是熔盐电解法。首先,利用不同的电化学方法研究了 La、Pr、Sm在Mg、Al阴极上的沉积机理。然后采用共电沉积法、阴极合金化法和液态阴极法制备了含有AlxRE（Al4La、Al2Pr、Al4Srm）金属间化合物晶须的镁基、铝基合金。最后,通过共电沉积法制备了 Mg-Li-La合金,发现改变MgCl2的浓度可以调节合金的相组成以及合金相的晶粒尺寸。具体的工作内容如下:在LiCl-KCl熔盐中,采用不同的电化学方法研究了稀土钐离子在Al电极上的沉积机理。在固态Al电极上,Sm与Al可形成三种金属间化合物,分别为Al2Sm、Al3Sm和Al4Sm。通过阴极合金化法制备了含有不同合金相的Al-Sm合金。在液态Al电极上,Sm与Al可形成一种金属间化合物,为Al4Sm。通过液态阴极法制备了 Al-Li-Sm合金。通过调节合金冷却速度制备了含有Al4Sm金属间... 

【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校

【文章页数】：168 页

【学位级别】：博士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 熔盐电解简介
        1.2.1 熔盐简介
        1.2.2 熔盐电解的发展历程
    1.3 熔盐电解制备合金及研究现状
        1.3.1 熔盐电解制备合金的优点
        1.3.2 熔盐电解制备合金的方法及研究现状
    1.4 稀土元素简介
        1.4.1 稀土元素的应用
        1.4.2 稀土元素La、Pr和Sm在LiCl-KCl体系中的电化学行为研究进展
    1.5 本文的研究意义及主要研究内容
        1.5.1 本文的研究意义
        1.5.2 本文主要研究内容
第2章 实验部分
    2.1 主要试剂
    2.2 实验装置
        2.2.1 熔盐体系
        2.2.2 三电极体系
        2.2.3 电解池
    2.3 电化学实验测试方法
        2.3.1 扫描电子显微镜以及能谱分析
        2.3.2 X射线衍射仪(XRD)
        2.3.3 透射电子显微镜分析(TEM)
        2.3.4 杨氏模量测试
        2.3.5 显微硬度仪
    2.4 本章小结
第3章 Sm(Ⅲ)在Al阴极上沉积机理研究
    3.1 引言
    3.2 Sm(Ⅲ)在惰性W电极上的电化学行为研究
        3.2.1 循环伏安法
        3.2.2 方波伏安法和开路计时电位法
    3.3 Sm(Ⅲ)在固态Al电极上沉积机理研究
        3.3.1 循环伏安法
        3.3.2 方波伏安法
        3.3.3 开路计时电位法
        3.3.4 阴极极化法
        3.3.5 阴极合金化法制备Al-Sm合金
        3.3.6 Al-Sm合金的性能表征
    3.4 Sm(Ⅲ)在液态Al电极上沉积机理研究
        3.4.1 Sm(Ⅲ)在液态Al电极上的电化学行为
        3.4.2 液态阴极法制备Al-Li-Sm合金
        3.4.3 Al-Li-Sm合金的性能表征
    3.5 本章小结
第4章 La(Ⅲ)在A1阴极上沉积机理研究
    4.1 引言
    4.2 La(Ⅲ)在W电极上的电化学行为
        4.2.1 循环伏安法
        4.2.2 方波伏安法
        4.2.3 计时电位法
    4.3 La(Ⅲ)在固态A1电极上沉积机理研究
        4.3.1 LiCl-KCl-LaCl_3体系
        4.3.2 LiCl-KCl-LaCl_3-SmCl_3体系
        4.3.3 La与Sm的分离及Al-La合金的制备与表征
    4.4 La(Ⅲ)在液态Al电极上沉积机理研究
        4.4.1 La(Ⅲ)在液态Al电极上的电化学行为
        4.4.2 液态阴极法制备Al-Li-La合金
        4.4.3 Al-Li-La合金的性能测试
    4.5 本章小结
第5章 La(Ⅲ)在Mg阴极上沉积机理研究
    5.1 引言
    5.2 La(Ⅲ)在W电极上LiCl-KCl-MgCl_2-LaCl_3体系中的电化学行为
        5.2.1 循环伏安法
        5.2.2 方波伏安法
        5.2.3 开路计时电位法
        5.2.4 计时电位法
    5.3 La(Ⅲ)在Mg电极上LiCl-KCl-LaCl_3体系中的电化学行为
        5.3.1 循环伏安法
        5.3.2 开路计时电位法
        5.3.3 阴极极化法
    5.4 阴极合金化法和共电沉积法制备Mg-La和Mg-Li-La合金
        5.4.1 阴极合金化法制备Mg-La合金
        5.4.2 共沉积法制备Mg-Li-La合金
    5.5 La(Ⅲ)在LiCl-KCl-MgCl_2-AlCl_3-LaCl_3体系中的电化学行为
        5.5.1 循环伏安法
        5.5.2 方波伏安法
        5.5.3 开路计时电位法
        5.5.4 计时电位法
    5.6 共沉积及液态阴极法制备Mg-Li-Al-La合金
        5.6.1 共沉积法制备Mg-Li-Al-La合金
        5.6.2 液态阴极法制备Mg-Li-Al-La合金
        5.6.3 四元Mg-Li-Al-La合金的性能表征
    5.7 本章小结
第6章 Pr(Ⅲ)在Mg阴极上沉积机理研究
    6.1 引言
    6.2 Pr(Ⅲ)在W电极上LiCl-KCl体系中的电化学行为
        6.2.1 循环伏安法
        6.2.2 开路计时电位法
    6.3 Pr(Ⅲ)在LiCl-KCl-MgCl_2-AlCl_3-PrCl_3体系中的电化学行为
        6.3.1 循环伏安法
        6.3.2 方波伏安法
        6.3.3 开路计时电位法
        6.3.4 计时电位法
    6.4 共沉积和液态阴极法制备Mg-Li-Al-Pr合金
        6.4.1 共沉积法制备Mg-Li-Al-Pr合金
        6.4.2 液态阴极法制备Mg-Li-Al-Pr合金
        6.4.3 四元Mg-Li-Al-Pr合金的性能表征
    6.5 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文和取得的科研成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3204846