熔盐体系中Tb(Ⅲ)的电化学行为研究及镍铽中间合金、镁锂铽合金的制备

发布时间：2023-03-04 10:50

　　本文研究了 LiCl-KCl-TbC13熔盐体系中稀土 Tb(Ⅲ)离子在惰性W电极和活性Ni电极上的电化学行为,利用阴极合金化法和共还原法在相应的熔盐体系中分别制备了 Ni-Tb金属间化合物和Mg-Li-Tb合金,并探讨了制备合金的电化学机理,并获得了较为理想的工艺参数。采用XRD、SEM-EDS和ICP-AES表征了所制备的Ni-Tb金属间化合物和Mg-Li-Tb合金样品的微观结构和元素组成。在450-525℃的温度范围内,以惰性电极钨电极为工作电极,通过循环伏安法、方波伏安法、计时电位法和开路计时电位法等电化学技术手段研究了稀土Tb(Ⅲ)离子在LiCl-KCl低共晶盐体系中的电化学行为。根据循环伏安曲线和方波伏安曲线得到的结果可知,Tb(Ⅲ)离子通过一步得到3个电子电化学还原为金属Tb。在0.01～0.4 V·s-1的扫描速率范围内,根据不同温度的循环伏安曲线可知,稀土 Tb(Ⅲ)离子在该体系中的电极过程受传质速率控制,当扫描速率低于0.05 V s-1时,Tb(Ⅲ)离子的还原过程是可逆的。计算在该条件下的Tb(Ⅲ)离子的扩散系数为DTb(Ⅲ)= 0.49×10-5 cm-2·s-...

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 Ni-RE合金与Mg-Li-RE合金
        1.2.1 稀土在合金中的应用
        1.2.2 Ni-RE合金
        1.2.3 Mg-Li-RE合金
    1.3 熔盐和熔盐电化学
        1.3.1 熔盐简介
        1.3.2 熔盐电解简介
        1.3.3 熔盐电化学的研究进展
    1.4 本文研究意义以及主要研究内容
        1.4.1 研究意义
        1.4.2 主要研究内容
第2章 实验部分
    2.1 实验药品及仪器
    2.2 实验装置
        2.2.1 电解池
        2.2.2 熔盐电解质
        2.2.3 三电极体系
    2.3 电化学测试方法
        2.3.1 循环伏安法
        2.3.2 方波伏安法
        2.3.3 计时电位法
        2.3.4 开路计时电位法
        2.3.5 电化学工作站
    2.4 实验流程
    2.5 样品的表征方法
        2.5.1 电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP)
        2.5.2 X射线衍射(XRD)
        2.5.3 扫描电子显微镜(SEM)
    2.6 本章小结
第3章 铽离子在LiCl-KCl熔盐体系中的电化学机理研究
    3.1 引言
    3.2 Tb(Ⅲ)离子在W电极上的电化学行为
        3.2.1 Tb(Ⅲ)离子的电化学还原行为研究
        3.2.2 反应步骤的确定
        3.2.3 反应可逆性判断
        3.2.4 扩散系数的计算
        3.2.5 活化能的计算
        3.2.6 计时电位研究
        3.2.7 开路计时电位研究
    3.3 本章小结
第4章 熔盐电解制备Ni-Tb金属间化合物
    4.1 引言
    4.2 Tb(Ⅲ)离子在Ni电极上的电化学行为
        4.2.1 循环伏安法研究
        4.2.2 方波伏安法研究
        4.2.3 开路计时电位研究
        4.2.4 恒电位电解及合金表征
        4.2.5 热力学计算
    4.3 本章小结
第5章 熔盐电解制备Mg-Li-Tb合金
    5.1 引言
    5.2 共电沉积Mg-Li-Tb合金的电化学机理研究
        5.2.1 循环伏安研究
        5.2.2 方波伏安研究
        5.2.3 计时电位研究
    5.3 共电沉积Mg-Li-Tb合金的工艺研究
        5.3.1 电解温度对电流效率的影响
        5.3.2 阴极电流密度对电流效率的影响
        5.3.3 MgCl₂加入对合金组分的影响
    5.4 恒电流共电沉积制备Mg-Li-Tb合金的工艺条件
    5.5 合金的微观结构
        5.5.1 X射线衍射图谱分析
        5.5.2 扫描电子显微镜分析
    5.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
致谢



本文编号：3754152