熔盐电解Li 2 CO 3 制备铝锂母合金过程电化学机理研究

发布时间：2024-04-08 21:16

　　铝锂合金作为一种低密度、高强度的理想结构材料广泛应用于航空航天及国防太空等领域。目前生产铝锂合金的方法多为铸锭冶金法,此工艺流程长,锂回收率低,烧损率高,很难制取成分稳定的铝锂合金。本课题采用液态铝做阴极,以Li2CO3为原料,在熔盐体系中将锂离子在液态阴极上还原为金属锂并与液态铝金属形成铝锂合金。选出了一种纯锂盐体系LiCl-Li F并确定了配比和电解温度,测定了熔盐密度和初晶温度,研究了不同温度下1wt%Li2CO3对熔盐体系电导率的影响,研究表明温度对熔盐电导率影响明显,随着温度的提高,体系电导率增大;1wt%Li2CO3的加入对该温度下电导率的影响不是很大,但是会略有变小,随着碳酸锂量的增加这种减小会更加明显。测定了59.5%Li Cl-39.5%LiF-1%Li2CO3熔盐密度1.788 g·cm-3,初晶温度470℃。介绍了熔盐电解制备铝锂合金方法,并研究了电解过程电流效率和反电动势以及碳酸锂的加料周期变化规律,并理论上解释了加料前后反电动势变化现象的原因。在电解过程中,对于电解用石墨阳极的破损现象,进行了机理解释。研究表明,随着电流强度的增大,电流效率呈现先增大再变小的趋...

【文章页数】：54 页

【学位级别】：硕士

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中文摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 金属锂简介
    1.2 铝锂合金材料
        1.2.1 铝锂合金的应用及发展
        1.2.2 铝锂合金的研究现状与方向探索
    1.3 熔盐电解工艺
        1.3.1 熔盐电解法介绍
        1.3.2 熔盐电解制备铝锂合金方法
    1.4 本课题的提出及意义
第二章 实验部分与研究方法
    2.1 实验试剂及预处理
    2.2 实验所用设备
    2.3 实验研究内容介绍
        2.3.1 熔盐物性基础研究
        2.3.2 熔盐电解过程研究
        2.3.3 熔盐电化学研究方法
    2.4 小结
第三章 熔盐体系物化性质基础研究
    3.1 熔盐电解质体系与电解温度的讨论与确定
    3.2 不同温度下Li₂CO₃对熔盐体系电导率的影响
    3.3 熔盐密度的测定
    3.4 电解质初晶温度测定结果
    3.5 小结
第四章 熔盐电解法制备铝锂合金过程研究
    4.1 电流效率的研究
        4.1.1 电流强度对电流效率和锂含量的影响
        4.1.2 电解时间对电流效率和锂含量的影响
    4.2 反电动势的研究
        4.2.1 加料前后反电动势随电流密度的变化
        4.2.2 控制步骤判断
        4.2.3 加料周期研究
    4.3 阳极效应和石墨阳极破损机理
    4.4 铝锂合金恒电流制备及其表征
    4.5 小结
第五章 熔盐电解制备铝锂母合金过程电化学机理研究
    5.1 电化学实验装置及实验过程
    5.2 循环伏安法研究Li₂CO₃在钨电极上的放电行为
    5.3 LiCl-Li F-Li₂CO₃体系钨丝工作电极上的计时电流研究
    5.4 加入碳酸锂前后体系不同恒电流下计时电位研究
    5.5 小结
第六章 结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
作者简介



本文编号：3948825