[发明专利]一种用水合氯化镁和氯化稀土电解制备镁稀土合金的方法无效
申请号: | 201010100139.5 | 申请日: | 2010-01-20 |
公开(公告)号: | CN101775627A | 公开(公告)日: | 2010-07-14 |
发明(设计)人: | 韩继龙;火焱;孙庆国;吴志坚;李明珍 | 申请(专利权)人: | 中国科学院青海盐湖研究所 |
主分类号: | C25C3/36 | 分类号: | C25C3/36 |
代理公司: | 兰州中科华西专利代理有限公司 62002 | 代理人: | 李艳华 |
地址: | 810008*** | 国省代码: | 青海;63 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 水合 氯化镁 氯化 稀土 电解 制备 合金 方法 | ||
技术领域
本发明涉及一种生产镁稀土合金的方法,尤其涉及一种用水合氯化镁和氯化稀土电解制备镁稀土合金的方法。
背景技术
镁合金是最轻的工程结构材料,具有密度小、比强度和刚度高、导热导电性能好、易于成形加工、废料容易回收等特点,在汽车、电子、家电、通讯、仪表以及航天航空等领域的应用日益增多,被誉为“21世纪绿色工程金属结构材料”,因此,其生产工艺技术和应用研究越来越引起人们的关注。而稀土元素独特的核外电子排布,使其在冶金、材料领域中具有净化合金、改善合金组织、提高合金室温及高温力学性能、增强合金耐腐蚀性能等独特的作用。
稀土元素在镁合金中的作用一般可分为两个方面,其一是改良镁合金性能的合金添加剂,细化晶粒、提高合金的高温强度;另一方面是主合金元素,与其它系镁合金相比,镁-稀土合金具有时效强化效应,室温和高温强度较高。
传统的镁电解法是采用无水氯化镁作为电解原料,而无水氯化镁由于制备困难,生产成本高,从而导致生产出的镁或镁合金成本高,产品缺乏市场竞争力。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种缩短工艺流程、降低生产成本的用水合氯化镁和氯化稀土电解制备镁稀土合金的方法。
为解决上述问题,本发明所述的一种用水合氯化镁和氯化稀土电解制备镁稀土合金的方法,其特征在于:该方法以MgCl2·2H2O和CeCl3·3H2O或MgCl2·2H2O和NdCl3·3H2O为电解原料,以MgCl2-NaCl-KCl-CeCl3体系或MgCl2-NaCl-KCl-NdCl3体系为电解质,以钼棒为下沉阴极、石墨为阳极,在电压为4.0~8.0V、温度为680~800℃的条件下进行直流电解,在阴极得到镁稀土合金。
所述电解原料MgCl2·2H2O与CeCl3·3H2O或MgCl2·2H2O与NdCl3·3H2O的质量比均为1∶1~10∶1。
所述电解质中MgCl2质量百分含量为10~20%,氯化稀土质量百分含量为5~20%,氯化钠与氯化钾的质量比为1∶1~3∶1。
所述镁稀土合金为Mg-Ce合金或Mg-Nd合金。
熔盐MgCl2-NaCl-KCl-CeCl3系电解过程中包括MgCl2、CeCl3、CeOCl等物质,可能发生的电解反应氯化镁电解、氯化铈电解。
熔盐MgCl2-NaCl-KCl-NdCl3系电解过程中包括MgCl2、NdCl3、NdOCl等物质,可能发生的电解反应氯化镁电解、氯化钕电解。
实验过程主要是对MgCl2、CeCl3、NdCl3的电解,反应方程式如下:
MgCl2=Mg+Cl2↑
CeCl3=Ce+3/2Cl2↑
NdCl3=Nd+3/2Cl2↑
电解过程中加入的原料MgCl2·2H2O加热过程中容易发生水解反应,
MgCl2·2H2O→MgOHCl+HCl(g)+H2O(g)t=182℃(部分水解)
MgCl2·H2O→MgOHCl+HCl(g)t=350℃ (完全水解)
MgOHCl→MgO+HCl(g) t=554℃
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