[发明专利]一种熔盐电解共沉积制备的铜镝中间合金及其制备方法

说明书

本发明涉及熔盐电解制备铜镝中间合金的技术，具体是一种熔盐电解共沉积制备的铜镝中间合金及其制备方法。本发明的铜镝中间合金制备方法包括以下步骤：(1)配比原料，(2)预电解，(3)电解，(4)产物收集。本发明原料成本低，工艺流程短、设备简单，没有固、液、气废弃物的排放，不造成二次污染，能够有效控制合金成份，制备出高纯、低熔点的铜镝中间合金产品，经分析合金纯度可达99.5以上％。

技术领域

本发明涉及熔盐电解制备铜镝中间合金的技术，具体是一种熔盐电解共沉积制备的铜镝中间合金及其制备方法。

背景技术

随着稀土功能材料、钢铁、有色金属合金材料等领域的高速发展，对稀土金属及合金的需求日益增加。与此同时，研究开发稀土合金也成为稀土金属研究、开发的重要领域之一。目前国内外学者研究重点主要集中在稀土-铁、铝、镁合金及镨钕基稀土合金等高新合金材料方面。然而，许多研究表明，镝铜合金有望成为既能克服多芯超导体中芯丝间的邻近藕合，又具有良好稳定性能的基体料，并可作为高性能钕铁硼磁性材料的优良新型添加剂，因此，镝铜合金在磁致伸缩材料及磁致冷材料的应用前景非常广阔。

当前铜镝合金的制备主要采用以下两种方法：(1)对掺法，其缺点主要是合金产品偏析严重，杂质夹杂集中，烧损率高；且成本高。(2)氯化物体系自耗固态阴极法，主要缺点是电解过程中，铜阴极析出的金属镝易溶于其氯化物熔体中，造成镝金属产物损失，同时熔盐中溶解的镝金属参与电子导电，从而恶化电解质的性能，导致生产成本升高；产品成分可控性差；此外，氯化物熔盐的高挥发性和镝金属在氯化物熔盐的高溶解度，会造成电耗高、电流效率低、收率低，电解过程产生氯气，环境不友好。因此，开发经济、流程简单、环境友好的“绿色”冶金工艺迫在眉睫。

发明内容

本发明的目的是克服上述不足，提供一种熔盐电解共沉积制备的铜镝中间合金及其制备方法，本发明的制备方法成本低、易实现连续生产，能够有效控制镝铜中间合金成份均匀分布。

本发明的技术方案：一种熔盐电解共沉积制备的铜镝中间合金，以不含结晶水的LiDyF₄、LiF为支持电解质和不含吸附水的Dy₂O₃、Cu₂O为活性物质构成电解原料；其中，Dy₂O₃、Cu₂O混合物占电解原料的质量百分含量为5～8％，其余为LiDyF₄、LiF支持电解质，且Dy₂O₃:Cu₂O的摩尔比为1:5，LiDyF₄:LiF的摩尔比为2:7。

一种熔盐电解共沉积制备铜镝中间合金的方法，包括以下步骤：

(1)配比原料

以不含结晶水的LiDyF₄、LiF为支持电解质和不含吸附水的Dy₂O₃、Cu₂O为活性物质构成电解原料；其中，Dy₂O₃、Cu₂O混合物占电解原料的质量百分含量为5～8％，其余为LiDyF₄、LiF支持电解质，且Dy₂O₃:Cu₂O的摩尔比为1:5，LiDyF₄:LiF的摩尔比为2:7；

(2)预电解

为充分除去步骤(1)中LiDyF₄-LiF支持电解质中杂质，在温度900℃、槽电压0.5～0.9V、电流密度0.5～0.8A/cm²的条件下，预电解0.5～1h，其中阴极为钨制金属坩埚，阳极为石墨棒；

(3)电解