熔盐电解共还原制备含有强化相铝锂铒铥合金的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103060851A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103060851103060851A(43)申请公布日2013.04.24(21)申请号201310020256.4(22)申请日2013.01.18(71)申请人哈尔滨工程大学地址150001黑龙江省哈尔滨市南岗区南通大街145号哈尔滨工程大学科技处知识产权办公室(72)发明人张密林韩伟李梅孙怡孙婷婷王英财(51)Int.Cl.C25C3/36(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书3页说明书3页附图2页附图2页(54)发明名称熔盐电解共还原制备含有强化相铝锂铒铥合金的方法(57)摘要本发明提供的是一种熔盐电解共还原制备含有强化相铝锂铒铥合金的方法。在电解炉内，以惰性金属钨为阴极，光谱纯石墨棒为阳极，在等质量比的KCl-LiCl熔盐中添加AlF3、ErCl3和TmCl3作为电解质，其中AlF3的添加量控制在8.0～11.5wt.%，ErCl3和TmCl3的添加量分别控制在0.96～1.0wt.%，在650℃下，采用下沉阴极法进行电解，阴极电流密度为3.18~7.96Acm-2，经过120分钟电解，在熔盐电解槽的阴极附近共还原析出含强化相Al3Er和Al3Tm的Al-Li-Er-Tm四元合金。本发明采用熔盐电解共还原法直接制备出含有强化相的铝锂铒铥合金，工艺简单，生产成本低。CN103060851ACN103685ACN103060851A权利要求书1/1页1.一种熔盐电解共还原制备含有强化相铝锂铒铥合金的方法，其特征是：在电解炉内，以惰性金属钨为阴极，光谱纯石墨棒为阳极，在等质量比的KCl-LiCl熔盐中添加AlF3、ErCl3和TmCl3作为电解质，其中AlF3的添加量控制在8.0～11.5wt.%，ErCl3和TmCl3的添加量分别控制在0.96～1.0wt.%，在650℃下，采用下沉阴极法进行电解，阴极电流密度为-23.18~7.96Acm，经过120分钟电解，在熔盐电解槽的阴极附近共还原析出含强化相Al3Er和Al3Tm的Al-Li-Er-Tm四元合金。2.根据权利要求1所述的熔盐电解共还原制备含有强化相铝锂铒铥合金的方法，其特征是：所述的LiCl和KCl分别在300℃、600℃干燥处理24小时。2CN103060851A说明书1/3页熔盐电解共还原制备含有强化相铝锂铒铥合金的方法技术领域[0001]本发明涉及的是一种铝锂稀土合金的制备方法。背景技术[0002]铝锂合金具有低密度、高比强度、高比刚度、优良的低温性能、良好的耐腐蚀性能和卓越的超塑成形性能，用其取代常规铝合金，可使构件质量减轻10%～15%，刚度提高15%～20%，被认为是21世纪航空航天工业最理想的轻质高强结构材料。[0003]但是，铝锂合金还存在着韧性差，各向异性明显及强度不够高等问题。为解决这一问题，各国学者通过添加微量稀土元素La、Ce、Sc等元素的形成Al-RE固溶体或者强化相的方法改善合金的某些性能。而在Al合金中添加稀土元素Er，形成具有L12型晶体结构的Al3Er。Al3Er的晶格常数与铝非常接近，与基体有较好的界面共格性，是有效的强化相。同时,由于Al3Er的熔点很高（1067℃），可以阻止高温时晶界的迁移、晶粒的长大以及晶界滑移，从而有利于提高合金的力学性能。因此，铝锂合金中含有L12型晶体结构的Al3Er相对合金性能的提升非常有益。[0004]已有技术中关于采用熔盐电解法直接生产铝锂系合金的报道，例如在公开号为CN101368281，名称为“熔盐电解法制备铝锂合金的方法”的专利文件中，公开了一种在阴极材质为铝的电解槽中，加入含锂的碳酸盐或硝酸盐，控制电流密度0.05~0.3Acm-2，制得锂含量为1~15%的铝锂合金。公开号CN101643921，名称为“一种低温熔盐电解生产高锂含量铝锂合金的方法”的专利文件中，公开了一种在共晶的LiCl-KCl体系中，电解温度380~450℃、阴极电流电流密度1.0~3.0Acm-2下，经过1~4小时电解，在铝阴极上得到合金成分分布均匀的铝锂合金。再如名称为“一种铝锂钐合金及熔盐电解制备方法”（公开号CN101886197A）的专利文件中，在氯化物体系中，添加氧化钐，在630~720℃，阴极电流密度6.4Acm-2，经过2~6小时电解，在惰性Mo电极上分别制得合金成分分布均匀的Al-Li-Sm合金。发明内容[0005]本发明的目的在于提供一种生产过程简单，合金组成在生产过程中可以控制的熔盐电解共还原制备含有强化相铝锂铒铥合金的方法。[0006]本发明的目的是这样实现的：在电解炉内，以惰性金属钨为阴极，光谱纯石墨棒为阳极，在等质量比的KCl-LiCl熔盐中添加