一种铝镥镱合金及其熔盐电解制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102628131A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102628131A(43)申请公布日2012.08.08(21)申请号201210122795.4(22)申请日2012.04.24(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)发明人张密林韩伟孙运霞孙怡于晓峰(51)Int.Cl.C22C21/00(2006.01)C25C3/36(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书44页页附图附图11页(54)发明名称一种铝镥镱合金及其熔盐电解制备方法(57)摘要本发明提供的是一种铝镥镱合金及其熔盐电解制备方法。在电解炉内，以AlF3+NaCl+KCl+KF为电解质体系，各电解质的质量配比为AlF3∶NaCl∶KCl∶KF＝6.7～12.6％∶36.5～38.9％∶46.9～50.1％∶3.8～4.1％，将Lu2O3和Yb2O3粉末添加到电解质体系中，Lu2O3和Yb2O3的加入量均为AlF3重量的5.3～10.2％，加热至750～850℃熔融，以金属钼为阴极，石墨为阳极，电解温度750～850℃，阴极电流密度为2.8～7.8A/cm2，阳极电流密度为0.5A/cm2，槽电压4.1～5.3V，经2～4小时的电解，在熔盐电解槽阴极附近沉积出得到铝、镥、镱的含量分别为：71.1～96.6％、2.3～18.8％、0.9～10.4％的铝镥镱合金。本发明可以延长设备的使用寿命，节省能源，降低生产成本。CN102683ACN102628131A权利要求书1/1页1.一种铝镥镱合金，其特征是由重量比为铝71.1～96.6％、镥2.3～18.8％、镱0.9～10.4％组成。2.一种铝镥镱合金的熔盐电解制备方法，其特征是：在电解炉内，以AlF3+NaCl+KCl+KF为电解质体系，各电解质的质量配比为AlF3∶NaCl∶KCl∶KF＝6.7～12.6％∶36.5～38.9％∶46.9～50.1％∶3.8～4.1％，将Lu2O3和Yb2O3粉末添加到电解质体系中，Lu2O3和Yb2O3的加入量均为AlF3重量的5.3～10.2％，加热至750～850℃熔融，以金属钼为阴极，石墨为阳极，电解温度750～850℃，阴极电流密度为2.8～7.8A/cm2，阳极电流密度为0.5A/cm2，槽电压4.1～5.3V，经2～4小时的电解，在熔盐电解槽阴极附近沉积出得到铝、镥、镱的含量分别为：71.1～96.6％、2.3～18.8％、0.9～10.4％的铝镥镱合金。3.根据权利要求2所述的铝镥镱合金的熔盐电解制备方法，其特征是：电解质体系中的NaCl、KCl分别在300℃、600℃干燥24小时。2CN102628131A说明书1/4页一种铝镥镱合金及其熔盐电解制备方法技术领域[0001]本发明涉及是一种稀土铝合金。本发明也涉及一种稀土铝合金的制备方法。具体地说的是一种在氟氯化物熔盐体系中制备铝镥镱三元合金的方法。背景技术[0002]铝及其合金具有比重小，比强度高、耐腐蚀、加工性能好，易于成型等特点。随着现代工业技术的发展，铝及其合金巳成为不可缺少的重要材料，在高技术、国防、轻工、建筑、电力通讯、交通运输等方面有着广泛的应用。随着科学技术的发展，对铝及其合金的性能提出了更高的要求。为了改善铝及其合金的性能，一方面在熔炼及其加工工艺上进行改进，另一方面在铝及其合金中添加其他元素。稀土是冶金工业中的有效添加剂，稀土元素作为微量元素加入铝及其合金中，不仅有细化晶粒的变质作用，还有改善合金的铸造性能、力学性能、增强合金耐蚀性以及合金蠕变性能的作用，从而可显著改善和提高铝及其合金的综合性能。[0003]与加入轻稀土相比，在合金中加入重稀土元素具有更加明显的优势，这是由于：1)重稀土在合金中的固溶度较大，且固溶度随着温度的降低急剧下降；2)重稀土具有很好的固溶强化和沉淀强化效果。[0004]Al-Lu(Yb)合金具有广泛地应用。镥及其合金在磁性材料、超导材料和发光材料等地制备中应用广泛。此外，金属镥可做成镥铝探针片，用于核反应堆的中子探针。同时，在铝合金中添加稀土元素Yb，能够形成含有Yb的球形弥散相有效地抑制再结晶，显著提高合金的抗应力腐蚀性能。[0005]目前，国内制备铝稀土合金主要是采用对掺法(混熔发)和熔盐电解法。对掺法优点是：设备简单，方便易行，可在铝液中直接加稀土金属制备合金铝液。缺点是：成分不易控制，使用时，实收效不稳定，最终产品质量不宜保证；生产流程长，工艺复杂，耗能高，合金成分易偏析，生产成本高。[0006]熔盐电解法又可分为氯化物熔盐电解和氟化物-氧化物熔盐电解。两种方法各有优缺点。氯化物熔盐电解法具有熔盐腐蚀性较