TiO2电解制取Al-Ti合金

采用工业铝电解质体系,在Na3AlF6 Al2O3中加入TiO2,在熔融状态下电解,直接得到Al Ti合金·利用扫描电镜对产物的形貌和化学成分做了分析,结果表明实验可行,合金中Ti的质量分数可达到9%以上,超过已往文献报道·而且Ti与Al以化合物的形式存在·此类产品可作为母合金使用·对熔盐电解法制备Al Ti合金的机理作了初步探讨,认为与Al Si合金的形成具有相似的机理:Al还原了TiO2中的金属Ti,与预先放置的铝(阴极)构成Al Ti合金;Ti与Al同时在阴极析出,形成Al Ti合金·保持一定的条件,电解能够始终进行·     

冶炼65钢夹杂物控制的实践

冶炼过程中产生的夹杂物对65钢(C:0.62～0.70、Si:0.17 ～0.37、Mn:0.50～0.80)性能有较大影响,采用扫描电子显微镜分析了不同生产阶段65钢中夹杂物,结果表明,转炉出钢钢样中氧化物夹杂主要为FeO·CaO·SiO2、Al2O3·CaO·SiO2和SiO2·MnO,喂线前钢样中氧化物夹杂主要为CaO·SiO2·Al2O3和SiO2·MnO·Al2O3,中间包钢样中的氧化物夹杂主要为CaO · Al2O3 MnO·SiO2 · FeO和MnO · Al2O3·FeO,盘条中氧化物夹杂主要为CaO ·Al2O3型和CaO·CaS·MnS复合夹杂物.加强合金脱氧、优化钙处理、提高水口氩封和优质保护渣,可促进钢中夹杂物的控制和去除.     

SiO2对Al-Zn-Si合金直接熔融氧化的影响

通过热质量分析试验,研究了在高温空气中的熔融 Al Zn Si合金表面覆盖 SiO2 引发剂对铝合金直接氧化生长过程的影响.研究结果表明:SiO2 能显著缩短Al Zn Si合金直接熔融氧化的孕育期及 Al2O3/Al复合材料的生长时间,并且有助于 Al2O3/Al复合材料以光滑方式进行氧化生长,形成细化胞状晶团,提高组织均匀度和材料的致密度.促进Al2O3/Al复合材料生长的最佳SiO2 覆盖量为12 mg/cm2.     

Al2O3/Al Lanxide复合材料中气孔的形成机理及影响因素

在实验基础上提出了铝合金熔体直接氧化形成的Al2O3／Al Lanxide复合材料中气孔的形成机理;考察了母合金中掺杂元素(Mg、Si)含量和工艺温度对Al2O3／Al Lanxide复合材料气孔率的影响规律．研究结果表明,当工艺温度升高时,Al2O3／Al Lanxide复合材料的气孔率降低;当母合金中的镁含量增加时,材料的气孔率上升;而母合金中的硅含量对材料的气孔率几乎无影响．     

铸态和沉积态Al-25Si-5Fe-3Cu合金的显微组织与相形成

采用常规铸造和喷射成形工艺制备了含硅达25%(质量分数)的过共晶Al-Si合金,利用SEM(EDS)、XRD和DSC等分析方法对合金的显微组织和相熔解析出进行了分析研究.结果表明,铸态合金含有粗大块状初晶Si相和粗大针片状含铁相,而喷射成形工艺能够使二者的尺寸、形貌发生改变而有利于合金性能的提高.同时,铸态和沉积态合金中均含有基体Al、初晶Si和Al2Cu相,不同的是铸态合金中含铁相主要为δ-Al4FeSi2相,而沉积态合金中以β-Al5FeSi相为主.分析其原因主要是糊状层的存在引起沉积坯冷却速度降低而导致沉积坯中发生δ-Al4FeSi2相的转变及共晶组织增加,致使沉积态合金中β-Al5FeSi相为主要含铁相.采用DSC实验对沉积态合金在熔化和凝固过程中发生的反应进行了讨论.     

CaCl2的水解反应对固态SiO2显微特征的影响

利用扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)等手段,并结合热力学理论计算,研究了浸泡在1173 K温度下脱水不完全的CaCl2熔盐中的固态SiO2圆柱样显微特征变化及其原因,初步分析了CaCl2盐的水解反应对固态SiO2电解特性的影响.结果表明,未严格脱水操作的CaCl2盐很容易高温水解,生成的CaO在熔体中的活度只要不低于0.001,即可与SiO2逐级形成CaO·SiO2(CS)、3CaO·2SiO2(C3 S2)和2CaO·SiO2(C2 S)等多种硅酸盐,导致圆柱体外表面的形貌、结构发生较大变化;圆柱体内部渗透进入的熔盐中CaO含量低,形貌变化较小.外表面硅酸盐层的存在使仅内置阴极集流体的固态Si O 2圆柱体电解还原速度减慢和难度增加.     

Si02对Al-Zn-Si合金直接熔融氧化的影响

通过热质量分析试验，研究了在高温空气中的熔融Al-Zn-Si合金表面覆盖Si02引发剂对铝合金直接氧化生长过程的影响．研究结果表明：Si02能显著缩短Al-Zn-Si合金直接熔融氧化的孕育期及A12O3／Al复合材料的生长时间，并且有助于AlzO3／Al复合材料以光滑方式进行氧化生长，形成细化胞状晶团，提高组织均匀度和材料的致密度．促进Al2O3／Al复合材料生长的最佳SiO2覆盖量为12mg／cm^2．     

铝合金直接氧化合成Al／Al2O3研究现状

评述了Al-Mg-Si合金直接氧化合成Al/Al2O3的工艺、组织结构、性能，认为其中问题主要为：熔体表面Al/Al2O3氧化生长的不均匀性及Al/Al2O3复合材料组织中的孔隙给其在结构方面应用带来了限制。归纳了机制研究的显微通道假说、Mg作用模型、Si作用模型及诱发机制，指出了其中有待重视的几方面问题：氧在Al熔体中的扩散和传递过程；熔体表氧化物MgO和MgAl2O4的作用；Al-Mg-Si合金氧化组织中的固－气反应特征；Al-Mg-Si合金中Si的SiO2诱发机制以及它与Mg作用机制之间的关联性。     

钾长石-硫酸钙-碳酸钙体系的热力学分析

为了利用焙烧法生产可溶性钾肥,对钾长石-硫酸钙-碳酸钙体系的热分解反应进行了热力学计算和实验研究.计算结果表明:在富氧化钙区域内,CaO-SiO2、CaO-Al2O3和SiO2-Al2O33个二元体系及CaO-SiO2-Al2O3三元体系的热分解固相反应将优先生成2CaO·SiO2、2CaO·Al2O3·SiO2,并且随着氧化钙组分的增加,反应产物最终向2CaO·SiO2和3CaO·Al2O3转化.根据这种趋势得出钾长石-硫酸钙-碳酸钙热分解体系最佳的物料(钾长石/硫酸钙/碳酸钙)摩尔配比为1∶1∶14,并对此进行了实验验证.     

淮南煤矸石电解制备Al-Si-Ti合金的研究

对淮南煤矸石低温焙烧酸浸脱杂并电解制备Al—Si—Ti合金进行了研究,结果表明:采用该工艺生产Al—Si—Ti合金切实可行,关键在于煤矸石中杂质的去除.焙烧温度是影响脱杂的主要因素,在300～500℃之间能取得最佳效果,脱杂煤矸石在实验电解槽内能全部被还原并共同沉积形成合金.     

熔盐电解二氧化硅制备低硼磷铝硅合金

分别采用高纯石墨和Fe-Ni合金为阳极,在960℃的冰晶石熔盐中电解SiO₂制备低硼磷铝硅合金,研究电流密度和SiO₂添加量对电流效率、阴极产物成分和B,P杂质含量的影响规律,并利用XRD和SEM表征阴极产物的物相组成和微观形貌.结果表明,以石墨为阳极时,当电流密度从0.5A/cm²增大到0.9A/cm²时,阴极产物中w［Si］从0.75%增大到15.17%,电流效率从2.58%增大到38.06%;B和P的最低质量分数分别为3×10^-6和7×10^-6.以Fe-Ni合金为阳极时,当SiO₂添加量从2%增大到6%时,阴极产物中w［Si］从3.19%增大到19.86%,电流效率从12.43%增大到70.48%;B和P的最低质量分数分别为6×10^-6和11×10^-6;阴极产物的物相组成为铝、硅和铝硅合金.     

多层喷射沉积过共晶Al-Si-Cu-Mg合金的微观组织及力学性能

多层喷射沉积技术具有冷速快、工艺简单、氧化程度低、制备的材料组织细小且分布均匀等特点．而使高硅铝合金充分发挥实用价值的关键是细化初晶硅．作者用多层喷射沉积技术制备了过共晶Al-Si-Cu-Mg合金,并与传统的铸态冶金制备的相同化学成分的合金进行了比较．对合金的沉积坯、热挤压处理后的微观组织进行了观察与分析．结果表明,多层喷射沉积合金的初晶硅大小只有25μm左右．并对合金的拉伸性能、扫描断口进行了测试与观察,提出了合金的强化与断裂机制．     

含钛复合矿选择性提取制备钛合金

采用固体透氧膜（solid oxygen-ion membrane,SOM）熔盐电解法,对含钛复合矿直接脱氧并选择性提取钛合金.经过X-射线衍射（X-ray diffraction, XRD）、扫描电子显微镜（scanning electron microscope, SEM）和能量分数X-射线（energy dispersive X ray, EDX）分析,结果表明：从含钛高炉渣中可以直接提取出Ti5Si3合金粉末,并可有效去除金属杂质Ca,Mg,Al;从钛铁矿中可以直接提取出TiFex合金.最后,对电解脱氧过程进行讨论分析.     

冰晶石熔盐介质中铝热还原-熔盐电解二氧化硅

讨论了铝热还原二氧化硅的热力学条件,热力学计算结果表明铝热还原二氧化硅的反应在热力学上可行.差示扫描量热法分析结果表明,铝热还原二氧化硅反应的表观活化能为697.5 k J/mol,反应级数为3.7.在冰晶石熔盐介质中铝热还原二氧化硅,可得到含8.56%硅的铝硅合金及富氧化铝的冰晶石熔盐;使用惰性阳极电解分离后的富氧化铝的冰晶石熔盐,可得到含94.01%铝的铝硅合金及氧气,硅的回收率为83.43%.     

电解Al-Zr母合金的热力学

简要介绍了Zr在铝及铝基合金中的作用,提出利用氧化锆、氧化铝直接在电解槽中电解Al-Zr母合金的工艺方案;从热力学角度对该方案进行了分析,并利用Miedema模型对锆在铝中的活度系数进行了计算·结果表明:在活性阳极电解条件下(1223K),锆与铝可以共同析出,锆在铝中的活度系数接近1;氧化锆在电解液中的溶解度约0·55%;可以在电解槽中直接生产锆的质量分数为2%左右的Al-Zr母合金·     

高强压铸铝合金抗腐蚀性能的研究

在相同试验条件下,在腐蚀液酸、碱、盐等介质中,做了浸渍腐蚀、晶间腐蚀等对比试验,并测定了恒电位极化曲线。结果表明,高强压铸铝合金比一般铝硅合金具有较好的抗腐蚀性能,从试验和理论上验证了铝硅合金在高速冷却下凝固时,提高含铜量并不降低其抗腐蚀性能。     

熔盐电解法连续生产铝锂中间合金

在LiCl-LiF体系的电解槽中,以石墨作为阳极,铝液作为阴极,分别以LiCl和Li2CO3为原料连续电解生产铝锂中间合金,采用熔盐电解监控仪测量电解过程中的工艺参数,重点研究了反电动势、电流效率及合金浓度的变化.结果表明,反电动势随电流密度增加而逐渐增大;加入质量分数2%的Li2CO3可使反电动势降低0.8 V,通过控制电位法测得加料周期为30~40 min;电解LiCl的电流效率高于电解Li2CO3,最高电流效率可达66.1%;最终在680℃,300 A电流条件下,连续电解48 h,出炉10次,共制得了平均锂质量分数为6.73%的铝锂合金16 kg.     

融盐铝电解中若干物理化学问题的研究

概述了融盐铝电解中若干物理化学问题,这些是50多年来作者一直思索着的问题·其中涉及电极湿润性,金属在融盐中的溶解,制取铝基母合金,工业铝电解槽的能量平衡,以及低温铝电解·所得的结论,是也有,非也有,希望继续加以研究·