SmF3-LiF-Sm2O3体系熔盐电解Al-Sm中间合金的研究

• 作者: 刘红霞 张小联 杨纲文 郑鑫
• 来源期刊: 稀土
• 学科: 工学
• 关键词: SmF3-LiF-Sm2 O3 液态阴极电解法 Al-Sm中间合金 微观组织 电流效率
• 年，卷（期）: 2018,（1）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 11-17
• 页数: 7页
• 分类号: TF821
• 语种: 中文
• DOI: 10.16533/J.CNKI.15-1099/TF.201801002

摘要

在SmF3-LiF-Sm2 O3熔盐体系中,以金属Al棒和氧化钐为原料,在不同工艺条件(温度、熔盐配比、阴极电流密度)下,采用液态阴极电解法制备Al-Sm中间合金.采用X射线衍射(XRD)、带能谱(EDS)的扫描电镜(SEM),分析了Al-Sm中间合金的物相组成、微观组织以及微区成分含量;通过热力学吉布斯自由能的计算,研究了铝热还原SmF3和Sm2O3的可能性,分析了电流效率的组成情况;研究了电解温度、阴极电流密度、熔盐配比对电解Al-Sm中间合金电流效率的影响;结果表明,Al-Sm中间合金中除了Al、Sm相外,还存在Al4Sm和Al3Sm相;Al-Sm中间合金的相由三部分组成:灰色部分的Al相,分布在灰色组织上的细小波浪状的Al3Sm相,错综排列的白色条状物的Al4Sm相;在1200 K、1400 K下,两个铝热还原反应的吉布斯自由能△rGm1θ(1200K)、△rGm1θ(1400K)、△rGm2θ(1200K)、△rGm2θ(1400K)均大于0,正反应不能自发发生,故计算所得的电流效率为纯的熔盐电解效率,并不包括铝热还原效率;所得Al-Sm中间合金中Sm含量最低为21.49％,最高为32.8％;在SmF3∶LiF=80∶20、1020℃、100 A、30 min下,电流效率为最高(62.17％);电流效率最低为49.45％.