SrCl2-KCl-SrF2体系中熔盐电解法制备铝锶合金

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1、doi：10.3969/j.issn.1007-7545.2012.08.017SrCl2-KCl-SrF2体系中熔盐电解法制备铝锶合金邹兴武1,2，王树轩1，杨占寿1，王舒娅1，祁米香1(1.中科院青海盐湖研究所，西宁810008；2.中国科学院研究生院，北京100049)摘要：以SrCl2为原料，在70%SrCl2-29%KCl-1%SrF2体系中电解生产Al-Sr合金。考察了电解温度、电流密度和电解时间等条件对电流效率和合金Sr含量的影响。通过控制工艺条件，可以生产锶含量在0~10%的Al-Sr合金，其

2、物相主要为Al与Al4Sr。关键词：熔盐电解法；Al-Sr合金；电流效率中图分类号：TG146.21文献标识码：A文章编号：1007-7545（2012）08-0000-00PreparationofAl-SrAlloyinSrCl2-KCl-SrF2SystemwithMoltenSaltElectrolysisZOUXing-wu1,2，WANGShu-xuan1，YANGZhan-shou1，WANGShu-ya1，QIMi-xiang1(1.QinghaiInstituteofSaltLakes,Ch

3、ineseAcademyofScience,Xining810008,China;2.GraduatedUniversityofChineseAcademyofScience,Beijing100049,China)Abstract:Al-Sralloywaspreparedviamoltensaltelectrolysisprocessin70%SrCl2-29%KCl-1%SrF2systemwithSrCl2asrawmaterial.Theeffectsofelectrolysistemperatur

4、e,electrolysistime,currentdensityoncurrentefficiencyandSrcontentofAl-Sralloywerestudied.TheresultsshowthatAl-SralloywithSrcontentof0~10%couldbepreparedbyadjustmentoftechnologicalconditions.ThemainmineralogicalphasesoftheAl-SralloyareAlandAl4Sr.Keywords:molt

5、ensaltelectrolysis;Al-Sralloys;currentefficiency金属锶是一种较强的还原剂，可以用作炼钢的脱氧剂、脱硫剂、脱磷剂、除气剂、除杂剂以及难熔金属的还原剂[1]。Al-Sr是一种新型高效变质剂，同其他变质剂相比，变质时间长、无过变质行为、可反复重熔、无腐蚀作用等优点，主要用于铝硅系铸造合金、镁合金、锌合金等的变质及晶粒细化[2]。Al-Sr合金的制备方法主要有对渗法和熔盐电解法。对渗法是制备Al-Sr合金的传统方法，而且也是目前使用最多的一种方法。对渗法是将铝和锶在氩气

6、保护的高温炉中重熔，配制成一定组成的铝锶合金。但在重熔过程中金属锶的损失较大，且增加了重熔热耗，成本较高[3]。目前熔盐电解法制备铝锶合金主要是氯化物熔盐电解法[4-8]和氟化物熔盐电解法[9]。本文以SrCl2为原料，采用电解法在SrCl2-KCl-SrF2体系中生产Al-Sr合金。1试验1.1试验装置电解试验装置如图1所示。图1试验装置图Fig.1Sketchmapofexperiment收稿日期：2012-01-18作者简介：邹兴武(1986-)，男，硕士研究生.1.2原料与试剂分析纯SrF2、KCl和

7、含量大于99.5%的纯铝，SrCl2(含量大于99%)。1.3分析方法采用ICP-AES光谱仪测定锶含量，合金物相通过XRD分析，电流效率采用下式计算：η=W0×S/(CS×I×t－S×CS×I×t)×100%（1）式中，η为电流效率；W0为铝的质量；S为合金中锶含量；CS为锶的电化学当量；I为电流强度；t为电解时间。1.4试验过程将准确称量的纯铝和干燥后的氯化锶、氯化钾、氟化锶混匀备用，将铝块放于坩埚底部，将混合好的电解质（70%SrCl2-29%KCl-1%SrF2）铺在铝块上并升温到810℃，当电解质和

8、铝完全熔化以后，放下石墨阳极预热10min，待槽电压稳定后开始电解，并记录试验数据。2结果与讨论2.1电流效率2.1.1电流密度对电流效率的影响在电解温度790℃、电解时间60min、电解质组成为70%SrCl2-29%KCl-1%SrF2的条件下，电流密度对电流效率的影响试验结果见图2。图2电流密度对电流效率的影响Fig.2Effectofcurrentdensityoncurrenteffici