熔盐电解法制备铝-钪中间合金的研究进展.pdf

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1、第5期矿产保护与利用No．52013年10月CONSERVATIONANDUTILIZATIONOFMINERALRESOURCESOct．2013熔盐电解法制备铝一钪中间合金的研究进展田忠良，杨树，赖延清，胡勋，张腾(中南大学冶金与环境学院，湖南长沙，410083)摘要：比较了对掺法、热还原法与熔盐电解法制备Al—sc中间合金各自的优缺点，重点阐述了熔盐电解法制备Al—sc中间合金的研究进展和存在问题，指出借鉴熔盐电解法炼铝工艺，进一步开展从基础到产业化的相关技术研究，有望实现其工业化应用。关键词：Al—sc中间合金；熔盐电解法；研究进展中图分类号：T

2、F111．522TG146．21文献标识码：A文章编号：1001—0076(2013)05—0055—04ProgressOilPreparingAl-ScMasterAlloybyMoltenSaltElectrolysisTIANZhong—liang，rANGShu，jYah—qing，HUXun，ZHANG(SchoolofMetallurgyandEnvironment，CentralSouthUniversity，Changsha410083，Huhan，China)Abstract：Theadvantagesanddisadvantages

3、ofdirectmixing，thermicreductionandmoltensalte—lectrolyticmethods，whichwereusedtoprepareA1一Scmasteralloy，werecompared．TheprogressofpreparingA1一Scmasteralloybymoltensaltelectrolysiswasdiscussed．Torealizeitsapplica—tion，thedevelopmenteffortshouldconcentrateOilthefundamentalresearcha

4、ndtheengineering一0一rientedtechniquebasedontheHall—H6rouhmoltenelectrolysis．Keywords：A1一Scmasteralloy；moltensaltelectrolysis；development制备铝钪合金材料时sc必须以Al—Sc、Mg—l丽舀sc或A1一Mg—Sc等中间合金的形式加入，因此作含钪铝合金具备高强度(>750MPa)、高韧性为制备铝钪合金的关键原材料"j，研究A1一sc中问(弹性模数可超过100GPa)、较强的耐蚀性能、良好合金的生产制备工艺具有重要的现实意义。但

5、由于的焊接性(焊接强度系数≥0．95)、结构稳定等优金属Sc的电负性大，熔点与Al(660oC)相差悬殊，点。在航天、航空、船舶、核反应堆以及交通运输等极大地增大了熔炼和制取Al—sc中问合金的难度。方面具有广泛应用前景，已引起材料界的高度重当前，铝一钪中间合金的制取方法主要有对掺法、热视¨j。目前，俄罗斯、美国、日本等已将含钪铝合还原法和熔盐电解法。金应用于多个领域，特别是俄罗斯已形成从钪化合2AI—Sc中问合金制备方法物、Al—Sc中间合金到金属sc的完整工业体系，开发出A1一Mg—Sc、Al—Zn—Mg—Sc、A1一Mg—Li—国内外制备铝钪中间合

6、金主要方法包括对掺法sc、Al—Cu—Li—sc和Al—Zn—Mg—Cu—Sc等系(又称混熔法)、热还原法、熔盐电解法。由于对掺列产品]。法成本过高且不利于大规模生产已逐渐被热还原法收稿日期：2013—08—22；修回日期：2013—10一l2作者简介：田忠良(1973一)，男，湖南省沅江市人，副教授，博士，研究方向为轻金属冶金与熔盐电化学。通讯作者：赖延清(1974一)，男，汉族，博士，江西赣州人，教授，博士，研究方向为新能源及熔盐电化学。矿产保护与利用所取代。相比与其它两种方法，熔盐电解法在制取剂，制得sc含量为2．2％的Al—sc中间合金，回收高熔

7、点铝基合金上具有流程简单、经济可行、易于实率可达92％。现自动化及连续化生产等优势而成为研究热点。总之，热还原法制备Al—sc中间合金仍存在sc含量不高，回收率低等问题。因此，提高sc的回收2．1对掺法率以降低中间合金生产成本是今后研究的重点。对掺法又称直接熔合法，是在高温下将金属sc与Al直接熔合制备Al—sc中间合金。该方法可得2．2熔盐电解法到含sc为2．0％～11．0％的Al—sc中间合金，然后熔盐电解法是以sc的化合物为原料，高温下溶再配制出所需的含钪铝合金J。尽管对掺法工艺解在适当的熔盐中形成熔盐电解质体系，将石墨阳简单，工业流程短，对设备要

8、求低，但很难制备出成极浸入电解质，液态金属A1或浸人其中的石墨棒分稳定、分布均匀