熔盐电解法制备Mg-Gd-Y中间合金及其机理研究

【作者】 文锦旗； 罗士挺； 金华兰； 刘勇；

【机构】 轻合金材料江西省重点实验室；

【摘要】 Mg-Gd-Y系列合金因其轻质、高强度及优异的耐蚀性在航空航天、民用及军事领域具有广泛的应用前景。传统的合金制备方法面临成本高、效率低及环境污染等挑战。本研究采用氟化物熔盐电解法探索了一种更高效、环保的合金制备新途径。使用GdF3-LiF-YF3熔盐体系,以Gd2O3、Y2O3、MgO作为原料,在850至1000℃的条件下,在石墨坩埚中进行电解。通过调整电解温度、原料中Gd2O3、Y2O3、MgO的含量、体电流密度等参数,优化了合金的制备条件,实现了高纯度和高电解效率。应用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-AES)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等对所得样品的结构和组成进行了分析。在电化学机理方面,本文以GdF3-LiF-YF3为熔盐电解质,采用循环伏安法、方波伏安法、计时电流法、计时电位和开路计时电位法研究了Gd3+和Y3+在熔盐中的迁移行为以及它们与Mg2+的相互作用,探讨了在含有Gd3+、Y3+、Mg2+熔盐体系中共电沉积制备Mg–Gd–Y中间合金的机理。总结来说,本研究不仅成功制备了高质量的Mg-Gd-Y中间合金,还系统深入地探讨了其电化学制备机理和性能优化。未来工作将集中在降低电能消耗、提高电流效率,并进一步优化合金的设计准则、微观结构和成分控制。这为Mg-Gd-Y合金的进一步开发和应用提供了重要的理论基础和技术支持,同时对相关材料科学领域的研究具有重要的学术价值和实际应用前景。更多还原