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提高镁合金的高温性能是最近30年镁合金研究的重要课题,国内外学者在耐热镁合金研究方面给予了大量的关注,做了很多工作。Mg-Sr-X系列合金具有良好的耐热性能。Mg-Sr-X系列合金及其制备技术是当今全球耐热镁合金研究、开发的的热点。本论文重点研究采用电化学还原法制备Mg-Sr-Ca合金过程中涉及的主要理论及工艺问题,以期获得新的Mg-Sr-X系列合金及其制备新方法。论文研究中,借鉴常规的熔盐电解理论,设计了Mg-Sr-Ca合金熔盐电化学还原制备工艺流程;计算并分析了理论分解电压和金属的电极电位;设计制作了电化学还原实验装置,并在其上进行了一系列的Mg-Sr-Ca合金熔盐电化学还原制备实验研究;采用光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）等检测手段对制备的Mg-Sr-Ca合金试样进行了表征。研究结果表明:①大多数熔盐密度均大于熔融镁基合金的密度,大多数熔盐在熔融镁基合金中会下沉,只有锂盐等少数盐类及其混合物的熔盐可悬浮在一些熔融镁基合金上。②SrCl2-CaCl2混合熔盐体系具有良好的电解综合性能,是电解还原制备含Sr、Ca的镁合金的较为理想的电解质。SrCl2-CaCl2混合熔盐的密度较Mg-Al合金熔体的密度大,电解时,SrCl2-CaCl2混合熔盐位于Mg-Al合金熔体底部。同时,设计、配置熔盐时,还应当考虑熔盐与合金熔体具有足够大的密度差,以方便电解后二者的分离。③用于熔融镁基合金上置于熔盐的电解装置应当具有防止Mg及合金元素的烧损及氧化,排除电解过程产生的气体,电极及电流参数调整等功能。④在SrCl2-CaCl2混合熔盐的电解过程中,将同时析出金属Sr和金属Ca。其中,金属锶的密度大于Mg-Al合金熔体的密度,有下沉到SrCl2-CaCl2混合熔盐并导致熔盐中毒的趋势,将电解温度与阴极电流密度控制在适宜范围,可强化Sr向Mg-Al合金熔体的扩散,提高Sr的收得率。金属Ca的密度小于Mg-Al合金熔体的密度,有利于扩散进入Mg-Al合金熔体,同时,熔盐对金属钙的溶解及Mg-Al合金熔体中金属Ca的烧损对Ca的收得率有影响。⑤采用本论文研究的电化学还原法制备的Mg-Sr-X合金样品的微观组织中,Sr、Ca合金元素聚集于初晶镁的枝晶间与晶界区域。晶界的杆状相组织与Mg-4Al-2Sr合金的Al4Sr相组织非常相似,能谱分析结果显示,这些形状奇特的杆状相是Al4Sr和呈骨骼状的Al2Ca。这些高熔点的硬质相,可以有效钉扎晶界,提高镁合金的综合力学性能。当Sr、Ca含量的很低时,Al4Sr、Al2Ca的体积会减小,仍然存在Mg17Al12。