论文部分内容阅读
由于稀土元素物理化学性质十分相似，所以稀土元素之间的分离，尤其是临近稀土元素的分离成为无机化学中最困难的问题之一。稀土元素分离现有的基本方法有：溶剂萃取法、分级结晶法、离子交换法等。本论文用熔盐电解法电解Gd2O3-Eu2O3直接分离Gd、Eu，并对其电化学机理、分离系数的影响因素进行了研究。铝基与镁锂基合金都是当今应用比较广泛轻合金，在很多领域中占着举足轻重的地位。工业上多采用金属热还原法和对掺法来制备铝基与镁锂基合金，本论文用熔盐电解法直接制备铝稀土和镁锂基合金，并对其电化学机理、合金微观结构及电解工艺等进行了研究。本文主要进行了四个部分的工作：1、在LiCl–KCl中对电解Gd2O3-Eu2O3直接分离Gd、Eu的机理、工艺过程进行研究，通过固溶度、循环伏安、开路电位对分离Gd、Eu进行了分析和验证；熔盐电解分离了Gd、Eu，并得到了中间合金，研究了电解温度、电解时间、电流密度对分离系数的影响关系，得到较佳的工艺条件；同时对电解所得合金进行分析，探讨了钆、铕的收率对分离系数的影响。2、720℃时研究Sm(Ⅲ)、Al(Ⅲ)和Gd(Ⅲ)在NaCl-KCl体系中钨阴极上的电化学还原过程，并且得出对应的熔盐中三种离子的扩散系数。通过恒电流电解法制备了Al-Gd-Sm合金，并研究了合金的形成机理。3、在NaCl–KCl中以熔盐电解共电沉积制备Al-Gd-Sm合金的工艺的进行研究，研究了电流密度、电解温度、电解时间对电流效率、合金成分和直收率的影响关系，从而选择较好的工艺条件。同时还测定了Gd2O3、Sm2O3分别在不同熔盐体系中的溶解度，得到了溶解度随温度的变化趋势。通过SEM等方法分析了Gd、Sm对合金微观组织和合金的硬度的影响。4、研究600℃时在LiCl-KCl-GdCl3(1.5wt.%)熔盐中，分别在铜、镍和铝电极上，结果表明Gd(Ⅲ)在活性电极上的析出电位明显正移，出现欠电位沉积（简称UPD）行为。Zn(II)在钼电极上的还原是受扩散控制的电极过程，并且得出熔盐中Zn(II)的扩散系数，及共电沉积制备Mg-Li-Zn-Gd合金的机理。