钛合金具有比强度高、耐腐蚀性好、导热系数低以及温度适用范围广等优点。其中,钛钨（TiW）合金凭借其优良的高强度、耐腐蚀、轻质量和较好的化学稳定性、良好的韧性等性能,已广泛应用于生物学、微电子、航空航天器元件制造等领域。目前,TiW合金主要采用粉末冶金、高温真空熔炼和机械合金化方法来制备,但这些方法均存在着生产成本高、生产工艺复杂及产品纯度低等问题,因此很大程度上限制了TiW合金的推广应用。2000年,英国剑桥大学Chen G.Z.和Fray D.J.等首次提出熔盐电脱氧法（FFC法）,并成功制备出了海绵状的金属钛。相对于传统制备方法而言,该工艺具有工艺简单、成本低、节能环保等优点,但由于电解效率低,阻碍了其工业化的发展及应用,因此亟待进一步研究改进。本论文在FFC法工艺基础上制备TiW合金,首先阐述了实验操作过程中遇到的主要难题及解决办法;证实了TiO₂和WO₃混合电解过程中物质间存在相互影响,并深入分析了这种相互影响机制;同时探究了TiO₂与WO₃混合比例的不同对电解的影响;以及通过对比TiW和TiZr体系在相同实验条件下的电解结果,分析了金属氧化物分解电压相差大小对电解的影响。本论文主要研究内容及工作概况如下:实验过程中,由于原料WO₃与TiO₂的密度相差过大,且膨胀系数不同,造成压制、烧结后试样容易分裂破碎。因此,本文从粘连剂、压制压力和烧结温区三方面对实验参数进行了优化,最终确定以蒸馏水为粘连剂、采用15MPa压制压力并保压30s和选取900℃时管式电阻炉的中温区烧结试样。通过对阴极组装方式的逐步改进,解决了电解过程中试样WO₃容易粉化的问题,最终确定以钼棒-钼篮的组装方式来支撑阴极试样和收集产物。此外,对电解装置提出增设阴极电极插入口的建议,以实现在一次电解实验中可依次电解多个试样的目的,从而减少能耗,提高实验效率。将TiO₂和WO₃在相同条件下进行单独及混合电解,进一步证实了TiO₂-WO₃混合电解过程存在相互影响,并促进了TiO₂-WO₃电解效率的提高。同时,通过文献查阅和热力学计算,分析了TiO₂-WO₃混合电解时先后还原顺序主要由金属氧化物分解电压大小所决定,分解电压越小,还原越容易,故WO₃优先于TiO₂完成还原。对于TiO₂-WO₃混合电解过程中物质间的相互影响,分析主要有以下三方面:1)TiO₂与WO₃混合烧结过程中,由于彼此相互间隔,避免了同种颗粒的烧结团聚,使得颗粒发生明显细化,缩短了O^2-在电解还原过程中的固相传输距离,同时增大了混合烧结试样的比表面积、孔隙率,使电解过程中晶核生长点增多,中间产物粒度变小,形成的晶体结构比较疏松,有利于电解的进行。2)由于TiO₂-WO₃中WO₃的分解电压更小,还原速率相对较快,因此电解前期主要为WO₃的还原阶段。在WO₃还原过程中由于TiO₂的存在和间隔,试样没有形成封闭的表层,使得混合试样内外层WO₃可同时进行还原。此外,试样内层的TiO₂能与内层WO₃脱除的O^2-快速结合生成CaTiO₃,降低内部O^2-的浓度,促进内层WO₃的快速脱氧,因此混合试样中WO₃还原速率远快于纯WO₃还原速率。同时,由于CaTiO₃的稳定性大于CaWO4,内层WO₃脱除的O^2-主要与TiO₂结合生成CaTiO₃,减少了CaWO4形成的量,缩短了内层WO₃的还原路径。3)混合电解加快了CaTi O₃的生长和分解速率,同时TiO₂-WO₃中WO₃优先快速还原为W,使试样的导电性提高,比表面积及孔隙率增大,从而促进其中TiO₂的还原。另外,在TiO₂从外向内还原的过程中,外层Ti与先还原的W结合形成致密的TiW合金表层,阻碍后续电解过程熔盐的进入和O^2-的脱除,因此,TiO₂的还原速率受促进程度小于WO₃的还原速率受促进程度。将不同比例的TiO₂-WO₃混合试样在相同条件下进行电解,研究了混合比例对电解的影响。结果表明,随着混合试样中WO₃含量的增加,TiO₂、WO₃颗粒的细化程度、试样比表面积及孔隙率都逐渐减小,因此,电解效率逐渐变差。TiO₂、ZrO₂和TiO^2-Zr O₂在同一条件下进行电解,并与相同条件下TiW体系实验结果对比分析,研究了金属氧化物分解电压相差大小对电解的影响。研究表明,分解电压相差大的TiO₂-WO₃的电解效率优于TiO^2-ZrO₂的电解效率,说明金属氧化物分解电压相差越大,电解时相互促进效果越明显。同时发现,电解前期分解电压较小的TiO₂的还原阻碍了分解电压较大的ZrO₂的还原,但从整体而言,TiO^2-ZrO₂混合电解效率仍优于TiO₂、ZrO₂单独电解效率。