稀土在铅基合金中的应用
《稀土元素对Zn-25Al-5Mg-2.5Si合金组织和力学性能的影响》
《稀土元素对Zn-25 Al-5 Mg-2.5 Si合金组织和力学性能的影响》篇一一、引言随着科技的发展，合金材料因其优良的物理和机械性能被广泛应用于各个领域。
其中，Zn-Al-Mg-Si系合金以其优异的铸造性能和机械性能成为了众多研究者关注的焦点。
而稀土元素的加入则被视为进一步改善合金性能的有效途径。
本篇论文主要探讨了稀土元素对Zn-25 Al-5 Mg-2.5 Si合金的组织和力学性能的影响。
二、稀土元素与合金的相互作用稀土元素因其独特的电子结构和物理化学性质，在合金中具有显著的细化晶粒、提高强度和耐腐蚀性等作用。
当稀土元素加入到Zn-25 Al-5 Mg-2.5 Si合金中时，会与合金中的元素发生交互作用，形成一种更稳定、更均匀的微观结构。
三、稀土元素对合金组织的影响1. 晶粒细化：稀土元素的加入显著地细化了合金的晶粒，使合金的微观结构更加均匀。
这种晶粒细化效应能够提高合金的力学性能，特别是抗拉强度和韧性。
2. 相结构变化：稀土元素的加入会影响合金的相结构，形成新的相或改变原有相的形态和分布。
这些新相或改变后的相能够有效地提高合金的硬度和耐磨性。
四、稀土元素对合金力学性能的影响1. 抗拉强度：由于晶粒细化和相结构的变化，稀土元素的加入显著提高了合金的抗拉强度。
抗拉强度的提高使得合金在承受拉伸力时不易断裂，提高了其使用寿命。
2. 韧性：稀土元素的加入能够改善合金的韧性，使合金在受到冲击或振动时不易产生裂纹或断裂。
这种改善有助于提高合金的安全性和可靠性。
3. 硬度与耐磨性：由于新的相或改变后的相的形成，稀土元素的加入提高了合金的硬度和耐磨性。
这使得合金在高温、高压、高磨耗等恶劣环境下具有更好的性能表现。
五、实验结果与讨论通过实验，我们观察了不同稀土元素含量对Zn-25 Al-5 Mg-2.5 Si合金组织和力学性能的影响。
结果表明，适量稀土元素的加入能够显著细化晶粒，改变相结构，从而提高合金的抗拉强度、韧性和硬度等力学性能。
稀土元素的结构与材料学性能
1、Ln3+的基态，4f轨道与正常的价电子轨道5d6S6P相比属内层，因此4f电子被有效地屏蔽起来，成为一种希气型结构的离子，所以f电子在通常情况下，不参加成键，难以杂化，只有更高能量的5d6S6P可以形成共价键，但CFSE相当小,约1000cm-1。 2、Ln3+离子半径比较大,是希气结构的离子与Ca2+、Sr2+、Ba2+相似。 Ca2+ 3S23P6 99pm Ba2+ 5S25P6 134pm Ln3+ 4f n5S25P6 106.1～85pm Al3+ 2S22P6 51pm
稀土镁合金比强度较高，对减轻飞机重量，提高战术性能具有广泛用前景。
1
2
在冶金工业中的应用：稀土钛合金 70年代初，北京航空材料研究院（简称：航材院）在Ti－A1－Mo系钛合金中用稀土金属铈（Ce）取代部分铝、硅，限制了脆性相的析出，使合金在提高耐热强度的同时，也改善热稳定性能。
2、在石油化工
早在50年代我国仿制的飞机和导弹的蒙皮、框架及发动机机匣已采用稀土镁合金，70年代后，随着我国稀土工业的迅速发展，航空稀土开发应用跨入了自行研制的新阶段。新型稀土镁合金、铝合金、钛合金、高温合金、非金属材料、功能材料及稀土电机产品也在歼击机、强击机、直升机、无人驾驶机、民航机以及导弹卫星等产品上逐步得到推广和应用。
1、在冶金工业中的应用：稀土镁合金
稀土镁合金强度高，对减轻飞机重量，提高战术性能具有广泛的应用前景。中国航空工业总公司研制的稀土镁合金包括铸造镁合金及变形镁合金约有10个牌号，很多牌号已用于生产，质量稳定。稀土元素在镁合金中溶解度大，因而有明显的热处理强化作用。在铸造和变型镁合金中加入金属钕、钇显著地提高强度和工艺性能。
稀土在铜及铜合金中的作用
稀土在铜及铜合金中的作用一、稀土对铜及铜合金组织的影响1、净化组织工业用铜中往往含有多种杂质,虽然有些杂质含量很低,甚至低于0.001 %(质量分数，下同) ，但是这些杂质元素会严重影响铜及铜合金的加工性能、降低导电性及导热性。
如氧、硫和铜形成的脆性化合物(Cu2O 和Cu2S) 可以降低铜的塑性，这些脆性化合物冷拉时还会产生毛刺，并降低铜的导电性、耐蚀性和焊接性能。
稀土净化铜及铜合金组织主要有两种方式: (1) 稀土与氧和硫的亲和力很强,形成熔点较高，热稳定性强，比重较小的稀土化合物，从而达到脱硫、脱氧的作用；又稀土元素很容易与原子态氢发生作用，生成RH2 或RH3 型稳定氢化物(R 代表稀土金属) ,这些氢化物以固溶体的形式溶于铜合金中，从而消除了氢的有害作用。
(2) 稀土与铅、铋等元素生成比铜熔点高的高熔点金属间化合物，因此在铜熔铸过程中，可以保持固体状态，与熔渣一起从液体金属铜合金中排除，达到脱铅、铋的目的。
2、细化组织稀土对铜及铜合金显微组织的影响主要体现为细化晶粒，减少或消除柱状晶，扩大等轴晶区的作用。
稀土细化铜及铜合金组织的作用机理主要存在以下三种: (1) 形成新晶核，抑制晶粒长大。
稀土在铜及其合金中能与一些元素反应形成高熔点化合物，常以极微细颗粒悬浮于熔体之中，成为弥散的结晶核心，使晶粒变多，变小；又从凝固原理及热力学观点看，由于稀土大量聚集在固液界面前沿的液相中，使合金在凝固时成分过冷增大，以树枝状方式凝固生长，同时在分枝节点处产生细颈、熔断，增多了结晶核心，从而细化了晶粒。
(2) 微晶化作用。
由于稀土元素的原子半径( 0.174nm～0.204 nm) 比铜的原子半径(0.127nm) 要大36 %～60 % ，故稀土原子很容易填补正在生长中的铜或铜合金的晶粒新相的表面缺陷，生成能阻碍晶粒继续生长的膜，从而细化为微晶； (3) 合金化作用。
稀土在铜中的溶解度很小，一般仅千分之几到万分之几，但稀土与铜能生成多种金属间化合物。
稀土在金属基复合材料中的应用
稀土在金属基复合材料中的应用
赵初明１， 高 立２， 谭业发２， 蔡 滨２， 郝胜强２
（ １ ． 总装工程兵科研一所， 江苏 无锡 ２ １ ４ ０ ３ ５ ； ２ ． 解放军理工大学 机械装备系， 南京 ２ １ ０ ０ ０ ７ ） 摘要： 稀土在金属材料冶炼和各种复合材料制备中具有广泛应用。论述了稀土在金属基复合材料中的应用现状， 分 析了稀土在改善金属基复合材料增强体和基体表面、 界面性能过程中的作用机理， 指出了稀土元素用于金属基复合 材料可以提高金属基体与增强相的润湿性， 促进金属基体的细化， 并有一定的脱氧脱硫净化界面的作用。总结提出 了稀土在采用不同工艺制备的金属基复合材料中的添加方法及选用原则。 关键词： 稀土； 金属基复合材料； 界面性能； 润湿性 中图分类号： Ｔ Ｇ ４ ２ １ 文献标识码： Ａ 文章编号： １ ０ ０ ６－ ０ ７ ０ ７ （ ２ ０ １ １ ） １ １－ ０ １ １ ４－ ０ ２
（ １ ）
。稀土
式（ １ ） 的反应使得原来的 Ａ ｌ ／ Ａ ｌ Ｏ ｌ ／ Ｌ ａ Ｏ ２ ３ 润湿体系变为 Ａ ２ ３ 用液相包 裹 法 对 亚 微 米 Ａ ｌ Ｏ ２ ３ 表面进行稀土氧化物 Ｙ Ｏ 使Ａ ｌ Ｏ ｌ 基体间的润湿性得到明显改善， 改 ２ ３ 改性， ２ ３与 Ａ
８ ］ 善的机理是产生了如下的界面反应 ［
２ 稀土在复合材料制备的应用形式
２ ． １ 以稀土金属的形式添加到复合材料中 稀土金属活性高、 熔点低， 添加到复合材料过程中需要 特别控制其与氧气的接触， 因而稀土金属主要用于液态浸渗 技术、 液态搅拌浇铸、 烧结、 激光熔覆等无氧或稀氧的冶炼 过程。 热喷涂技术中， 若将稀土金属粉末直接混合到喷涂粉末 中， 稀土金属在喷涂过程中将与氧发生反应， 而起不到预期 效果。范鹏等将合金配料在感应炉中熔化， 将稀土金属压入 合金熔体后 进 行 雾 化 制 粉 制 备 了 含 有 稀 土 金 属 的 合 金 粉 末
铅基稀土合金作为正极板栅的阳极膜性能
（华南师范大学 化学 与环境学 院 “ 摘 要 广州 ５ ００ ；株洲冶炼 集团股份有 限公 司 １０ ６ 株洲 ）
采用交流阻抗（ Ｉ） 交流伏安 （ Ｃ 、 环伏安 （ Ｖ） 腐蚀失重实验 等方法研 究了铅・ 锡－ 银 ＥＳ 、 Ａ Ｖ） 循 Ｃ 、 钙一 铝一
文献 标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ０ ５ ８ ２ ｌ ）８０ ５ －５ １０ － １ （ｏ ｏ ０ － ５０ ０ ９ 中 图分 类 号 ：６ ６ ０４
Ｄ ：０．７ ４ Ｓ ． ． ０ ５ ２ １ ． ０ ３ ＯＩ １ ３ ２ ／ Ｐ Ｊ １ ９ ． ０ ０ ９ ７ ９
铅 酸 电池 自发 明后作 为 电源使用 已经 有 １０多年 的历史 ， ５ 在化 学 电源 中一直 占有绝 对优 势 ， 为铅 作 酸 电池 的板栅 材料从 最初 的只有 两块铅 板作 为 电极 ， 用 Ｐ —ｂ合金板 栅发 展到 Ｐ－ａ 金 ， 到使 ｂｓ ｂｃ 合 经历 了
第２ ７卷 第 ８ 期
２１ ００年 ８月
应 用 化 学
Ｃ Ｎ Ｅ Ｊ ＲＮＡＬ Ｏ Ｐ Ｌ Ｅ ＨＥＭＩＴＲ ＨＩ ＥＳ ＯＵ Ｆ Ａ Ｐ ＩＤ Ｃ Ｓ Ｙ
Ｖ０． ７ Ｎｏ ８ １２ ．
Ａｕ ． ０１ ｇ２ ０
铅 基 稀 土 合 金作 为正 极 板 栅 的 阳极膜 性 能
通讯联 系人 ： 陈红雨 。 教授 ， 男， 博士生导师 ； － ａｌｈｃｅ ＠ｓｎ ．ｄ ．ｎ Ｅ ｍ ｉ：ｙｈ ｎ ｃ ｕ ｅｕ ｃ ；研究方向 ： 铅与铅酸蓄电池 ， 阳能级多晶硅和环境材料 太
应 用 化 学
第２ ７卷
交流 电 ， 以 １ｍＶ ｓ 并 ／ 的速率 线性 电位扫描 至 一１２Ｖ， ． 同时记 录阻抗实 数部分 （ 随 电位 （ 的变 化 。 ｚ） Ｅ）
稀土金属的最新应用
稀土金属的最新应用引言稀土金属材料可以分成稀土金属合金以及稀土金属间化合物两大类。
稀土金属合金有稀土铸铁、稀土钢铁合金、稀土有色金属合金等，多为结构材料。
稀土金属间化合物则是稀土金属与其他金属或类金属之间形成的具有一定化学成分、晶体结构和显著金属结合键的物质，原子遵循着某种有序化的排列。
这些金属间化合物在稀土合金相图中被称为稀土金属中间相。
稀土金属间化合物主要有稀土磁性材料、稀土储氢材料、稀土热电材料( YbAl3，CePd3，YbxCo4Sb12，CeNiSn) 、热电子发射材料( LaB6 单晶) 、超导材料( LaAl，LaAl2，LaSi3) 等，多为功能材料。
一、稀土金属在冶金及其结构材料上的应用稀土是活泼的,易与氧、氢、氮、硫和其他元素结合成化合物,但不易与碳结合。
在炼钢工艺中稀土用来生产较纯的、不含气体的钢,其含硫低,夹杂少。
硫化物夹杂呈球形,热轧时仍为球形,它均匀布于晶内,这就增加钢的热塑性和可弯曲性,使其韧性更加各向同性。
加稀土处理过的钢达到较高的屈服强度和冲击韧性,并具有较低的脆性转变温度。
它使低合金钢获致较高的硬度,很高的耐磨和抗蚀性能,使含高铬的铁素体不诱钢获得更高的抗氧化能力,在循环加热试验中结果良好,并可替代镍铬合金作发热体用。
稀土促进了铸铁中的石墨化和球化,细化了石墨体,铁素体和共晶体;从而提高了铸铁的延性、韧性和强度。
制延性铸铁时,加铈可减少镁的添加量,因而防止了镁的挥发和烧损。
随着稀土的添加,灰口铁成为较有延性的,白口铁更为耐磨,使可加工铸铁的热处理时间缩短,而合金铸铁可获得更好的抗蚀和抗氧化能力。
稀土在金属中添加的量虽然不多，但是应用领域非常广，而且带来的附加价值高，仍有很大的发展空间。
除了在铸铁、钢铁以及有色金属中的应用外，在稀土金属间化合物方面的应用也开始受到关注，如B2 型稀土金属间化合物由于具有良好的室温塑性而受到人们的关注，在这种稀土金属间化合物中发现应力诱导相变有助于提高材料的塑性。
稀土对铝及其合金的影响及其作用
稀土对铝及其合金的影响及其作用稀土元素非常活泼,极易与气体(如氢)、非金属(如硫)及金属作用生成相应的稳定化合物。
稀土元素的原子半径小于常见的金属,如铅、镁等,在这些金属中的固溶度极低,几乎不能形成固溶体。
稀土元素加入到铝合金中可起到微合金化的作用;此外,它与氢等气体和许多非金属有较强的亲和力,能生成熔点高的化合物,故它有一定的除氢、精炼、净化作用;同时,稀土元素化学活性极强,它可以在已形成的晶粒界面上选择性地吸附,阻碍晶粒的生长,结果导致晶粒细化,有变质的作用。
1、变质作用变质处理是指在金属及合金中加入少量或微量的变质剂,用以改变合金的结晶条件,使其组织和性能得到改善的过程。
变质剂又称晶粒细化剂或孕育剂。
通常情况下,稀土原子半径。
又由于稀土元素比较活泼,它熔于铝液中极易填补合金相的表面缺陷,从而降低新旧两相界面上的表面张力,使得晶核生长速度增大。
同时它还能在晶粒与合金液之间形成表面活性膜,阻止生成的晶粒长大,使合金的组织细化。
此外,作为外来的结晶晶核,铝与稀土形成的化合物在金属结晶时,因晶核数的大量增加而使合金的组织细化。
稀土在铝硅合金中主要是起变质作用,使针、片状共晶硅变成球粒状,使初晶硅的尺度有所减小。
不同稀土的变质能力不同,La和Eu具有强烈的变质作用,而混合稀土和Ce只有中等程度的变质能力。
镧系元素的变质能力与其原子半径有密切的关系,随着原子半径由La的0.187nm减小到Er的0.175nm时,其变质能力逐渐减小。
大体上原子半径小于0.18nm,变质作用即减小到没有实际意义的程度。
不同稀土元素的变质能力可用临界变质冷却速度(Vc)来衡量,Vc越小,则其变质效果越明显;当V小于Vc时,任何浓度的稀土元素均不能引起合金变质,这是稀土与其他变质剂的主要差别之一。
对Al-Si系的研究表明,变质处理工艺直接影响着稀土的变质效果。
获得稳定变质组织的关键是减少稀土的烧损,并防止稀土偏聚,使稀土迅速均匀地扩散到铝液中;为获得稳定的变质组织,应尽可能提高变质温度,变质后加强静置,精炼后严格扒渣,并且尽可能不用卤族元素熔剂进行精炼和覆盖。
稀土金属及合金制备工艺的研究与应用
稀土金属及合金制备工艺的研究与应用一、引言稀土金属是指在地壳中含量很少的一类金属元素。
由于其化学特性的多样性和特殊性，在众多领域中有着广泛的应用。
稀土金属制备工艺则是指利用各种合成化学方法，从原料中提取出所需的稀土金属元素，并制备成可应用的稀土金属合金。
本文将介绍稀土金属及合金制备工艺的研究现状与应用领域。
二、稀土金属的特性与制备工艺稀土金属具有一些独特的特性，如：良好的稳定性、卓越的催化性能、磁性、光电性能以及特殊的电学性能等等。
由于其特殊性，稀土金属被广泛应用于多个领域，如冶金、催化、电子、能源等。
稀土金属的制备过程通常通过以下几个步骤：提取原料、分离稀土金属元素、精细合成等。
1.1提取原料稀土金属的提取过程是非常重要的一个步骤。
通常情况下，稀土金属由稀土矿石和废旧催化剂等原料提取。
稀土矿石矿床储量较大，其中包括了多种稀土金属元素。
催化剂中含有的稀土金属则来自工业生产中的不同过程。
通过提取各类原料中的稀土金属元素，得到的原料经过大量的处理可以用于稀土金属的制备。
1.2分离稀土金属元素稀土金属的分离工作主要是基于其化学性质，将不同的稀土金属元素分离后，进行缩合反应和分离，最终得到相应稀土金属。
1.3精细合成精细合成是指通过物理化学手段，将提取的稀土金属元素与其他元素合成成稀土金属材料。
在此过程中，控制合成条件和合成过程中材料微观结构和化学状态的变化，对提高稀土合金材料的性能有着重要意义。
通常情况下，精细合成的方法包括冶金、熔盐电解、热化学还原等。
三、稀土合金的应用领域稀土金属合金由于其多种特殊的物理、化学特性，已经被广泛应用于许多领域，如环保、能源、电子、医疗、冶金等等。
3.1稀土合金在环保领域的应用稀土材料在环保领域有着广泛应用，例如使用稀土材料作为有机催化剂可以有效的促进氧化还原反应，使用稀土催化剂对污染气体进行处理，降低空气污染程度等。
此外，一些稀土元素也可以被应用于储能系统、太阳能电池等，从而达到又不损失能量的环保目的。
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稀土在铅基合金中的应用
李
"， 鑫!， 王 #， 涛!， 魏绪钧!， 徐秀芝!
（ 沈阳 ! ；% 北京 ! ； ! "东北大学， ! # # # $ "北京矿冶研究总院， # # # & & 沈阳 ! ） ’ "沈阳新松机器人自动化股份有限公司， ! # # ! (
［ ］ " = # 。 性能， 已取得了一些研究成果
近代 电 解 锌 厂 均 使 用 铅 = 银 二 元 合 金 （含 银 ， 该合金的缺点是使用大量的金属 . / 3 0! ! . 0） 银， 机械强度较低， 容易变形， 从而引起短路， 使用寿 命不长， 影响析出锌的产品质量等。探索新的阳极 材质已成当务之急， 有人试用过石墨、 四氧化三铁、 二氧化锰、 二氧化铅等作为阳极材质， 但由于技术上 的原因， 未能应用于工业生产实践。最近锌电解阳 极板的研究集中在两方面： 完善现有铅 = 银合金阳 极预处理和强化阴阳极间绝缘处理； 开发新型铅基 多元合金阳极。试验发现， 加入碱土金属钙、 锶、 钡 的铅基多元合金是较理想的阳极材质， 目前正在国 内外许多湿法炼锌厂推广应用。在铅银合金阳极中 添加钙锶等碱土金属， 是适当降低含银量的有效途 径之一。原沈阳冶炼厂较成功地开发出了四元合金 ） 阳极板， 组成为 （’ ( :) * . ! 0、 + . " 3 0 !. # 0、 , 余量是 $ 。其中 ’ % (和 ) *作为硬化剂代替. 3 0! ， 生产应用获得成功， 阳极制作成本显 . / 3 0的 + , 著降低， 效益可观。 目前铅基四元合金阳极在国内已有多家电解锌 厂应用， 同二元铅银合金阳极相比， 电流效率提高 电耗降低 ! ・ ／ 阳极寿 . 3 0! ! . 0， ! ! 3 ? @ A B锌， 命大于! . 3年。德国鲁尔电锌厂已在" -世纪< -年 代将铅基四元合金阳极投入工业生产， 效果与我国 研制的四元合金阳极相同。加拿大科明科公司特利 尔电锌厂作了 $ % & ’ ( & + B电 , 三元合金阳极日产 8
图, " （" ） 合金中 # $ % & $ ’ ( # $ % & $ ’ ( $ * + 添加稀土对其硬度的影响
# $ & ? ’ ( ( ) * + , ( . ) ) . + /0 ) + . 1 3 . E E $ + $ , 2, 2/ . E 2 ) 3 3 % （ ） , (6 7 8 9 . 8 : -6 7 8 9 . 8 : 8 ; 1 1 , %. 5
图! 稀土对 " # $ % & $ ’ (合金析氧电位的影响
! " $ % & ’ ’ ( ) * + ’ , , ( ( , * ./ ( * 0 1 + 2( 0 ( ) * , + + * ( 2 * " 0 # 3 + ’ + 4 ( 26 ( + 1 " * " + 2+ 27 8 9 : 9 ; , 2 + 6 ( 5 # 3
要： 研究稀土对铅基合金机械性能、 耐腐蚀性能和电化学性能的影响。结果表明， （ ） 合金中添加 $ % & ’ ( & ) * & + . " / 0+ , , ， 银含量由 降为 ， 析氧过电位降低约 。用该合金作锌电解用阳极板， 可满足锌电解阳极板对合金 . # 01 2 . " / 0 . ! # 3 0 ! 4 5 材料的硬度和耐蚀性要求， 降低锌电解的槽电压， 同时降低阳极板生产成本和锌电解生产成本。 关键词： 金属材料； 稀土铅基合金； 合金化； 锌电解； 阳极板 : ； : ； 中图分类号： 6 7 ! 8 9 . 8 3 6 7 ! 8 9 . ! " 6 ; < ! # 文献标识码： + 文章编号： （ ） ! ! = " ! ! " # " = ! 3 = # 摘
# ／ （ 的硫 耐腐蚀性测试： 以 ! C! . " < 3 D 4 ! 3 E） , 酸为电解液， 各电解池串联， 以! 4 + 的电流进行
。 恒电流加速腐蚀试验， 腐蚀时间大约为! 3 F ! 3 F后 将板栅合金取出， 溶去表面氧化膜， 吹干、 称量， 根据 质量损失评价各合金材料的耐腐蚀性能。 电化学性能测试： 采用三电极体系， 铅基合金作 工作电极、 ／ 纯$ G G ) H B作辅助 , , " 8 电极作参比电极、 电极。采用美国 2 7 I 7J K F L M ! / # 电化学综合测试 仪， 动电位法测量各合金阳极极化曲线， 从而进一步 求出各合金的析氧过电位。通过比较各合金阳极极 化的曲线， 考查稀土含量对合金析氧过电位的影响。
收稿日期： " " = ! = ! 9 万方数据 作者简介： 李 鑫 （ ， 男， 新疆塔城市人， 工程师， 硕士 ! > / # =）
! 实验方法
! " ! 合金制备 已有的研究成果表明， 稀土在铅基合金中的最
［ ］ 佳范围为 . " 0 !. 8 0 8 。试验中分别配制稀
土含量为 . ! 0， . " 0， . # 0， . 8 0， . 3 0， . / 0， . ! 0， . 3 0的铅基稀土合金及不含稀土 的合金试样。将已配制好的 $ % & ’ ( & ) * & + , 合金按相 同工艺条件重熔、 浇铸。为保证分析的准确性和一 致性， 合金一次浇铸成片状、 圆柱状和棒状 # 种形 状， 其中片状合金两片， 分别用作加速腐蚀试验中的 阳极片和阴极片， 圆柱状合金两块， 一块作硬度分 析， 一块作成分分析， 棒状合金一根， 作合金电化学 性能测试用工作电极。 ! " # 合金性能测试 硬度测试： 以布氏硬度作为评测标准。
图! 不同稀土含量对 " # $ % & $ ’ ( 合金耐蚀性的影响
# $ & " ’ ( ( ) * + , ( . ) ) . + /0 ) + . 1 * , 2 + ) 2 + , 2* , , 3 $ , 2 % ) 3 $ 3 + $ 4 $ + (6 7 8 9 . 8 : . 1 1 , 5, 5
测试结果表明， 6 7 8 9 . 8 : 8 ; %合金中添加稀土后 硬度有所下降， 但下降幅度不大， 仍能满足锌电解阳 极板对硬度的要求。从 6 7 8 ! >9 .和 6 7 8 ! >D ’中 间合金的表观现象来看， 6 7 8 ! >9 .中间合金的硬度 远远大于 6 说明在 6 7 8 ! >D ’ 中间合金， 7 8 9 . 8 D ’合 金中， 对硬度起主要影响作用的是 9 ， . D ’ 虽对提高 铅板的硬度有一定作用， 但远不如 9 .的作用大。
?稀土对铅基合金物理性能的影响
图) 不同稀土含量对 " # $ % & $ ’ ( $ * + 合金耐蚀性的影响
# $ & ! ’ ( ( ) * + , ( . ) ) . + /0 ) + . 1 * , 2 + ) 2 + , 2* , , 3 $ , 2 % ) 3 $ 3 + $ 4 $ + (6 7 8 9 . 8 : 8 ; . 1 1 , 5, % 5
电解锌生产实践表明， 9 0 以上的电能消耗在 锌电解的阳极过程， 阳极的电化学稳定性和机械强 度直接影响电解的运行指标、 阴极析出锌含铅量及
［ ］ ! 铅银阳极的消耗 。
锌工业试验， 不久将大规模应用于工业生产。 锌电解用阳极板合金材料研究中， 在铅基合金 中添加各种有效元素改善和提高阳极板合金的各项
F 稀土对铅基合金电化学性能的影响
作为锌电解用阳极板合金， 除要求具有高的耐 蚀性和一定的硬度外， 电化学性能尤其重要， 要求具 有较低的析氧过电位， 这样可降低锌电解过程的槽 电压， 从而降低电耗。图 F 为稀土对 6 7 8 9 . 8 : -合金 析氧过电位的影响。 由图F可以看出， 析 6 7 8 9 . 8 : -合金与纯铅相比， 氧电位明显低。添加稀土 6 7 8 9 . 8 : -的合金与未添 加稀土的合金相比， 析氧电位明显降低。稀土添加 量在< 析氧电位随稀土含量 & < < >! < & < ? >范围内， 的增加而降低； 稀土含量超过 < 析氧电位 & < ? > 时， 又有所增加。在铅钙锶合金中添加适量稀土可降低 合金析氧过电位约F < 0 G。此外在铅钙锶合金中添
第 G期
李
鑫等：稀土在铅基合金中的应用
@ H
加稀土可明显提高其耐蚀性能， 因此可以认为， 该合 金作为锌电解阳极板具有较好的应用前景。
表明， 含D $ D E F> & 和D $ G H F? 8 9 : 9 ; , 9 ? 9 > & #的 7 # 合金的析氧电位为 @ 明显高于含 D $ A H G C， $ D E F> & 和D $ @ E < F? 8 9 : 9 ; , 9 ? 9 > & 合金的析氧电位 #的 7 # 且相对于不含 > （D @ $ A < I C， &的 7 8 9 : 9 ; , 9 ? $ G H F # ） 合金， 虽然 ? 但由于稀土元素 ? # # 的含量也较高， 对合金析氧电位的影响， 添加稀土后合金的析氧电 位远远低于不含稀土的7 （ ） 合金。 8 9 : 9 ; , 9 ? D $ G H F? # # 说明稀土对降低 7 8 9 : 9 ; ,合金析氧电位有明显的效 果， 而加入 ? 8 9 : 9 ; ,合金的析氧电位。 #则明显提高 7 考虑锌电解的实际情况， 添加D ， 将? $ D E F> & #含量降 低一半， 既可以保证锌电解阳极板的耐蚀性， 又降低了 阳极析氧过电位， 从而降低槽电压， 减少电耗。可以认 为， 在7 8 9 : 9 ; , 9 ? & 部分取代 ? #合金中用 > #用于锌 电解阳极板， 具有很好的应用前景。