熔盐电解法制备镁合金的研究进展
熔盐电解制备Mg-Zn-Sr三元合金及其组织分析
实验 以 ＫＣ １ 、 Ｓ ｒ Ｃ １ ・６ Ｈ２ Ｏ 混 合 盐 为 电解 质 ， 以
制 备 的 Ｍｇ — Ｚ ｎ － Ｓ ｒ 合金组织， 电解 的 Ｓ ｒ 具 有 更好 的 细
化效果。
Ｍｇ — Ｚ ｎ中间合 金 为 阴极 。如 表 １所 示 ， 其 主 要 实 验原
料 均需 预处 理 。图 １所示 为熔 盐 电解 的装置 图 。 实验 所 用 井 式 电 阻 加 热 炉 型 号 为 Ｓ Ｇ 一 ７ ． ５ 一 ｌ ２ ， 加 热 温 度范 围 １ ０ ０ ～１ ２ ０ ０℃ ； 电解 槽用 内壁刷 有 防腐涂
左 小 军 ， 彭晓 东 ， 魏 国兵 ， 赵 辉 ， 谢卫东
（ １ ．重 庆大 学 材料科 学 与工 程学 院 ， 重庆 ４ ０ ０ ０ ４ ４ ； ２ ．国家镁 合金 工 程研究 中心 ， 重庆 ４ ０ Ｏ ０ ４ ４ ）
摘 要： 以 Ｍｇ 一 ３ ３ Ｚ ｎ （ 质量 分数 ） 合 金 为 阴极 ， 石 墨
金 的 晶粒 ， 还 可 以改 善 它 的 力学 性 能 和耐 热 性 能 。有
２ ． ２ 实 验 步 骤
在 电阻炉 中熔 炼 制 备 Ｍｇ － ３ ３ Ｚ ｎ （ 质量 分 数） 合 金 锭， 并称 量切片保存 （ 如图 ２ ） 。取 （ Ｋ Ｃ Ｉ ） 与 （ Ｓ ｒ Ｃ １ 。・
中 电流与 电压 随时 间 的变 化情 况 。
表 １ 实 验 原 料 及 其 处 理 方 法
Ｔａ ｂｌ ｅ １ Ｅｘ ｐｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｌ ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｓ ａ ｎｄ ｐ ｒ ｅ ｔ ｒ ｅ ａ ｔ ｍｅ ｎｔ
系、 Ｍｇ — Ｚ ｎ系 等耐 热镁 合 金 的 开发 ［ ２ 。 ］ ， 以及 通 过 添 加 碱 土元 素 Ｓ ｒ 来获 得新 型 的耐热 镁合 金 ， 如 已经商 业 化
熔盐电解共沉积法制备Mg—Li—Pb合金
熔盐电解共沉积法制备Mg—Li—Pb合金利用电化学研究方法，对镁锂铅合金在LiCl-KCl-MgCl2-PbCl2熔盐体系中的共电沉积机理进行研究。
结果表明，当阴极电流密度达到或负于–0.776A·cm-2时，金属Pb、Mg和Li能够实现共电沉积。
通过恒电流电解制备Mg-Li-Pb合金。
经成分分析和相组成分析发现，合金中含有Mg2Pb、Li7Pb2等多个合金相，且合金中Pb和Li含量与熔盐中MgCl2和PbCl2的浓度直接相关。
标签：Mg-Li-Pb合金共沉积循环伏安计时电位镁锂基合金作为最轻的金属结构材料[1-3]，具有比强度高、易切削加工、易于回收等特点，是航空航天和核工业等领域最理想的结构材料之一[4-6]。
传统制备镁锂基合金主要采用对掺法，但该法存在工艺流程复杂，能耗大，生产成本高等问题。
熔盐电解共沉积法制备合金可以有效改善这些问题。
很多学者已经用该种方法从熔盐体系中制备了Dy-Fe合金膜、Al-Ce合金和Al-Sm合金[7-9]等。
在合金中加入铅可以明显改善镁合金的力学性能，提高合金的伸长率和抗拉强度，同时也可以提高合金的弹性模量[10-11]。
本文主要研究了镁锂铅合金在LiCl-KCl-MgCl2熔盐体系中的共电沉积过程和电解制备镁锂铅合金的工艺条件，最后用恒电流电解法共电沉积制备了Mg-Li-Pb合金，并对合金样品进行了表征。
一、实验方法本实验采用钼丝作研究电极，石墨棒（光谱纯）作辅助电极，Ag/AgCl（1wt%）作参比电极，内参比盐是LiCl-KCl。
实验所需主要药品包括无水LiCl、KCl、MgCl2和PbCl2。
实验前将LiCl和KCl分别装进坩埚，并放入573K和873K的马弗炉中干燥脱水24h，然后按比例混合放入刚玉坩埚，置于马弗炉中升温至853K，待熔化后在-2.0V （Ag/AgCl 参比电极）电位下预处理，以除去熔盐中多余的杂质和水。
Mg（）和Pb（）离子是通过LiCl-KCl 熔盐中按需求加入无水MgCl2和PbCl2引入，其中熔盐体系全程保护在氩气环境中。
熔盐电化学制备金属及合金研究概况
科技与创新┃Science and Technology&Innovation ·82·2020年第04期文章编号：2095－6835（2020）04－0082－02熔盐电化学制备金属及合金研究概况周忠仁（昆明理工大学冶金与能源工程学院，云南昆明650093）摘要：熔融盐具有电化学窗口宽、离子和电子传导性好的特点，作为电解质广泛应用于电化学提取金属。
熔盐电化学经过上百年的发展，已经从传统的选择性溶解金属离子并电沉积制备金属，发展成为现阶段直接从固态金属氧化物原位电解脱氧获得单质的方式。
分析了熔盐电化学的发展历程，并对近期热门的熔盐电化学改进工艺进行了综述。
关键词：熔盐电化学；金属氧化物；金属单质；碳酸盐中图分类号：TG146.4+14文献标识码：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2020.04.032熔融盐是指由碱土金属与卤化物、硅酸盐、碳酸盐、磷酸盐等构成的液态离子型熔体，广泛应用于电解过程中的电解质以及核工业燃料溶剂领域。
熔融盐具有高温特性，具有离子导电性优良、电化学窗口宽、电极反应动力学速度快等特点，是电化学冶金理想的电解质[1]。
本文主要介绍了采用熔融盐作为电解质，在电场力作用下进行冶炼金属及合金的发展历程和应用。
1熔盐电解法的发展历史“传统”熔盐电解以电解生产铝最具代表性，冶炼本质是将氧化铝溶解于熔盐体系，比如在Na3AlF6-Al2O3二元系和Na3AlF6-AlF3-Al2O3三元系中，在通电情况下直接获得金属铝。
研究人员希望通过找到类似冰晶石的溶剂来获得难熔金属，但到目前为止并未找到溶解剂，加之金属熔点普遍较高，导致冶炼温度极高，增加了冶炼成本。
为了解决“传统”熔盐电解面临的难题，近20年来，研究者们在探索熔盐电解新方法方面进行了大量的工作，其中典型的新方法包括FFC剑桥工艺、固体透氧膜SOM工艺、电子媒介反应法（EMR/MSE）等，这些新的方法丰富了熔盐电解法的内涵，使得冶炼难熔金属及复杂矿物得到迅速发展。
熔盐电解制备Mg-Li-La合金
熔盐电解制备Mg-Li-La合金张密林;曹鹏;韩伟;颜永得;陈丽军【期刊名称】《中国有色金属学报（英文版）》【年(卷),期】2012(022)001【摘要】使用电化学方法在含有La2O3的熔融Li-La合金中在943k下制备Mg-Li-La合金。
结果表明通过电解制备Mg-Li-La合金是可行的。
Mg-Li-通过X射线衍射（XRD），光学显微照片（OM）和扫描电子显微镜（SEM）.xRD分析分析La合金，表明α+ Mg17La2，α+β+ Mg17La2和β+ Lamg3mg-Li-La通过Galvanostatic电解获得具有不同锂和镧含量的合金。
通过光学显微镜（OM）和扫描电子显微镜（SEM）的典型α+ Mg17La2和β+ LamG3相的微观结构。
分析能量分散光谱法（EDS）表明，Mg在Mg-Li-La合金中均匀分布的Mg元件和La的元素主要存在于晶界，以抑制由于较大的离子半径和较低的电负性而导致的晶粒生长速率。
相比mg。
％在于为943k的licl-kcl-kf熔盐体外中加加不锈钢的la2o3和mg CL2直接电气备mg-li-la合金。
使用x绕线衍射分子，扫描电子显微镜及能谱分类和金相显微镜相显微镜对合金传球分类。
结果结果明，在熔盐体中中间通道上涨LA2O3直接制备MG-LI -la合金的方法是可行的。
在电视程中，温度不变，槽电击随着电池密度温度温度对于电池影响不大.x射射衍射分类结果结果明，通明望电池电阻可致α+ Mg17la2，α+β+ mg17la2和β+ amg3三种不锈钢，镧分量的mg-li-la合金。
能谱分量结果表明，mg元素在合金中分布均匀，然而la元素主要分布在晶界处与镁成成金属化合物。
【总页数】7页(P16-22)【作者】张密林;曹鹏;韩伟;颜永得;陈丽军【作者单位】哈尔滨工程大学材料科学与化学工程学院,超轻材料与表面技术教育部重点实验室,哈尔滨150001;哈尔滨工程大学材料科学与化学工程学院,超轻材料与表面技术教育部重点实验室,哈尔滨150001;哈尔滨工程大学材料科学与化学工程学院,超轻材料与表面技术教育部重点实验室,哈尔滨150001;哈尔滨工程大学材料科学与化学工程学院,超轻材料与表面技术教育部重点实验室,哈尔滨150001;哈尔滨工程大学材料科学与化学工程学院,超轻材料与表面技术教育部重点实验室,哈尔滨150001【正文语种】中文因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
熔盐电解法制备镁稀土合金的现状及展望
应用化学
Ｖｏｌ．３５Ｉｓｓ．４
２０１８年 ４月 ＣＨＩＮＥＳＥＪＯＵＲＮＡＬＯＦＡＰＰＬＩＥＤＣＨＥＭＩＳＴＲＹ Ａｐｒ．２０１８
熔盐电解法制备镁稀土合金的现状及展望
牛晓东 孙 伟 邱 鑫 张德平 田 政 孟 健
（中国科学院长春应用化学研究所，稀土资源利用国家重点实验室 长春 １３００２２）
图 １ ＭｇＧｄ中间合金电解槽示意图［１６］ Ｆｉｇ１ ＥｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃｔａｎｋｆｏｒｐｒｏｄｕｃｉｎｇＭｇＧｄｍａｓｔｅｒ ａｌｌｏｙ［１６］
ａ．Ｍｏｃａｔｈｏｄｅ；ｂ．ｃａｒｂｏｎａｎｏｄｅ；ｃ．Ｍｏｃｒｕｃｉｂｌｅ；ｄ．ｔｈｅｒｍａｌ ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎｍａｔｅｒｉａｌｅ．ｆｕｒｎａｃｅｃｏｖｅｒ；ｆ．ｃａｒｂｏｎｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃｔａｎｋ； ｇ．ｆｉｒｅｐｒｏｏｆｉｎｇ；ｈ．ｔｈｅｒｍｃｏｕｐｌｅ；ｉ．ｈｅａｔｉｎｇｅｌｅｍｅｎｔ；ｊ．ｍｏｌｔｅｎ
２０１７０６１６收稿，２０１７０８０９修回，２０１７０９０６接受 国家科技支撑计划（２０１２ＢＡＥ０１Ｂ００）、日本振兴学会项目（ＧＪＨＺ１４１３）资助 通讯联系人：孟健，研究员；Ｔｅｌ／Ｆａｘ：０４３１８５２６２０３０；Ｅｍａｉｌ：ｊｍｅｎｇ＠ｃｉａｃ．ａｃ．ｃｎ；研究方向：稀土镁合金
１ 电解镁稀土合金的现状
根据使用原料的不同，制备稀土镁中间合金的电解工艺，可以分为氧化物电解法和氯化物电解法。 氧化物电解法主要用于制备熔点和沸点均高的中重稀土镁中间合金，例如 ＧｄＭｇ、ＹＭｇ和富 ＹＭｇ等 中间合金。氯化 物 电 解 法 主 要 用 于 制 备 熔 点 低、沸 点 高 的 轻 稀 土 镁 中 间 合 金，例 如 ＬａＭｇ、ＣｅＭｇ、 ＰｒＭｇ、富 ＣｅＭｇ等中间合金。针对不同的稀土元素，需要采用相应的电解法来生产制备。
加强炼镁传热效率的研究进展
第14卷第6期2023年12月有色金属科学与工程Nonferrous Metals Science and EngineeringVol.14，No.6Dec. 2023加强炼镁传热效率的研究进展郭军华1， 丁天然1， 李培艳1， 孙逸翔1， 刘洁1， 钟素娟1， 张廷安*2（1.郑州机械研究所有限公司新型钎焊材料与技术国家重点实验室， 郑州 450000；2.东北大学冶金学院， 沈阳 110819）摘要：随着轻量化需要日益迫切，金属镁及其合金由于具有质量轻、比强度和比刚度高等特性，应用越来越广泛，镁行业的发展也愈发受人关注。
皮江法是国内炼镁的主要生产工艺，但是随着绿色低碳发展理念的推行，该炼镁工艺在生产过程中传热效率低、还原周期长、能耗高和排放大等缺点突显，一直制约着炼镁行业的发展。
经过多年的研究，学者们在提高镁冶炼传热效率，降低还原温度，缩短还原周期等方面取得一系列成果。
本文主要从还原剂、工艺条件、传热装置3个方面详细综述了提升炼镁传热效率的研究进展，并对未来炼镁技术发展提出了建议和思路，仅供参考。
关键词：镁冶炼；传热效率；还原剂；传热装置；优化工艺中图分类号：TF822 文献标志码：AResearch progress in strengthening the heat transfer efficiencyof magnesium smeltingGUO Junhua 1, DING Tianran 1, LI Peiyan 1, SUN Yixiang 1, LIU Jie 1, ZHONG Sujuan 1, ZHANG Ting ’an *2（1. State Key Laboratory of Advanced Brazing Filler Metals & Technology ， Zhengzhou Research Institute of Mechanical EngineeringCo.， Ltd.， Zhengzhou 450000， China ； 2. School of Metallurgy ， Northeastern University ， Shenyang 110819， China ）Abstract: With the increasing need for lightweight materials, magnesium and its alloys have been widely used because of their light quality, high specific strength and specific stiffness, and the development of the magnesium industry has attracted increasing attention. The Pidgeon process is the main production process of magnesium smelting in China. However, with the implementation of the green and low-carbon development concept, the process has many shortcomings, such as low heat transfer efficiency, long reduction cycle, high energy consumption and large emissions, which has been restricting the development of the magnesium smelting industry. After years of research, scholars have made a series of achievements in improving the heat transfer efficiency of magnesium smelting, reducing reduction temperature, shortening the reduction cycle, etc. In this paper, the research progress in improving the heat transfer efficiency of magnesium smelting was reviewed in detail from three aspects including reductant, process conditions and heat transfer device, and suggestions and ideas on the existing magnesium smelting technology were put forward for reference only.Keywords: magnesium smelting ； heat transfer efficiency ； reducing agent ； heat transfer device ； optimization process收稿日期：2022-11-15；修回日期：2022-12-24基金项目：国家自然科学基金辽宁联合基金资助项目（U1508217）通信作者：张廷安（1960— ），教授，主要从事有色金属冶炼、新工艺的开发、固废处理等方面的研究。
熔盐电解制取Mg-Li Mg-Li-Zr Zn-Zr合金的开题报告
熔盐电解制取Mg-Li Mg-Li-Zr Zn-Zr合金的开题报告熔盐电解法是一种重要的金属制备技术，其具有高效、环保、低成本等优点。
本开题报告将探究利用熔盐电解法制备Mg-Li、Mg-Li-Zr、Zn-Zr合金的技术路线和关键技术，旨在提高其生产效率和质量。
一、研究背景与意义Mg-Li合金是轻质高强材料，具有良好的加工性能和机械性能，在航空航天、汽车、电子等领域具有广阔的应用前景。
Mg-Li-Zr合金在Mg-Li基础上，添加了Zr元素，进一步提高了合金的强度和耐腐蚀性能。
Zn-Zr合金则是一种具有较高强度、弹性模量和良好耐磨性的新型金属材料，具有很好的应用前景。
熔盐电解法制备Mg-Li、Mg-Li-Zr、Zn-Zr合金，能够实现高效、低成本的生产方式，具有重要的应用价值和研究意义。
二、研究内容和技术路线1. 熔盐电解制备Mg-Li合金的技术路线：（1）确定合金化成分和重点研究材料的物理化学性质；（2）选择适宜的熔盐体系，设定合适的电解条件；（3）搭建自动化熔盐电解生产线；（4）对合金的组织结构、力学性能和腐蚀性能进行检测和分析。
2. 熔盐电解制备Mg-Li-Zr合金的技术路线：（1）确定合金化成分和重点研究材料的物理化学性质；（2）控制Zr元素的添加量和比例，选定合适的熔盐体系；（3）搭建自动化熔盐电解生产线；（4）对合金的组织结构、力学性能和耐腐蚀性能进行检测和分析。
3. 熔盐电解制备Zn-Zr合金的技术路线：（1）确定合金化成分和重点研究材料的物理化学性质；（2）选择适宜的熔盐体系，设定合适的电解条件；（3）搭建自动化熔盐电解生产线；（4）对合金的组织结构、力学性能和耐磨性能进行检测和分析。
三、预期成果和研究贡献本研究预计能够成功开发出熔盐电解制备Mg-Li、Mg-Li-Zr、Zn-Zr合金的技术路线，并取得以下成果：1. 建立起熔盐电解制备Mg-Li、Mg-Li-Zr、Zn-Zr合金的生产线，实现高效、低成本的制备方式。
熔盐电化学的新进展
熔盐电化学的新进展全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：熔盐电化学是一种在高温熔融的盐溶液中进行的电化学反应研究领域。
熔盐电化学在能源转换、环境保护、材料合成等领域有着广泛的应用。
最近几年，随着材料科学的发展和技术的进步，熔盐电化学领域取得了新的突破和进展。
一、熔盐电解技术熔盐电解是熔盐电化学中的一种重要应用。
通过在熔融的盐溶液中施加电压，使盐溶液中的离子发生氧化还原反应，从而实现对金属、非金属等物质的电解和分离。
近年来，熔盐电解技术在金属冶炼、废水处理、能源储存等方面得到了广泛应用。
二、熔盐反应堆技术熔盐反应堆是利用熔融的盐溶液作为工质，进行核反应的新型反应堆。
与传统的水冷堆相比，熔盐反应堆具有更高的安全性和更高的热效率。
熔盐反应堆技术在核能领域的应用前景广阔，为人类提供清洁、高效、可持续的能源解决方案。
熔盐储能技术是利用熔融的盐溶液作为储能介质，将电能转化为热能存储，并在需要时再将热能转化为电能释放。
熔盐储能技术是一种高效能量储存方式，具有循环稳定性好、储能效率高等优点，对于提升大规模能源系统的稳定性和可持续性具有重要意义。
四、熔盐电化学材料熔盐电化学领域在新材料、新技术、新应用等方面都有着重要的进展和突破。
随着科学技术的不断发展和深入研究，熔盐电化学将为人类社会的可持续发展和环境保护作出更加重要的贡献。
希望未来熔盐电化学领域能够不断创新，为人类社会的繁荣和进步贡献更大的力量。
【本文长度1633字】。
第二篇示例：熔盐电化学是一种在高温的熔盐中进行电化学反应的技术，近年来在能源领域取得了一些新的进展。
熔盐电解是利用熔盐作为电解质，将熔盐中的离子进行还原或氧化反应，从而实现电能的转化和储存。
熔盐电池则是将熔融盐用作电解质或携带媒介，实现电化学反应产生电能。
该技术在能源储存、电化学合成和电化学传感等领域具有广泛的应用前景。
在熔盐电化学领域，近年来取得了一些新的进展。
熔盐电解技术在能源储存领域表现出色。
熔盐电解法取代皮江法生产金属镁的综合技术分析
李鹏 业（ 青海盐 湖 镁业 有 限公 司 ，青海 格 尔木 ８ １ ６ ０ ０ ０ ）
摘要 ： ２ ０ － ￣ － ２ ｅ ＿ ， ９ Ｏ年代 末 ， 以浪 费能源 、 资 源和牺牲 区域环境质 量 为代 价， 依 赖皮 江 法炼镁技 术 ， 使 中国发展 成 为世 界上金 属镁 生 产和 出 口的第一 大 国。 现今 中 国社 会和 经济发展 面 临的能 源、 资源和环境 的挑 战， 决定 了必 须对炼镁技 术改革 ， ２ ０ ０ ９年 ， 盐湖 集 团
２ 盐 湖熔 盐 电解 法 金属 镁 质量 情况
盐 湖集 团熔 盐 电解 法生 产的粗 镁指 标 目前 已远 远 高 于发 计指 标 ， 目前 可以 预测 ， 盐湖 集 团生 产的粗 镁 在进 行连续 精炼 炉精 炼后 ， 金 属镁 的指标将 在９ ９ ． ９ ７ ％ 以上 ， 完全 能达 到高纯镁 的要 求 ， ｎ Ｊ ’ 完 全应用 ｆ高端镁 合金的 生产 。
：
限 使
生 产 系统 殷 设 备
曰 。 破碎 、滞 分、 “ Ｊ 转 运 镎
， ｌ 舜 牲 物
５ ０
： 氧化
硫
氯 气
氯 化 氯
３ ． ６ ３ 吨标 煤 ／ 吨 镁
４ ． ５ 吨 标 煤／ 吨镁 １ ３ －１ ５ 吨／ 吨 镁（ 不 包 含 采矿 眨 原料 制备 ）
排 放
≤１ 吨／ 吨 镁
工 业废 渣
Ｊ －９ 、 １ 运输
＜０ ． Ｏ ６ 吨／ 吨镁（ 综 合 利用 ） ５ ． ５ 吨／ 吨镁 （ 废弃 ）
１ ． ６ 吨／ 吨 镁 ２ ０ 吨／ 吨 镁
镁
镁合金的制备方法研究
镁合金的制备方法研究镁合金作为一种轻质、高强度、耐腐蚀的材料，在航空航天、汽车制造和电子设备等领域具有广泛的应用前景。
然而，由于镁的高反应性和难以加工的特性，镁合金的制备一直是一个具有挑战性的课题。
本文将探讨几种常见的镁合金制备方法，并对其优缺点进行分析。
一、熔融法制备镁合金熔融法是最常用的镁合金制备方法之一。
该方法通过将镁和其他金属或化合物加热至熔点，混合均匀后冷却凝固得到合金。
熔融法制备镁合金具有制备工艺简单、合金成分可调节性好等优点。
然而，由于镁的高反应性，制备过程中容易受到氧化和杂质污染的影响，导致合金质量下降。
二、粉末冶金法制备镁合金粉末冶金法是一种将金属粉末经过混合、成型、烧结等工艺制备合金的方法。
在制备镁合金时，可以将镁粉末与其他金属粉末混合，经过压制成型后进行烧结得到合金。
粉末冶金法制备镁合金具有合金成分可调节性好、杂质含量低等优点。
然而，由于镁的高反应性，制备过程中仍然存在氧化和杂质污染的问题，同时粉末冶金法制备镁合金的工艺复杂，成本较高。
三、电化学法制备镁合金电化学法是一种利用电解反应制备合金的方法。
在制备镁合金时，可以将镁和其他金属作为阳极和阴极，通过电解溶液中的离子迁移和沉积来实现合金的制备。
电化学法制备镁合金具有合金成分可控性好、制备过程中无氧化和杂质污染等优点。
然而，电化学法制备镁合金需要较为复杂的设备和条件，且制备速度较慢，限制了其在工业生产中的应用。
综合来看，镁合金的制备方法各有优缺点，选择适合的制备方法需要根据具体的应用需求和制备条件来确定。
目前，研究人员正在不断探索新的镁合金制备方法，以克服现有方法的局限性。
例如，利用高温气相反应法可以制备出高纯度的镁合金，提高合金质量。
此外，利用机械合金化方法可以制备出具有优异性能的镁合金。
这些新的制备方法为镁合金的应用拓展了更广阔的空间。
总之，镁合金的制备方法研究是一个具有挑战性和重要性的课题。
通过不断探索和创新，相信在未来镁合金的制备方法会得到进一步的改进和发展，为各个领域的应用提供更多可能性。
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稀土金属对镁合金具有细化晶粒、防止偏 析、改善金相组织、净化除杂等作用，可以有效 改善镁合金的物理化学性能、机械性能和加工 性能，从而使合金强度高、抗蠕变性能好［2，22］。
采用无水原料用熔盐电解法制备镁稀土合 金时，从电解原料来看，可采用无水氯化物、氧 化物、碳酸盐或它们的混合物等。从电解方式 来看，可分为共电沉积和非共电沉积两种情况。 所采用的电解质体系主要是氯化物和氟化物体 系。
第 22 卷 第 4 期 2014 年12 月
盐湖研究 JOUＲNAL OF SALT LAKE ＲESEAＲCH
Vol. 22 No. 4 Dec. 2014源自熔盐电解法制备镁合金的研究进展
王世栋，李明珍，叶秀深，李 权，吴志坚，火 焱
（ 中国科学院青海盐湖研究所，青海 西宁 810008）
摘 要： 熔盐电解法是制备镁合金的一种有效的方法，与熔炼法相比，合金成分偏析较少，产品质量较高。
综述了熔盐电解法制备镁合金的研究进展，并分析了研究现状。提出镁合金的熔盐电解制备有很强的应用
背景，与产业化研发相关的工作值得关注。
关键词： 熔盐电解； 镁合金； 制备
中图分类号： TF822
文献标识码： A
文章编号： 1008 － 858X（ 2014） 04 － 0061 － 06
1引言
2 熔盐电解法制备镁合金
收稿日期： 2014 － 02 － 26； 修回日期： 2014 － 07 － 14 基金项目： 国家科技支撑计划项目（ 2012BAE01B04） 和中国科学院西部行动计划项目（ KZCX2 － XB3 － 06） 资助 作者简介： 王世栋（ 1981 － ） ，男，博士，助理研究员，主要从事镁资源综合利用研究。 通信作者： 火 焱。Email： xnhuoyan@ 21cn． com。
采用液态金属为阴极电解制备稀土 － 镁合 金时，主 要 有 上 浮 阴 极 和 下 沉 阴 极 两 种 情 况。 以 KCl-CaCl2 -NdCl3 为熔盐电解质体系，以液态 金属镁为 上 浮 阴 极，以 石 墨 为 阳 极，在 680 ～ 750℃ 下电解可以得到 Mg-Nd 合金［27］。在氟化 物体系中熔盐电解氧化钕制取镁 － 钕合金时， 先以液态金属镁作为上浮阴极，随着电解过程 的进行，越来越多的钕进入合金，合金密度越来 越大，原来上浮的阴极逐渐下沉变为下沉阴极， 适宜的电解条件为： 电解温度（ 1 050 ± 10） ℃ 、
阴极电流密度 6 ～ 7 A / cm2 ，所得到的钕 － 镁合 金化学成份均匀、杂质含量低［21］。
氯化物体系的电解原料一般为制备成本较 高的无水氯化物，如果采用部分脱水氯化物或 不脱水的 氯 化 物 为 电 解 原 料，则 可 降 低 成 本。 几十年来，在氯化物体系熔盐电解生产镁稀土 合金领域，一直追求用半脱水料或不脱水料直 接投入到电解槽进行电解，以缩短生产流程，降 低脱水成本和与镁行业上游产品 MgCl2·6H2 O 和稀土行业上游产品 ＲECl3·6H2 O 进行完美对 接。
Toshihide 在 MgCl2 -NaCl-KCl-LaCl3 体 系 中 电解制备了含镧的镁合金，研究发现 Mg-La 合 金中的 La 含量取决于熔盐中 LaCl3 的浓度和阴 极电压。相反，通过控制 LaCl3 浓度和阴极电 压，可 以 制 备 得 到 一 定 La 含 量 的 Mg-La 合 金［24］。Soare 在 一 个 小 电 解 池 中，以 溶 解 在 LiF-NdF3 -MgF2 熔盐中 的 Nd2 （ CO3 ） 3 和 MgCO3 为原料，通过电解制备了 Mg-Nd 合金。在实验 室电解槽中，在给定阳极面积的情况下，在发生 阳极效应前，极限阳极电流密度为 0． 3 A / cm2 。 溶解度研究表明碳酸盐分解为氧化物，并且溶 解比以纯 氧 化 物 为 原 料 速 度 快［25］。 彭 光 怀 以 混 合 Gd2 O3 -MgO 为 原 料，在 GdF3 -LiF-BaF2 CaF2 氟化物熔盐体系中共电沉积制备了 Gd-Mg 中间合金，成分均匀，电流效率最高达 80% ，为 低成本、环保型的稀土镁中间合金生产打下一 定基础［26］。张密林等以 MgCl2 -LiCl-KCl-KF 为 电解质体系，加入富铈碳酸稀土（ 碳酸铈和碳 酸镧） 后，于 750 ～ 800℃ 下熔融，以惰性金属电 极为阴极，石墨为阳极，在 650 ～ 800℃ 下进行 电解，阴极电流密度 12 ～ 20 A / cm2 ，阳极电流 密度0． 5 A / cm2 ，槽电压 5． 5 ～ 9． 0 V，经过 1 ～ 2 h的电解，可得 Mg-Li-Ce-La 合金产物［13］。
镁合金的主要制备方法是熔炼法，即用金 属镁与其它金属进行熔炼，得到组成适宜的合 金，然后用各种成型技术成型，制造零部件。镁 合金也可以采用熔盐电解法制备，用熔盐电解 法制备金属镁合金具有合金成分偏析较少、产 品质量较好、制备成本较低等优点［2］。本文对 熔盐电解法制备镁合金的研究工作进行了综合 评述。
杨少华以 MgO 为原料，Al 为阴极，在电解 槽中直接生成 Mg-Al、Mg-Al-ＲE 合金，为镁电 解生产提供新的思路和方法。850℃ 下，MgF2 LiF-KCl 体系的 MgO 的饱和溶解度为 1% ，KCl 可以 明 显 增 加 MgO 在 电 解 质 中 的 溶 解 度。 Mg-Al合金中镁含量随电解时间的延长而增加， 最高达到 9． 2% ，电流效率随电解时间的延长
虽然阴极合金化法较对掺法和热还原法制 备镁锂合金有很多优点，但仍然需要制备阴极 材料，电 解 共 沉 积 制 备 镁 锂 基 合 金 更 为 简 单。 由于镁和锂从氯化物熔盐中析出的电位相差较 大，给共电沉积镁锂合金带来困难，张密林课题
组对镁锂基合金的共电沉积进行了系统研究。 在 KCl-LiCl-MgCl2 熔盐 体 系 中，共 电 沉 积 制 备 了 Mg-Li 合金，并进行了理论分析［8］。670℃ 时 的电化学研究表明，镁预先沉积到钼丝上，后锂 在镁上的欠电位沉积形成了 Mg-Li 合金。在 5% MgCl2 的熔盐中，MgCl2 的极限电流 密 度 为 0． 35 A / cm2 ，超过此值时，发生镁和锂的共沉 积。与熔体中浓度较高的 LiCl 相比，MgCl2 先 达到极限扩散电流密度，其与它在熔体中的浓 度成正比。因此，随着 MgCl2 浓度的增加，合金 中 Mg 含量增加。Mg-Li 合金中锂的含量能够 通过熔盐中的 MgCl2 浓度配比和电解参数来控 制，当 MgCl2 浓度超过 10% ，Li 很难从熔体中沉 积。在 KCl-LiCl-MgCl2 -CaCl2 熔盐体系中，共电 沉积制备了 Mg-Li-Ca 合金，研究表明 Ca 欠电 位沉积在预先电解出的 Mg 上并合金化，随后 Li 沉积在 Mg-Ca 合金上形成三元合金［9］。以 MgCl2 + LiCl + KCl + KF 为电解质体系，以金属 钼为阴极，石墨为阳极，630 ～ 810℃ 下进行电解 可制 备 Mg-Li-Sm 合 金，阴 极 电 流 密 度 6. 4 ～ 16. 0 A / cm2 ，阳极电流密度0． 5 A / cm2 ，槽电压 5． 1 ～ 8． 4 V，不用金属镁、锂、钐，全部采用金属 化合物为原料，通过熔盐电解就可直接制备出 Mg-Li-Sm 合金［10 － 12］。采用类似方法还可制备 Mg-Li-La-Ce［13］、Mg-Li-Gd［14］、Mg-Li-Dy［15］、MgLi-Ho［16］、 Mg-Li-Er［17］、 Mg-Li-Zn［18］、 Mg-LiPb［19］、Mg-Li-La［20］合金。
2． 1 镁 － 铝合金
镁铝合金在造船业、建筑业上有广泛的应 用。Sharma 提出以液态铝或镁铝合金为阴极， 用氧化镁或部分脱水的氯化镁作为原料生产金 属镁 或 镁 铝 合 金 的 方 法。优 选 电 解 质 组 成 20% MgCl2 － 65% KCl － 15% NaCl，氧化镁或部 分脱水的氯化镁以粉末形式分散加到电解液层 的上表面上。随着颗粒分散到电解液中，原料 中的氧化镁会与电解过程中生成的氯气反应。 金属镁在电解液—阴极界面上生成后即进入下 层熔融的镁 － 铝合金中，通过加入含镁原料，保 持电解液中的镁含量［3］。
由于镁和稀土的电极电位相近，电解共沉 积在镁 稀 土 合 金 制 备 上 得 到 广 泛 应 用。 以 铂 丝、钨丝和石墨棒分别为参比电极、工作电极和
第4 期
王世栋，等： 熔盐电解法制备镁合金的研究进展
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辅助电极，在添加 Y2 O3 和 MgO 的 YF3 -LiF 熔盐 体系中，采用循环伏安法对 Y3 + 和 Mg2 + 在钨电 极上的电化学还原过程研究结果表明，Y3 + 和 Mg2 + 的析出是可逆的简单电荷传递反应，过程 受扩散控制。随着混合氧化物中 Y2 O3 比例的 增大，Y 的析出电位向正方向移动，Mg 的析出 电位向负 方 向 移 动，两 者 的 析 出 电 位 差 减 小。 当 Y2 O3 ∶ MgO = 4∶ 1 （ 质量比） 时，钇离子和镁 离子共电析出［22 － 23］。
镁合金是迄今在工业中应用的最轻的金属 结构材料，还有降低噪音、电磁屏蔽性和减震性 好、可循环利用等特性，被材料专家誉为 21 世 纪最具有开发和应用潜力的绿色工程材料。镁 合金作为汽车轻量化的首选材料，其开发应用 也受到了各国的重视。我国镁资源丰富，储量 居世界首位，其中青海盐湖蕴藏着氯化镁 3. 2 × 109 t。将我国的镁资源优势转化为产业优势 和经济优势，能够大大促进我国经济的发展，关 系到国家长远战略利益［1］。
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盐湖研究
第 22 卷
也有所升高，最高达 79． 4% 。200 A 实验室扩 大 实 验 中 槽 电 压 比 较 平 稳，电 流 效 率 为 82. 6% 。BaF2 -LiF-MgF2 电 解 质 体 系 的 电 流 效 率都比较 高。BaF2 -LiF-MgF2 -KCl 体 系 的 电 化 学实验说明，镁离子的沉积过程由镁离子在熔 体中的扩散控制。以 ＲECl3 -KCl-MgCl2 为电解 质，Mg-Al-ＲE 合金中 Mg 含量可达 4． 76% ，电 流密度在 0． 8 A / cm2 时电流效率最高，可达到 81. 3% 。实验证实，稀土由铝还原得到，而镁通 过电解析出。稀土的浓度可恒定在 0． 8% ～ 1. 2% ，镁的浓度可以由电解时间的长短来控 制［4］。