熔盐电脱氧制备RENi5-xAlx合金

论文摘要

熔盐电脱氧法制备稀土系AB5型合金具有工艺流程短、能耗低和对环境无污染等特点。目前,为了提高合金的综合电化学性能和进一步降低合金的成本,国内外学者在关于AB5型储氢合金的元素替代方而做了大量的研究。本文采用比较容易分离的混合稀上氧化物代替传统的氧化镧,并用Al2O3对Ni进行部分取代,从而可以改善合金的性能和降低合金的生产成本。本文采用熔盐电脱氧法在650℃下的KCl-LiCl熔盐中,以NiO和混合稀土氧化物粉末为原料,熔盐电解成功制备了金属RENi5合金。结合XRD、SEM及EDS检测手段,研究了混合氧化物到合金的熔盐电脱氧的反应历程。分析结果表明,在还原过程中,NiO先被还原成单质Ni,随后稀土氧化物被还原并与先还原得到的Ni合金化生成RENi5合金。本文以混合稀土氧化物、NiO和Al2O3的混合氧化物为原料,采用FFC法成功制得了RENi5-xAlx（x=0.25,0.5）合金。研究了Al部分替代Ni对合金相结构和形貌的影响。通过XRD分析表明,合金为单一的CaCu5型六方结构,Al在一定范围内部分替代Ni不会改变合金的相结构,随着Al含量的增大,晶格参数a,c和晶胞体积V增大,讨论了晶格膨胀的原因。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 稀土元素的分离与制备
• 1.1.1 稀土元素分离方法
• 1.1.2 氯化物熔盐电解
• 1.1.3 氟化物熔盐电解
• 1.1.4 我国稀土生产存在的问题
• 1.2 稀土系储氢合金的简介
• 1.2.1 稀土系储氢合金的进展
• 5型稀土贮氢合金的性质'>1.2.2 AB₅型稀土贮氢合金的性质
• 5型稀土系储氢合金的优化'>1.2.3 AB₅型稀土系储氢合金的优化
• 1.2.4 储氢合金的应用
• 1.3 稀土系储氢合金的制备工艺
• 1.3.1 熔炼法
• 1.3.2 机械合金化法
• 1.3.3 还原扩散法
• 1.3.4 气体雾化法
• 1.4 FFC法的简介
• 1.4.1 FFC法的研究进展
• 1.4.2 FFC法的优势及不足
• 1.5 本文研究目的及内容
• 5合金'>第2章 LiCl-KCl熔盐电脱氧制备（La,Ce,Pr,Nd）Ni₅合金
• 2.1 实验仪器及原料
• 2.1.1 实验仪器
• 2.1.2 实验原料
• 2.2 实验原理
• 2.3 实验方法及步骤
• 2.3.1 实验方法
• 2.3.2 实验流程图
• 2.4 实验表征手段
• 2.4.1 X射线荧光分析
• 2.4.2 X射线衍射
• 2.4.3 扫描电子显微镜
• 2.5 实验结果与讨论
• 2.5.1 原料分析
• 2.5.2 混合氧化物的前躯体制备
• 2.5.3 熔盐电脱氧产物的分析
• 5合金的反应机理'>2.5.4 电脱氧制备RENi₅合金的反应机理
• 2.6 小结
• 5-xAl_x（x=0.25～2）合金'>第3章 LiCl-KCl熔盐电脱氧制备（La,Ce,Pr,Nd）Ni_5-xAl_x（x=0.25～2）合金
• 3.1 实验仪器及原料
• 3.1.1 实验仪器
• 3.1.2 实验原料
• 3.2 实验原理
• 3.3 实验方法
• 3.4 实验表征手段
• 3.5 实验结果与讨论
• 3.5.1 熔盐电脱氧阴极的制备
• 3.5.2 熔然电脱氧产物的XRD分析
• 3.5.3 熔盐电脱氧产物的SEM分析
• 3.6 小结
• 第4章 结论
• 参考文献
• 致谢