[发明专利]镁银合金的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及合金材料制备技术领域，具体而言，涉及一种镁银合金的制备方法。

背景技术

镁合金具有众多优异的性质诸如密度低，机械性能及化学性质优良以及可以回收利用等特色，因而被人们称为“绿色合金”。镁合金被广泛应用于各种领域如汽车工业、电子产品、航空、军事，而且其用量有大幅度增加的趋势。镁基银合金属于镁合金系列中的一种。

传统生产这类合金的方法为熔炼法，即共掺法：各种合金成分元素通过各自独立的冶金流程制得后，将其熔炼获得合金。这种方法流程长，其中的所有金属元素必须经过各自的冶金过程及其随后精炼得到，此过程工艺繁杂，成本高；由于其主体成分为活性金属，熔炼生产合金过程必须有惰性气氛或真空环境，而且金属损耗率高，并造成环境的污染。

长期以来，人们不断尝试使用熔盐电解法生产合金。熔盐电解法制备合金又可分为电解扩散法与电解共沉积法两种方法。

电解扩散法中，最有代表性的工作为Ram Sharma提出的镁合金电解扩散法，在电解液中预先添加液态银作为阴极，电解氧化镁或氯化镁，使镁在银上沉积获得镁银合金，其主要思想是以相对惰性的合金金属为阴极，在其上沉积其它元素来获得合金。

电解扩散法是一种可以有效防止合金元素烧损并可以进行准确成分控制的方法。然而，整个电解过程合金元素含量不断增加，这自然造成不同时刻的合金成分会有很大不同，尤其是主合金成分将从零逐渐的增加到很高的浓度，当电解沉积合金元素达到了所需要量的时候，电解过程必须停止，取出合金，然后更换阴极并重复上述过程。电解过程中不能随时得到目标成分的合金，这样的过程不能称作一个连续过程。

电解共沉积法是利用多种金属离子在相同电位下在阴极同时放电从而得到合金的方法。然而，现有的电解共沉积法无法做到有效控制合金中的组成，且目前尚无镁银合金共沉积及成分控制的报道。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种镁银合金的制备方法，以解决现有技术中电解共沉积法无法实现镁银合金共沉积，且无法有效控制镁银合金成分的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种镁银合金的制备方法，其包括以下步骤：按所欲制备的镁银合金中镁和银的质量比配置镁盐和银盐的混合原料；将混合原料进行熔盐电解共沉积，期间控制混合原料中的镁离子和银离子放电所需的法拉第电量与电解混合原料的电解电量的相对误差在±15％以内，得到镁银合金。

进一步地，控制混合原料中的镁离子和银离子放电所需的法拉第电量与电解混合原料的电解电量的相对误差在±15％以内的步骤中，根据公式I或公式II确定电解混合原料的电解电流和电解时间，进而得到镁银合金，其中，

公式I为：

公式II为：

公式I和II中，m_(Mg)salt为混合原料中镁盐的质量，m_(Ag)salt为混合原料中银盐的质量，M_Mg为镁的相对原子质量，M_Ag为银的相对原子质量，M_(Mg)salt为镁盐的相对分子质量，M_(Ag)salt为银盐的相对分子质量，I为电解电流，t为电解时间，a为100g镁银合金中银的质量，F为法拉第常数。

进一步地，以电解时间t为间隔时间，向电解炉中周期性地加入混合原料，以连续性制备镁银合金。

进一步地，镁盐为氯化镁，银盐为氯化银。

进一步地，熔盐电解共沉积过程中，采用的电解质包括碱金属熔盐。

进一步地，碱金属熔盐的成分包括氯化锂和/或氯化钠。

进一步地，电解质中还包括质量分数为8～15％的氯化镁。

进一步地，按重量百分比计，电解质包括8～15％的氯化镁、50～70％的氯化锂及20～40％的氯化钠。

进一步地，熔盐电解共沉积过程中，电解温度为700～900℃。

进一步地，熔盐电解共沉积过程中，阴极电流密度为0.5～1.5A/cm²。

应用本发明的技术方案，提供了一种镁银合金的制备方法，其包括以下步骤：按所欲制备的镁银合金中镁和银的质量比配置镁盐和银盐的混合原料；将混合原料进行熔盐电解共沉积，期间控制混合原料中的镁离子和银离子放电所需的法拉第电量与电解混合原料的电解电量的相对误差在±15％以内，得到镁银合金。