[发明专利]镁铈合金的制备方法

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，涉及一种镁铈合金的制备方法。

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。镁基铈合金属于镁合金系列中的一种，其在湿法冶金铅阳极板的制作方面有重要应用。

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。其中电解扩散法是熔盐电解法制备合金中最重要的一种。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铝作为阴极，电解氧化镁或氯化镁，使镁在铝上沉积获得镁铝合金。

然而，目前尚无电解扩散法制备镁铈合金并有效控制合金成分的报道。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种镁铈合金的制备方法，以解决现有技术中电解扩散法无法制备镁铈合金，且无法有效控制镁铈合金成分的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种镁铈合金的制备方法，其包括以下步骤：按所欲制备的镁铈合金中镁和铈的质量比，分别准备金属镁和铈盐；以金属镁作为液态阴极，采用熔盐电解扩散法制备镁铈合金；其中，在电解扩散过程中控制铈盐中的铈离子放电所需的法拉第电量与电解铈盐的电解电量之间的比值为1:1～1.4。

进一步地，控制铈盐中的铈离子放电所需的法拉第电量与电解铈盐的电解电量之间的比值为1:1～1.4的步骤中，根据公式I确定电解混合原料的电解电流和电解时间，进而得到镁铈合金，其中，公式I为：

(3m_(Ce)salt/M_(Ce)salt)F≤It≤1.4(3m_(Ce)salt/M_(Ce)salt)F

公式I中，m_(Ce)salt为铈盐的质量，M_(Ce)salt为铈盐的相对分子质量，I为电解电流，t为电解时间，F为法拉第常数。

进一步地，以电解时间t为总电解时间，向电解炉中一次性、间隔性或连续性地加入铈盐，以制备镁铈合金。

进一步地，铈盐为氯化铈。

进一步地，电解扩散过程中，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、氯化钠及氯化钾中的一种或多种。

进一步地，按重量百分比计，电解质包括50～70％的氯化锂及30～50％的氯化钠。

进一步地，电解扩散过程中，电解温度为400～900℃。

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，提供了一种镁铈合金的制备方法，其包括以下步骤：按所欲制备的镁铈合金中镁和铈的质量比，分别准备金属镁和铈盐；以金属镁作为液态阴极，采用熔盐电解扩散法制备镁铈合金；其中，在电解扩散过程中控制铈盐中的铈离子放电所需的法拉第电量与电解铈盐的电解电量之间的比值为1:1～1.4。

利用上述制备方法，通过熔盐电解扩散法，以金属镁为液态阴极，在电解期间控制铈盐中的铈离子放电所需的法拉第电量与电解铈盐的电解电量之间的匹配一致性，将二者的电量比控制在1:1～1.4以内，能够使镁铈合金制品中两种金属成分的含量基本与目标含量一致，从而达到有效控制合金成分的目的。且通过上述熔盐电解扩散法，本发明制备出了镁铈合金。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。

以下结合具体实施例对本申请作进一步详细描述，这些实施例不能理解为限制本申请所要求保护的范围。

正如背景技术部分所描述的，现有技术中的电解扩散法无法制备镁铈合金，且无法有效控制镁铈合金成分的问题。