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镁铝系合金具有密度小、比强度高等优点广泛应用于航空和汽车等行业。在镁铝合金中添加稀土元素,能显著提高镁铝合金在室温和高温下的机械性能。本文采用熔盐电解的方法,能在较低的温度下制备镁铝稀土合金,具体研究内容如下:(1)对 LiCl-NaCl-MgCl2和 LiCl-KCl-MgCl 两个熔盐体系在 600 ～800 ℃的温度范围内的挥发损失进行了研究,结果表明,LiCl-NaCl-MgCl2熔盐体系的挥发性远小于LiCl-KCl-MgCl2熔盐体系;测定了在600～800 ℃的温度范围内氧化稀土在LiCl-NaCl-MgCl2熔盐体系的溶解度,计算了溶解过程的Gibbs自由能。(2)使用循环伏安法、计时电位法和开路计时电位法研究了 Y(Ⅲ)离子在LiCl-NaCl-MgCl2-AlF3熔盐体系的电化学行为及共还原制备Mg-Al-Y合金的机理。700 ℃时,LiCl-NaCl-YCl3熔盐体系中,Y(Ⅲ)离子通过一步得到三个电子还原成Y(0)原子。不同扫速的循环伏安曲线证明,在100～300 mV s-1的扫描速率范围内,Y(Ⅲ)离子的电化学还原是不完全可逆的。Y(Ⅲ)离子在钼电极上的电化学还原是受扩散控制的,其扩散系数为DY(Ⅲ)=1.39×10-5cm2s-1。使用ICP-AES和XRD等方法对恒电流电解制备的Mg-Al-Y合金进行了表征。SEM-EDS分析结果表明,Y元素主要分布在晶界,Al元素在晶界与晶胞中都有分布,Mg元素作为基体分布于整个合金中。电解温度、电解时间和电流密度对电流效率的影响趋势是相同的,均是先增大后减小。在750 ℃时,在阴极电流密度为-9.39 A cm-2时恒电流电解1.5小时,电流效率有最大值73.8 %。(3)使用循环伏安法、计时电位法和开路计时电位法研究了 Nd(Ⅲ)离子在LiCl-NaCl-MgCl2-AlF3熔盐体系的电化学行为及共还原制备Mg-Al-Nd合金的机理。700 ℃时,LiCl-NaCl-NdCl3熔盐体系中,Nd(Ⅲ)离子通过两步得到三个电子还原成Nd(0)原子,即: Nd(Ⅲ)+e-=Nd(Ⅱ),Nd(Ⅱ)+2e-=Nd(0)。在 100～500mV s-1扫描速率范围内,Nd(Ⅲ)离子和Nd(Ⅱ)离子的还原氧化都是不完全可逆的,并且受扩散控制,Nd(Ⅲ)离子的扩散系数为DNd(Ⅲ)=4.92×10-5cm2s-1。对电解得到的合金样品进行ICP-AES和XRD分析,结果表明,当熔盐中Nd2O3的含量超过0.35(wt. %)时,合金中只存在Al2Nd和Mg相。SEM-EDS分析结果表明,Nd元素主要分布在晶界,Al元素在晶界与晶胞中都有分布,Mg元素作为合金的基体分布于整个合金中。电解温度、电解时间和电流密度对电流效率的影响趋势是相同的,均是先增大后减小。在750 ℃时,在阴极电流密度为-9.39Acm-2时恒电流电解1.5小时,电流效率有最大值73.5 %。