一种低温熔盐电沉积制备不同相组成的镁铜合金的方法技术

本发明专利技术提供的是一种低温熔盐电沉积制备不同相组成的镁铜合金的方法。采用金属铜为阴极、石墨为阳极、Pt丝为参比电极、LiCl-KCl-MgCl2低共晶熔盐体系为电解质，在400℃温度下进行电沉积，通过控制电沉积的阴极电位，在熔盐电解槽的固态铜阴极上析出金属镁，并向铜阴极内部扩散形成具有不同相组成的镁铜合金。本发明专利技术不仅可以解决对掺法生产镁铜合金时能耗大，生产工艺复杂，合金成分易偏析的缺点，而且利用该方法可以直接生产制备工业领域所需的不同相组成的镁铜合金。

【技术实现步骤摘要】
一种低温熔盐电沉积制备不同相组成的镁铜合金的方法
本专利技术属于合金领域，具体涉及一种低温熔盐电沉积制备不同相组成的镁铜合金的方法。
技术介绍
镁具有比强度、比刚度高，减振性、电磁屏蔽和抗辐射能力强，易切削加工，易回收等一系列优点，在汽车、电子、电器、交通、航天、航空和国防军事工业领域具有极其重要的应用价值和广阔的应用前景。通过在镁合金中添加少量的合金化元素铜可以提高镁合金的高温强度。镁还是储氢合金中唯一储氢量大于3.0wt%的储氢材料，被认为是很有发展前途的一种金属合金氢化物，而铜的添加可以有效改善储氢合金的热力学和动力学性能，并且可以保持吸放氢容量大的优点。机械对掺法是工业制备镁铜储氢合金的主要方法，但由于镁的熔点较低，铜的熔点较高，二者相差400℃以上，在熔炼过程中镁易挥发，难于控制合金相的组成，制备的合金成分偏析严重，而且制备过程复杂，能耗较高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种低温熔盐电沉积制备不同相组成的镁铜合金的方法。基于上述目的，本专利技术采取了如下技术方案：一种低温熔盐电沉积制备不同相组成的镁铜合金的方法，采用金属铜为阴极、石墨为阳极、Pt丝为参比电极、LiCl-KCl-MgCl2的低共晶熔盐体系为电解质，在氮气或氩气氛围下进行电沉积，通过控制电沉积的阴极电位，在铜阴极上析出金属镁，并向铜阴极内部扩散形成具有不同相组成的镁铜合金。进一步地，以摩尔比为LiCl:KCl:MgCl2=58.5:41.5:0.5的低共晶熔盐体系为电解质，将此组成的低共晶熔盐电解质加入到电解槽中，以金属铜为阴极，石墨为阳极，Pt丝为参比电极，在氮气或氩气氛围下，控制电解质温度为400℃，阴极电位相对于Pt丝参比电极控制在-2.30V，电沉积时间为5小时，在铜阴极上析出金属镁，并向镁阴极内部扩散形成MgCu2相的镁铜合金。以摩尔比为LiCl:KCl:MgCl2=58.5:41.5:0.5的低共晶熔盐体系为电解质，将此组成的低共晶熔盐电解质加入到电解槽中，以金属铜为阴极，石墨为阳极，Pt丝为参比电极，在氮气或氩气氛围下，控制电解质温度为400℃，阴极电位相对于Pt丝参比电极控制在-2.38V，电沉积时间为2小时，在铜阴极上析出金属镁，并向镁阴极内部扩散形成Mg2Cu与MgCu2相共存的镁铜合金。本专利技术的理论依据为当镁在铜阴极上析出时，对于生成不同相组成的镁铜合金具有不同的析出电位，电沉积过程中通过控制制备镁铜合金的阴极电位，在恒定电位下进行电沉积，即可制备不同相组成的镁铜合金。并且采用低共晶组成的LiCl-KCl-MgCl2作为熔盐电解质，可以在较低温度下进行电沉积。本专利技术不仅能够很好的解决机械对掺法制备镁铜合金的过程中存在热耗大，制备工艺复杂，合金成分偏析的缺点，而且利用该方法可以直接生产制备工业领域所需的不同相组成的镁铜合金。本专利技术在熔盐电沉积过程中采用金属铜为阴极，在低温400℃时，通过控制电沉积的阴极电位可以制备出成分均匀的MgCu2相及MgCu2与Mg2Cu相共存的镁铜合金，可以满足工业领域对不同相组成镁铜合金的需求。附图说明图1为本专利技术制备镁铜合金的循环伏安曲线图，扫描速度为50mV/s，在图1中出现了三组氧化还原峰，B、C和D分别相应于Mg、Mg2Cu和MgCu2的还原峰，B′、C′和D′分别相应于Mg、Mg2Cu和MgCu2的氧化峰，此图表明通过控制电极电位可以电沉积制备不同相组成的镁合金。图2为实施例1得到的产品XRD图谱。图3为实施例2得到的产品XRD图谱。图4为实施例1得到的产品侧面SEM图谱。图5为实施例2得到的产品侧面SEM图谱。具体实施方式以下结合具体实施例对本专利技术的技术方案做进一步详细说明，但本专利技术的保护范围并不局限于此。实施例1：以摩尔比为LiCl:KCl:MgCl2=58.5:41.5:0.5的低共晶熔盐体系为电解质，将此组成的低共晶熔盐电解质混匀后加入到电解槽中，以金属铜为阴极，石墨为阳极，Pt丝为参比电极，在氩气氛围下，控制电解质温度在400℃，阴极电位相对于Pt丝参比电极控制在-2.30V，电解时间为5小时，在铜阴极上析出金属镁，并向镁阴极内部扩散形成MgCu2相的镁铜合金。制得的产品的XRD图谱和SEM图谱分别见图2和图4。实施例2：以摩尔比为LiCl:KCl:MgCl2=58.5:41.5:0.5的混合物为电解质，将此组成的低共晶熔盐电解质混匀后加入到电解槽中，以金属铜为阴极，石墨为阳极，Pt丝为参比电极，在氮气氛围下，控制电解质温度在400℃，阴极电位相对于Pt丝参比电极控制在-2.38V，电沉积时间为2小时，在铜阴极上析出金属镁，并向镁阴极内部扩散形成Mg2Cu与MgCu2相共存的镁铜合金。制得的产品的XRD图谱和SEM图谱分别见图3和图5。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低温熔盐电沉积制备不同相组成的镁铜合金的方法，其特征是：采用金属铜为阴极、石墨为阳极、Pt丝为参比电极、LiCl‑KCl‑MgCl2的低共晶熔盐体系为电解质，在氮气或氩气氛围下进行电沉积，通过控制电沉积的阴极电位，在铜阴极上析出金属镁，并向铜阴极内部扩散形成具有不同相组成的镁铜合金。

【技术特征摘要】
1.一种低温熔盐电沉积制备不同相组成的镁铜合金的方法，其特征是：以摩尔比为LiCl:KCl:MgCl2=58.5:41.5:0.5的低共晶熔盐体系为电解质，将此电解质加入到电解槽中，以金属铜为阴极，石墨为阳极，Pt丝为参比电极，在氮气或氩气氛围下，控制电解质温度为400℃，阴极电位相对于Pt丝参比电极控制在-2.30V，电沉积时间为5小时，在铜阴极上析出金属镁，并向镁阴极内部扩散形成MgCu2相的镁铜合金。2.一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈增，李胜军，李伟，张伟风，
申请(专利权)人：河南大学，
类型：发明
国别省市：河南;41