镁锌合金的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种镁锌合金的制备方法。该方法包括以下步骤：按所欲制备的镁锌合金中镁和锌的质量比配置镁盐和锌盐的混合原料；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锌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，得到镁锌合金。利用上述制备方法，通过熔盐电解共沉积法，在电解期间控制镁离子和锌离子的放电所需的法拉第电量与电解电量匹配一致性，将二者相对误差控制在±15％以内，能够使镁锌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共沉积法，本发明专利技术制备出了镁锌合金。

Process for preparing magnesium zinc alloy

The present invention provides a method for preparing magnesium zinc alloy. The method comprises the following steps: according to the quality of magnesium and zinc magnesium zinc alloy prepared in mixed raw materials magnesium salt and zinc salt; mixing the raw material for molten salt electrolytic co deposition, the relative error during the control of magnesium ion and zinc ion discharge in mixed material required for electricity and electric Faraday solution the mixed raw material consumption in the electrolysis is less than 15%, magnesium zinc alloy obtained. According to the preparation method, by molten salt electrolysis deposition, consistency of Faraday charge and discharge control power of electrolytic magnesium ion and zinc ion in the electrolytic period required to match the two, the relative error is less than 15%, can make the content of two kinds of magnesium zinc alloy products in metal components consistent with the content of the target, so as to achieve the effective control of alloy composition to. The magnesium zinc alloy is prepared by the molten salt electrolysis co deposition method.

【技术实现步骤摘要】
镁锌合金的制备方法
本专利技术涉及合金材料制备
，具体而言，涉及一种镁锌合金的制备方法。
技术介绍
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。镁基锌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RamSharma提出的镁合金电解扩散法，在电解液中预先添加液态锌作为阴极，电解氧化镁或氯化镁，使镁在锌上沉积获得镁锌合金，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，且目前尚无镁锌合金共沉积及成分控制的报道。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种镁锌合金的制备方法，以解决现有技术中电解共沉积法无法实现镁锌合金共沉积，且无法有效控制镁锌合金成分的问题。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种镁锌合金的制备方法，其包括以下步骤：按所欲制备的镁锌合金中镁和锌的质量比配置镁盐和锌盐的混合原料；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锌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，得到镁锌合金。进一步地，控制混合原料中的镁离子和锌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，进而得到镁锌合金，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(Zn)salt为混合原料中锌盐的质量，MMg为镁的相对原子质量，MZn为锌的相对原子质量，M(Mg)salt为镁盐的相对分子质量，M(Zn)salt为锌盐的相对分子质量，I为电解电流，t为电解时间，a为100g镁锌合金中锌的质量，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，以连续性制备镁锌合金。进一步地，镁盐为氯化镁，锌盐为氯化锌。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。应用本专利技术的技术方案，提供了一种镁锌合金的制备方法，其包括以下步骤：按所欲制备的镁锌合金中镁和锌的质量比配置镁盐和锌盐的混合原料；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锌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，得到镁锌合金。利用上述制备方法，通过熔盐电解共沉积法，在电解期间控制镁离子和锌离子的放电所需的法拉第电量与电解电量匹配一致性，将二者相对误差控制在±15％以内，能够使镁锌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共沉积法，本专利技术制备出了镁锌合金。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专利技术。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
技术介绍
部分所描述的，现有技术中的电解共沉积法无法实现镁锌合金共沉积，且无法有效控制镁锌合金成分。为了解决这一问题，本专利技术提供了一种镁锌合金的制备方法，其包括以下步骤：按所欲制备的镁锌合金中镁和锌的质量比配置镁盐和锌盐的混合原料；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锌离子的放电所需的法拉第电量与电解该混合原料的电解电量的相对误差在±15％以内，得到镁锌合金。利用上述制备方法，通过熔盐电解共沉积法，在电解期间控制镁离子和锌离子的放电所需的法拉第电量与电解混合原料的电解电量匹配一致性，将二者相对误差控制在±15％以内，能够使镁锌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共沉积法制备出了镁锌合金。具体来说，相比于传统的熔盐电解共沉积过程，本专利技术中增加了控制成分的步骤。对于制备镁锌二元体系的合金而言，按所欲制备的镁锌合金中镁和锌的质量比配置镁盐和锌盐的混合原料，然后将混合原料投入电解炉中进行熔盐电解共沉积。如果不控制法拉第电量与电解电量的匹配一致性，由于电解过程采用的电解质中同样存在金属离子，这些金属离子极易在电解过程中一并电解析出，从而作为杂质成分破坏镁锌合金的二元体系。本专利技术正是基于这一点，提出了在熔盐电解共沉积期间控制混合原料的镁离子和锌离子的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，这样相当于为镁离子和锌离子的电解析出设置了电解电量的供应总数，从而能够有效防止电解质中的杂质金属离子析出，有效地控制了合金制品的镁锌含量，使其基本与目标含量一致。本专利技术提供的上述制备方法中，可以通过电解时间和电解电流来控制电解电量。在一种优选的实施方式中，控制混合原料中镁离子和锌离子放电所需的法拉第电量与电解上述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，进而得到镁锌合金，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(Zn)salt为混合原料中锌盐的质量，MMg为镁的相对原子质量，MZn为锌的相对原子质量，M(Mg)salt为镁盐的相对分子质量，M(Zn)salt为锌盐的相对分子质量，I为电解电流，t为电解时间(s)，a为100g镁锌合金中锌的质量，F为法拉第常数(96485C/mol)。值得说明的是，上述1±0.15指的是一个范围值，其大于等于0.85，小于等于1.15。上述a值可以通过所欲制备的目标合金中的锌的质量比例来获得。m(Mg)salt可以通过所电解的混合原料的质量和配比获得。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种镁锌合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按所欲制备的镁锌合金中镁和锌的质量比配置镁盐和锌盐的混合原料；将所述混合原料进行熔盐电解共沉积，期间控制所述混合原料中的镁离子和锌离子放电所需的法拉第电量与电解所述混合原料的电解电量的相对误差在±15％以内，得到所述镁锌合金。

【技术特征摘要】
1.一种镁锌合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按所欲制备的镁锌合金中镁和锌的质量比配置镁盐和锌盐的混合原料；将所述混合原料进行熔盐电解共沉积，期间控制所述混合原料中的镁离子和锌离子放电所需的法拉第电量与电解所述混合原料的电解电量的相对误差在±15％以内，得到所述镁锌合金。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述控制所述混合原料中的镁离子和锌离子放电所需的法拉第电量与电解所述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确定电解所述混合原料的电解电流和电解时间，进而得到所述镁锌合金，其中，所述公式I为：所述公式II为：所述公式I和II中，m(Mg)salt为所述混合原料中所述镁盐的质量，m(Zn)salt为所述混合原料中所述锌盐的质量，MMg为镁的相对原子质量，MZn为锌的...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙宁磊，王玮玮，杜尚超，王魁珽，刘国，
申请(专利权)人：中国恩菲工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11