一种稀土添加剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种稀土添加剂及其制备方法和应用，属于稀土冶金技术领域。本发明专利技术提供的方法以LiLaF

A rare earth additive and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
一种稀土添加剂及其制备方法和应用
本专利技术涉及稀土冶金
，尤其涉及一种稀土添加剂及其制备方法和应用。
技术介绍
铜及其合金是重要的工业原料，被广泛应用于电子、航空、航天等领域。研究表明，在杂质含量较高的铜或铜基合金中掺入适量的高丰度稀土元素镧(La)或铈(Ce)，可以实现材料的纯化，使材料性能得到改善，如可以提高材料抗拉强度及导电性、改善材料表面光泽度及其微观组织结构等。此外，在高纯铜或铜基合金中添加稀土元素镧或铈，也可以进一步改善材料性能，以达到工业要求。但由于镧/铈与铜的密度差异大，导致镧/铈较难融于铜或铜基合金中，所以需预先制备镧铜合金或铈铜合金，以其作为添加剂再配至待处理的铜或铜基合金中。当前应用的镧铜合金或铈铜合金主要采用对掺法制备，该方法直接将稀土金属(La/Ce)与金属铜按所需配比混熔制得。然而，由于稀土金属与铜的密度差异，直接熔融金属制备稀土添加剂(即LaCu合金或CeCu合金，也可简写为La/Ce-Cu合金)容易造成偏析和氧化烧损，且杂质夹杂集中、生产成本高；而且对掺法制备的La/Ce-Cu合金中以Cu相、La/Ce相为主，很难形成Cu2La、Cu5La或Cu2Ce、Cu4Ce等低熔点合金相，致使La/Ce-Cu合金难熔于待处理的铜或铜基合金中。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种稀土添加剂及其制备方法和应用，本专利技术提供的方法制备的稀土添加剂能够形成合金相，成分均匀，且生产成本低；采用本专利技术方法制备的稀土添加剂可以用于改善铜或铜基合金的性能。>为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：一种稀土添加剂的制备方法，包括以下步骤：将熔盐和活性氧化物置于电解槽中，加热使所述熔盐和活性氧化物完全熔化后，将阴极沉积物收集器置于电解槽中，以石墨为阳极、铜为阴极，进行电解，于阴极沉积物收集器中得到稀土添加剂；所述稀土添加剂为LaCu合金或CeCu合金；当所述稀土添加剂为LaCu合金时，所述熔盐包括LiLaF4和LiF，活性氧化物为La2O3；当所述稀土添加剂为CeCu合金时，所述熔盐包括LiCeF4和LiF，活性氧化物为CeO2。优选地，制备所述LaCu合金时，所述熔盐中LiLaF4和LiF的质量比为70～85:15～30，所述La2O3为熔盐质量的1～4％。优选地，制备所述CeCu合金时，所述熔盐中LiCeF4和LiF的质量比为70～85:15～30，所述CeO2为熔盐质量的1～4％。优选地，所述加热的温度为900～950℃。优选地，所述电解的温度为900～950℃，槽电压为3.5～4.0V，阴极电流密度为5.0～7.0A/cm2，电解的时间为0.5～1h。优选地，制备所述LaCu合金时，所述电解槽的内衬的材质为氟氧化镧；制备所述CeCu合金时，所述电解槽的内衬的材质为氟氧化铈。优选地，所述阴极沉积物收集器为钼坩埚；所述阴极为铜棒。本专利技术提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的稀土添加剂。本专利技术提供了上述技术方案所述稀土添加剂在铜或铜基合金中的应用。优选地，所述应用包括以下步骤：将铜或铜基合金的原料与稀土添加剂混合后进行熔融处理，之后经铸锭和去皮，得到铜或铜基合金。本专利技术提供了一种稀土添加剂的制备方法，包括以下步骤：将熔盐和活性氧化物置于电解槽中，加热使所述熔盐和活性氧化物完全熔化后，将阴极沉积物收集器置于电解槽中，以石墨为阳极、铜为阴极，进行电解，于阴极沉积物收集器中得到稀土添加剂；所述稀土添加剂为LaCu合金或CeCu合金；当所述稀土添加剂为LaCu合金时，所述熔盐包括LiLaF4和LiF，活性氧化物为La2O3；当所述稀土添加剂为CeCu合金时，所述熔盐包括LiCeF4和LiF，活性氧化物为CeO2。本专利技术提供的方法以LiLaF4、LiF和La2O3为原料(或者以LiCeF4、LiF和CeO2为原料)，以石墨为阳极、铜为阴极，利用熔盐电解法制备得到稀土添加剂，其纯度大于99.89％，具有合金相，熔点低、成分均匀，且生产成本低，避免了对掺法制备稀土添加剂存在的生产成本高、合金偏析和氧化烧损严重、合金成分不均匀、较难形成合金相的问题。采用本专利技术方法制备的稀土添加剂可以用于改善铜或铜基合金的性能，如能够有效去除铜或铜基合金中的杂质，大大提高材料性能。此外，本专利技术提供的稀土添加剂的制备方法工艺简单，易实现连续生产。附图说明图1为实施例1制备的LaCu合金的XRD图；图2为实施例2制备的CeCu合金的XRD图。具体实施方式本专利技术提供了一种稀土添加剂的制备方法，包括以下步骤：将熔盐和活性氧化物置于电解槽中，加热使所述熔盐和活性氧化物完全熔化后，将阴极沉积物收集器置于电解槽中，以石墨为阳极、铜为阴极，进行电解，于阴极沉积物收集器中得到稀土添加剂；所述稀土添加剂为LaCu合金或CeCu合金；当所述稀土添加剂为LaCu合金时，所述熔盐包括LiLaF4和LiF，活性氧化物为La2O3；当所述稀土添加剂为CeCu合金时，所述熔盐包括LiCeF4和LiF，活性氧化物为CeO2。在本专利技术中，所述稀土添加剂为LaCu合金或CeCu合金；当所述稀土添加剂为LaCu合金时，所述熔盐包括LiLaF4和LiF，所述LiLaF4和LiF的质量比优选为70～85:15～30；所述活性氧化物为La2O3，所述La2O3优选为熔盐质量的1～4％。当所述稀土添加剂为CeCu合金时，所述熔盐包括LiCeF4和LiF，所述LiCeF4和LiF的质量比优选为70～85:15～30；所述活性氧化物为CeO2，所述CeO2优选为熔盐质量的1～4％。在本专利技术中，所述熔盐中各组分以及活性氧化物在使用前优选于保护气氛中、200～300℃条件下烘干20～30h；提供保护气氛的保护气体优选为氩气，烘干的温度优选为250～300℃，烘干的时间优选为20～25h。本专利技术优选将熔盐的各组分以及活性氧化物分别烘干后，再按照各组分配比混合均匀，得到混合原料，之后利用所述混合原料制备稀土添加剂。得到所述混合原料后，本专利技术将所述混合原料置于电解槽中，加热使所述混合原料完全熔化。在本专利技术中，当所述稀土添加剂为LaCu合金时，所述电解槽的内衬的材质优选为氟氧化镧；当所述稀土添加剂为CeCu合金时，所述电解槽的内衬的材质优选为氟氧化铈。在本专利技术中，所述加热的温度优选为900～950℃，更优选为900～920℃。待所述混合原料完全熔化后，本专利技术将阴极沉积物收集器置于电解槽中，以石墨为阳极、铜为阴极，进行电解，于阴极沉积物收集器中得到稀土添加剂。在本专利技术中，所述阴极沉积物收集器优选为钼坩埚；所述阴极优选为铜棒。在本专利技术中，所述电解的温度优选为900～950℃，更优选为900～920℃；槽电压优选为3.5～4.0V，更优选为3.8～4.0V；阴极电流密度优选为5.0～7.0A/cm2，更优选为5.5～6.5A/cm2；电解的时间优选本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种稀土添加剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n将熔盐和活性氧化物置于电解槽中，加热使所述熔盐和活性氧化物完全熔化后，将阴极沉积物收集器置于电解槽中，以石墨为阳极、铜为阴极，进行电解，于阴极沉积物收集器中得到稀土添加剂；/n所述稀土添加剂为LaCu合金或CeCu合金；/n当所述稀土添加剂为LaCu合金时，所述熔盐包括LiLaF

【技术特征摘要】
1.一种稀土添加剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将熔盐和活性氧化物置于电解槽中，加热使所述熔盐和活性氧化物完全熔化后，将阴极沉积物收集器置于电解槽中，以石墨为阳极、铜为阴极，进行电解，于阴极沉积物收集器中得到稀土添加剂；
所述稀土添加剂为LaCu合金或CeCu合金；
当所述稀土添加剂为LaCu合金时，所述熔盐包括LiLaF4和LiF，活性氧化物为La2O3；
当所述稀土添加剂为CeCu合金时，所述熔盐包括LiCeF4和LiF，活性氧化物为CeO2。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，制备所述LaCu合金时，所述熔盐中LiLaF4和LiF的质量比为70～85:15～30，所述La2O3为熔盐质量的1～4％。


3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，制备所述CeCu合金时，所述熔盐中LiCeF4和LiF的质量比为70～85:15～30，所述CeO2为熔盐质量的1～4％。


4.根据权利要求1～3...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈淑梅，洪侃，梁鑫，陈冬英，李忠岐，赖耀斌，徐建兵，张选旭，
申请(专利权)人：赣州有色冶金研究所，
类型：发明
国别省市：江西;36