一种稀土氧化物直接制备铈铝合金的方法技术

本发明专利技术提出了一种稀土氧化物直接制备铈铝合金的方法，属于稀土铝合金材料制备领域

【技术实现步骤摘要】
一种稀土氧化物直接制备铈铝合金的方法


[0001]本专利技术属于稀土铝合金材料制备领域，特别是涉及一种稀土氧化物直接制备铈铝合金的方法
。

技术介绍

[0002]铝及其合金因具有优异的机械性能以及轻量的特点被广泛应用于航空
、
航天
、
汽车及船舶等工业制造中，但近年来随着生产技术的革新与发展，对铝及其合金的性能又提出来了更高的要求
。
[0003]稀土元素作为“工业维生素”具有净化
、
调质以及微合金化的作用，能极大程度地提升金属及其合金的力学性能
、
光电特性以及复杂环境下的耐高温和抗腐蚀性，因此在铝合金的制备与改性中备受瞩目，具有广阔的应用前景
。
[0004]现有稀土铝合金制备包括混熔和熔盐电解两种方法
。
前者由于稀土本身高活性以及易氧化的特性，熔炼时部分稀土金属氧化烧损，造成大量稀土资源的浪费；后者由于稀土氯化物原料成本高，需经上游氧化物转化合成，易潮解，使用前需干燥处理等原因，使得制备工艺复杂
、
生产成本经济性差
。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术旨在提出一种稀土氧化物直接制备铈铝合金的方法
,
以解决现有稀土铝合金制备工艺存在步骤复杂
、
成本高且不能直接利用稀土氧化物资源的问题
。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种稀土氧化物直接制备铈铝合金的方法，包括以下步骤：
[0007]S1、
将一定比例的无水氯化锂和氯化钾均匀混合后进行干燥预处理，然后在保护气体环境下加热到
380
～
580℃
温度，得到氯化锂和氯化钾的混合熔体；
[0008]S2、
向混合熔体中加入铈的氧化物和无水氯化铝后快速搅拌形成均匀熔体，密封静置1～
3h
；
[0009]S3、
以均匀熔体为电解液，以钼棒为工作电极，以光谱级石墨棒为对电极，以银
/
氯化银电极为参比电极，进行恒电位电解，电解后产物经清洗和干燥后得到铈铝合金
。
[0010]更进一步的，所述步骤
S1
中无水氯化锂和氯化钾的质量比为
27
：
(29
～
37)。
[0011]更进一步的，所述步骤
S1
中干燥预处理的方式为置于氧化铝坩埚中在
180
～
280℃
加热条件下干燥6～
24h。
[0012]更进一步的，所述铈的氧化物为三氧化二铈和二氧化铈中的一种或两种的混合物
。
[0013]更进一步的，所述步骤
S2
中的搅拌方式为通过刚玉管搅拌
。
[0014]更进一步的，所述步骤
S2
中添加铈的氧化物和无水氯化铝过程为先添加铈的氧化物后再添加无水氯化铝，且添加铈的氧化物在混合熔体中的质量分数占比为
0.3
％～
15
％
。
[0015]更进一步的，所述步骤
S2
中铈的氧化物和无水氯化铝的质量比为3：
(4
～
7)。
[0016]更进一步的，所述步骤
S3
中的恒电位电解的电位为
‑
1.4
～
‑
2.2V
，电解时长为1～8小时
。
[0017]更进一步的，所述步骤
S3
中的清洗方式为在乙醇和水的质量比为2：
(1
～
5)
的混合液中超声清洗
0.5
～
3h。
[0018]更进一步的，所述步骤
S3
中的干燥方式为在
70
～
160℃
真空环境中干燥4～
12h。
[0019]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0020]1、
本制备方法采用稀土产业链上游的氧化物原料替代氯化物原料，极大地缩减了稀土资源应用于铝铈合金制备时的转化流程，高效利用稀土资源，有效降低生产成本，氧化物原料不吸潮的特性也使得操作上更为便捷；
[0021]2、
本制备方法利用氯化铝辅助熔解稀土氧化物原料，通过提高熔盐中稀土离子浓度来加速反应进行，相较于传统电解制备技术，所需能耗小，更为节能；
[0022]3、
本制备方法采用恒电位电解法制备铝铈合金，各合金相电解电位明确，成分可控，能够保证成品质量；
[0023]4、
本制备方法有利于在各稀土及铝电解制备企业实施，此方法生产效率高
、
经济性好且对于大多数电解制备企业来说无需增加额外投资
。
附图说明
[0024]构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定
。
在附图中：
[0025]图1为本专利技术所述的一种稀土氧化物直接制备铈铝合金的方法的流程图；
[0026]图2为本专利技术所述的一种稀土氧化物直接制备铈铝合金的方法在不同截止电位的循环伏安曲线；
[0027]图3为本专利技术所述的一种稀土氧化物直接制备铈铝合金的方法所制备的电解产物铈铝合金的
XRD
图谱；
[0028]图4为本专利技术所述的一种稀土氧化物直接制备铈铝合金的方法所制备的电解产物铈铝合金的扫描电镜图
。
具体实施方式
[0029]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚
、
完整地阐述
。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例
。
[0030]具体实施方式一：
[0031]参见附图说明本实施方式，一种稀土氧化物直接制备铈铝合金的方法，包括以下步骤：
[0032]S1、
将质量比为
27
：
(29
～
37)
的无水氯化锂和氯化钾均匀混合后置于氧化铝坩埚中在
180
～
280℃
加热条件下干燥6～
24h
从而进行干燥预处理，然后在保护气体环境下加热到
380
～
580℃
温度，得到氯化锂和氯化钾的混合熔体；
[0033]S2、
向混合熔体中先添加铈的氧化物后再添加无水氯化铝，且添加铈的氧化物在混合熔体中的质量分数占比为
0.3
％～
15
％，添加结束后利用刚玉管搅拌进行快速搅拌形
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种稀土氧化物直接制备铈铝合金的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、
将一定比例的无水氯化锂和氯化钾均匀混合后进行干燥预处理，然后在保护气体环境下加热到
380
～
580℃
温度，得到氯化锂和氯化钾的混合熔体；
S2、
向混合熔体中加入铈的氧化物和无水氯化铝后快速搅拌形成均匀熔体，密封静置1～
3h
；
S3、
以均匀熔体为电解液，以钼棒为工作电极，以光谱级石墨棒为对电极，以银
/
氯化银电极为参比电极，进行恒电位电解，电解后产物经清洗和干燥后得到铈铝合金
。2.
根据权利要求1所述的一种稀土氧化物直接制备铈铝合金的方法，其特征在于：所述步骤
S1
中无水氯化锂和氯化钾的质量比为
27
：
(29
～
37)。3.
根据权利要求1所述的一种稀土氧化物直接制备铈铝合金的方法，其特征在于：所述步骤
S1
中干燥预处理的方式为置于氧化铝坩埚中在
180
～
280℃
加热条件下干燥6～
24h。4.
根据权利要求1所述的一种稀土氧化物直接制备铈铝合金的方法，其特征在于：所述铈的氧化物为三氧化二铈和二氧化铈中的一种或两种的混合物
。5.
根据权利要求1所述的一种稀土氧化物直接制备铈铝合金的方法，其特征在于：所述步骤
S2

【专利技术属性】
技术研发人员：颜永得，丁力，王雪鹏，贾艾雪，薛云，马福秋，刘威，邓沅，
申请(专利权)人：内蒙古稀土功能材料创新中心有限责任公司，
类型：发明
国别省市：