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《哈尔滨工程大学》 2008年
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熔盐电解制取Mg-Li合金机理研究

魏刺梅  
【摘要】: 本课题主要探讨了在熔盐体系中用阴极合金化法和共电沉积法电解制备Mg-Li合金的机理,本论文的主要研究内容和结论如下: 利用循环伏安法,电位阶跃法以及X-射线衍射法(XRD)等研究了锂离子在镁电极上的电沉积机理,并采用扫描电镜(SEM)考察了合金化后电极的表面形貌,确定了LiCl-KCl熔盐体系中锂离子在镁电极上的中间反应产物及还原电位。研究结果表明,锂在镁电极上沉积形成α固熔体和β-MgLi合金的还原电位分别在-2.10V和-2.30 V附近。锂离子在镁电极上沉积形成α-Mg固熔体,电极过程受锂原子向镁电极中扩散控制;形成β-MgLi合金时,存在成核极化现象,成核过程为瞬间成核过程。扫描电镜测试得到,Mg电极和沉积锂之后的Mg电极具有不同的表面形貌。Mg电极在-2.10 V下电解时,沉积的锂原子进入了镁晶格中,形成了均匀细致的α-Mg固溶体。 利用循环伏安法,电流阶跃法,电位阶跃法等电化学测试方法研究了LiCl-KCl-MgCl_2-KF-BaCl_2熔盐体系中镁锂共电沉积过程机理,确定了锂和镁在惰性钼丝电极上共电沉积时的还原电位等参数,还分析了温度、阴极极限电位、扫描速度等因素对电极过程的影响。研究结果表明,在LiCl-KCl-MgCl_2-KF-BaCl_2熔融盐中利用共电沉积法制备Mg-Li合金是可行的。在惰性钼丝电极上,金属镁首先在-1.80 V左右发生欠电位沉积,然后在-2.0V附近发生镁的沉积;在-2.40 V附近,锂通过在先前沉积在钼丝电极上的镁中的欠电位沉积形成Mg-Li合金,且此电极过程受锂原子向镁中的扩散过程控制。通过对电子转移数的计算可知金属镁在钼丝电极上的欠电位沉积是可逆的简单电荷传递反应,计算得到Mg(Ⅱ)离子的扩散系数在1.99×10~(-5)cm~2·S~(-1)左右。通过研究温度对电极过程的影响,可以计算出在本实验条件下共电沉积形成Mg-Li合金的活化能为28.72 kJ·mol~(-1)。
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TF822

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【引证文献】
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【参考文献】
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【共引文献】
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【同被引文献】
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中国硕士学位论文全文数据库 前2条
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2 白茂槐;我国稀土熔盐电解技术获重大突破[N];中国冶金报;2003年
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1 陈增;熔盐电解法制备镁锂和镁锆合金研究[D];哈尔滨工程大学;2008年
2 李运刚;熔盐电化学法制备Fe-W功能梯度材料的基础研究[D];东北大学;2005年
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4 陈朝轶;金属氧化物直接制备难熔金属及合金的新工艺[D];上海大学;2009年
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6 陈涛;线型及支化二茂铁基聚合物的合成、自组装及性能研究[D];浙江大学;2006年
7 曹鹏;多元共电沉积Mg-Li-X(X=Sn,La,Zn-Mn)合金及机理研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
8 张文华;滴汞电极及旋转园盘电极过程中内外涨落驱动的电化效应研究:非定态不可逆电极过程的约化随机热力学理论[D];四川大学;2003年
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10 杨少华;以氧化镁为原料熔盐电解法制备Al-Mg合金的研究[D];东北大学;2008年
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1 魏刺梅;熔盐电解制取Mg-Li合金机理研究[D];哈尔滨工程大学;2008年
2 高玉红;Na_2WO_4-ZnO-WO_3体系表面张力及熔盐镀钨的研究[D];河北理工学院;2002年
3 许建峰;钡锂和锌钡锂合金熔盐电解法制备及机理研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
4 田娟;多孔硅电极的电催化及其应用研究[D];哈尔滨工程大学;2007年
5 胡艳琴;聚合物膜修饰电极的制备及分析应用[D];西南大学;2008年
6 王晓霞;动态电化学法研究超声对铁电化学氧化制备高铁酸钠过程的影响[D];扬州大学;2006年
7 孟莉新;过渡金属Salen配合物/分子筛修饰电极的电化学行为研究[D];太原理工大学;2007年
8 张利琴;甲烷在钯、金电极上的电催化氧化研究[D];山西大学;2008年
9 杜黎;电化学传感器测试电路设计与实现[D];大连理工大学;2009年
10 宋利晓;纳米结构黑镍薄膜的电化学制备及其相关行为研究[D];浙江大学;2010年
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