熔鹽體系中Dy(Ⅲ)和Ho(Ⅲ)的電化學(xué)行為及鏑鎳、鈥鎳和鎂鋰鏑鈥合金的制備.pdf

1、本文主要研究了熔鹽電解制備鏑鎳、鈥鎳及鎂鏑鈥合金的電化學(xué)機(jī)理，在LiCl-KCl熔鹽體系中考察了Dy(III)和Ho(III)在惰性鎢電極和活性鎳電極上的電化學(xué)行為，探討了Dy(III)和Ho(III)在活性鎳電極上的沉積機(jī)理，并制備了鏑鎳合金與鈥鎳合金。考察了LiCl-KCl-MgCl2-DyCl3-HoCl3熔鹽體系的電化學(xué)行為，探討了Mg(II)、Dy(III)和Ho(III)共還原的機(jī)理，并用恒電流電解的方法制備了Mg-Li-D

2、y-Ho合金。
　　(1)773 K時(shí)，使用鎢電極(S=0.322 cm2)和鎳電極研究了LiCl-KCl-DyCl3(2.50×10-4 mol·cm-3)熔鹽體系的電化學(xué)行為。在鎢電極的結(jié)果表明：Dy(III)的電化學(xué)還原為一步得到3個(gè)電子的過程，當(dāng)掃描速度小于30 mV·s-1，Dy(III)的還原過程是可逆的，并受擴(kuò)散控制，擴(kuò)散系數(shù)為0.18×10-5 cm2·s-1。在活性鎳電極獲得的循環(huán)伏安曲線表明鏑與鎳可形成三種金屬

3、間化合物。在不同電位-1.6 V、-1.8 V和-2.0 V處進(jìn)行恒電位電解得到了三種鏑鎳金屬間化合物。由XRD表征和SEM/EDS分析確定了所得的鏑鎳金屬間化合物分別為DyNi5、Dy2Ni7和DyNi2；并通過開路計(jì)時(shí)電位計(jì)算出鏑鎳金屬間化合物的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成吉布斯自由能ΔG。
　　(2)1023 K時(shí)，使用鎢電極(S=0.322 cm2)和鎳電極研究了LiCl-KCl-HoCl3(2.50×10-4 mol·cm-3)熔鹽體系

4、的電化學(xué)行為。Ho(III)的電化學(xué)還原過程為一步得到3個(gè)電子的過程，當(dāng)掃描速率小于50 mV·s-1，Ho(III)的還原過程是可逆的，并受擴(kuò)散控制，擴(kuò)散系數(shù)為0.19×10-5 cm2·s-1。在活性鎳電極獲得的循環(huán)伏安曲線表明鈥與鎳形成了三種金屬間化合物。在不同電位-1.8 V和-2.2 V處進(jìn)行不同時(shí)間恒電位電解，得到了三種鈥鎳金屬間化合物，由XRD表征及SEM/EDS分析確定了三種鈥鎳金屬間化合物分別為Ho2Ni17、HoNi

5、5和HoNi2。并通過OCP計(jì)算出鈥鎳金屬間化合物的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成吉布斯自由能ΔG。
　　(3)1023 K時(shí)，研究了LiCl-KCl-MgCl2-DyCl3-HoCl3熔鹽體系中的電化學(xué)行為，當(dāng)陰極電流強(qiáng)度小于-0.22 A(0.68 A·cm-2)或者電位低于-2.4 V時(shí)，Mg(II)、Li(I)、Dy(III)和Ho(III)可以發(fā)生共電還原。通過恒電流電解制備了不同成分的鎂鋰鏑鈥合金，研究了電解時(shí)間、電解溫度和電流強(qiáng)度對電