熔鹽電解鎂鋰合金

前言

熔鹽是一種特殊的介質(zhì)，利用它可以實(shí)現(xiàn)很多的化學(xué)、物理、冶金及材料的工藝過(guò)程。熔鹽的應(yīng)用是非常廣泛和多種多樣的，可以說(shuō)熔鹽領(lǐng)域是一個(gè)五彩繽紛的世界。熔鹽研究的基礎(chǔ)是熔鹽物理化學(xué)，它涉及熔鹽和熔鹽溶液的物理化學(xué)性質(zhì)（包括熔度、密度、黏度、蒸氣壓、電導(dǎo)率、遷移數(shù)、擴(kuò)散速率、表面現(xiàn)象等）、熱力學(xué)性質(zhì)和動(dòng)力學(xué)過(guò)程、熔鹽與金屬的作用及熔鹽結(jié)構(gòu)等。熔鹽工業(yè)應(yīng)用的基礎(chǔ)就是熔鹽物理化學(xué)和熔鹽電化學(xué)。熔鹽電解是熔鹽技術(shù)中的一種方法，以往的研究成果為熔鹽技術(shù)的進(jìn)步和應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。從英國(guó)科學(xué)家戴維的第一次電解實(shí)驗(yàn)到法拉第總結(jié)出電解定律并最終上升為一門科學(xué)，熔鹽電解的發(fā)展至今已經(jīng)歷了兩個(gè)世紀(jì)。利用熔鹽電解法，工業(yè)電解了鋁、鎂及其他的活潑金屬，電解技術(shù)的發(fā)展對(duì)近代工業(yè)技術(shù)和社會(huì)的發(fā)展起到巨大的推動(dòng)作用。隨著像鎂鋰合金這樣的新材料的發(fā)展，熔鹽電解這個(gè)古老的研究領(lǐng)域重新煥發(fā)出青春和活力，并為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和國(guó)防建設(shè)起到積極的推動(dòng)作用。不僅如此，隨著高新技術(shù)的進(jìn)步和日益成熟，熔鹽電解還有很大的發(fā)展空間。熔鹽電解共電沉積技術(shù)和理論是實(shí)現(xiàn)活潑金屬合金材料工業(yè)化生產(chǎn)過(guò)程的有效途徑之一，鎂鋰合金及其他合金電解制備就是其中的典型例子。鎂鋰合金的比強(qiáng)度、比剛度居目前所有合金材料之首，其密度1.35～1.65g／cm3，是所有合金中密度最小者，因而被稱為超輕合金。鎂的礦產(chǎn)資源豐富，鎂合金質(zhì)量小，可以回收利用，被譽(yù)為21世紀(jì)綠色工程材料。由于鎂屬于密排六方結(jié)構(gòu)，其合金變形性和塑性較差，給工業(yè)應(yīng)用帶來(lái)許多困難。而金屬鋰的加入可以使金屬鎂由密排六方結(jié)構(gòu)向體心立方結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，其滑移系增多，塑性大幅度提高，密度大幅度降低，可加工性大幅度改善，這是其他鎂合金所不具備的優(yōu)勢(shì)。20世紀(jì)中期，由于航天事業(yè)的發(fā)展，迫切需要輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料。美國(guó)和俄羅斯率先進(jìn)行了鎂鋰超輕合金的研究和生產(chǎn)，在航天航空、武器裝備及民用領(lǐng)域發(fā)揮了非常關(guān)鍵的作用。鎂鋰合金的弱點(diǎn)是耐腐蝕性差，但近年來(lái)，隨著表面技術(shù)的長(zhǎng)足進(jìn)步，表面處理完全能夠使鎂鋰合金提高耐腐蝕性。在當(dāng)前追求輕量化、小型化的時(shí)代，鎂鋰合金更能夠顯示出其本身特有的優(yōu)越性。

內(nèi)容概要

本書介紹了與熔鹽電解鎂鋰合金相關(guān)的基礎(chǔ)理論、基本方法，主要內(nèi)容包括熔鹽和熔鹽電解的基礎(chǔ)知識(shí)、熔鹽結(jié)構(gòu)、熔鹽性質(zhì)、熔鹽相圖、熔鹽電化學(xué)方法，以及鎂鋰合金與鎂鋰稀土合金的熔鹽電解共電沉積方法和工藝、鎂鋰合金的組織和性能、鎂鋰合金的表面處理方法及鎂鋰合金的應(yīng)用等。    本書可供從事熔鹽、熔鹽電解、鎂鋰合金及表面技術(shù)等方面的研究人員和工程技術(shù)人員、高等學(xué)校相關(guān)專業(yè)的師生參考。

書籍目錄

序前言第1章　熔鹽和熔鹽電解　1.1　熔鹽簡(jiǎn)介　1.2　熔鹽電解發(fā)展歷史　1.3　熔鹽電解基本概念　1.4　熔鹽應(yīng)用　參考文獻(xiàn)第2章　熔鹽性質(zhì)  2.1　熱力學(xué)函數(shù)  2.2　相圖及測(cè)定方法  2.3　熔鹽性質(zhì)  參考文獻(xiàn)第3章　熔鹽結(jié)構(gòu)模型  3.1　準(zhǔn)晶格模型  3.2　有效結(jié)構(gòu)模型  3.3　空穴模型  3.4　液體自由體積模型  3.5　幾種模型之間的關(guān)系  參考文獻(xiàn)第4章　熔鹽結(jié)構(gòu)測(cè)定　4.1　拉曼光譜法測(cè)定熔鹽結(jié)構(gòu)　4.2　X射線衍射方法測(cè)定熔鹽結(jié)構(gòu)　4.3　中子散射法測(cè)定熔鹽結(jié)構(gòu)　參考文獻(xiàn)第5章　熔鹽電解電化學(xué)方法　5.1  電位掃描法　5.2　計(jì)時(shí)電位法  5.3  計(jì)時(shí)電流法  5.4　交流阻抗法  5.5　穩(wěn)態(tài)極化法  參考文獻(xiàn)第6章　熔鹽電解制備鎂鋰合金　6.1  引言　6.2　電解質(zhì)熔度圖　6.3　電解質(zhì)物理化學(xué)性質(zhì)　6.4  陰極合金化法熔鹽電解制備鎂鋰合金　6.5　熔鹽共電沉積制備鎂鋰及鎂鋰系合金　參考文獻(xiàn)第7章　鎂鋰合金　7.1　鎂的性質(zhì)　7.2　鋰的性質(zhì)　7.3　鎂鋰合金的發(fā)展歷程　7.4　鎂鋰合金的性質(zhì)　7.5　鎂鋰合金的相圖　7.6　鎂鋰合金典型合金系　7.7　鎂鋰合金的組織和性能　7.8　鎂鋰合金的應(yīng)用　參考文獻(xiàn)第8章　鎂鋰合金表面處理  8.1　鎂鋰合金表面化學(xué)轉(zhuǎn)化膜  8.2　鎂鋰合金表面化學(xué)鍍  8.3　鎂鋰合金表面陽(yáng)極氧化  8.4　鎂鋰合金表面微弧氧化  8.5　鎂鋰合金表面有機(jī)一無(wú)機(jī)雜化涂層  參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：第1章 熔鹽和熔鹽電解熔鹽和熔鹽電解是緊密聯(lián)系在一起的。經(jīng)過(guò)兩個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，熔鹽理論隨著電解工藝技術(shù)的進(jìn)步而得到了較快的發(fā)展。近年來(lái)，熔鹽在節(jié)能、高效等諸多涉及熔鹽和熔鹽電解領(lǐng)域的研究和應(yīng)用取得了很大的成功，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮了巨大的作用。但是，人們還是在許多未知的世界尋找和探索工藝和技術(shù)上的突破口，在熔鹽和熔鹽電解方面進(jìn)行深入的研究，這會(huì)為有關(guān)熔鹽技術(shù)進(jìn)步起到關(guān)鍵作用。本章主要對(duì)熔鹽與熔鹽電解有關(guān)的基本理論和研究方法進(jìn)行介紹，以方便讀者對(duì)本書以后各章節(jié)的理解。1.1 熔鹽簡(jiǎn)介熔鹽亦稱熔融鹽，它是鹽的熔融態(tài)液體。通常所說(shuō)的熔鹽一般都是指高溫熔鹽，是由一種或多種無(wú)機(jī)鹽構(gòu)成的熔融體。高溫熔鹽主要由金屬的鹵化物、硝酸鹽、硫酸鹽或碳酸鹽形成，能構(gòu)成熔鹽的陽(yáng)離子有80余種，陰離子有300多種，因此組合后形成熔鹽可達(dá)2400余種。在20世紀(jì)40～50年代，發(fā)現(xiàn)了在室溫或接近室溫條件下，具有離子熔體特性的鹽類，亦稱為室溫熔鹽。20世紀(jì)80年代，出現(xiàn)了由酰胺與堿金屬硝酸鹽或硝酸銨組成的低溫熔鹽。按照高溫熔鹽、室溫熔鹽和低溫熔鹽共有的特性，可以將熔鹽定義為具有離子液體特性，結(jié)構(gòu)上短程有序、長(zhǎng)程無(wú)序的一種液態(tài)的物質(zhì)或混合物。從20世紀(jì)初到20世紀(jì)中期，對(duì)于熔鹽理論和性質(zhì)、熔鹽物理化學(xué)、物理化學(xué)分析等方面的學(xué)術(shù)研究十分活躍。主要在以下幾個(gè)方面取得了發(fā)展：①電化學(xué)研究；②高溫相分析；③物理性質(zhì)研究；④熔鹽熱力學(xué)；⑤熔鹽中的化學(xué)反應(yīng)。這些實(shí)驗(yàn)和理論研究為熔鹽應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。熔鹽伴隨著熔鹽電解及熔鹽的應(yīng)用而發(fā)展。特別是在20世紀(jì)初期和中期，各國(guó)在基礎(chǔ)研究方面投入了大量的人力、物力，使得熔鹽領(lǐng)域極為活躍，形成很多新的思想，涌現(xiàn)出大批成果，為基礎(chǔ)工業(yè)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展作出了巨大的貢獻(xiàn)。這些卓有成效并富有里程碑式的研究，為后來(lái)100多年的熔鹽理論的發(fā)展與技術(shù)進(jìn)步開拓了新紀(jì)元。

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