熔鹽電脫氧法制備金屬Nb及Nb-Ti合金.pdf

1、金屬鈮具有熔點(diǎn)高、耐蝕性好、熱中子俘獲截面小、導(dǎo)熱性能好等特點(diǎn)，是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中重要的金屬材料。在鋼鐵、航空、電子工業(yè)和低溫超導(dǎo)等領(lǐng)域已得到廣泛的應(yīng)用?，F(xiàn)有的金屬鈮和鈮基合金制備工藝復(fù)雜、成本高、能耗大、污染環(huán)境。因此，有必要研究一種流程短、成本低且對(duì)環(huán)境友好的鈮及鈮合金制備方法。 本文采用FFCCambridgeProcess法，亦稱(chēng)熔鹽電脫氧法，在CaCl2-NaCl熔鹽中，以燒結(jié)的Nb2O5片為陰極、石墨棒為陽(yáng)極，在3.1

2、V電壓下將Nb2O5直接還原成金屬鈮。 研究了燒結(jié)溫度、燒結(jié)時(shí)間、電解溫度、電解時(shí)間、陰極片成型壓力、陰極片尺寸和陽(yáng)極尺寸對(duì)電脫氧制備金屬鈮的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，10MPa壓力成型、1200℃燒結(jié)12小時(shí)的陰極片有較好的電化學(xué)性能，電解8小時(shí)后殘余氧含量最低，為1.09％；電脫氧過(guò)程中電極反應(yīng)速率是不均勻的，反應(yīng)速率隨電解時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸下降；陰極產(chǎn)物中殘余氧含量隨電解溫度升高而降低，但超過(guò)850℃，電解溫度對(duì)殘余氧含量沒(méi)有明顯的

3、影響；陰極中殘余氧含量隨陰極表面積的增大而減小，但電流效率逐漸下降。采用相同陰極，陽(yáng)極大小尺寸對(duì)電脫氧后陰極產(chǎn)物中殘余氧含量沒(méi)有明顯的影響。 采用外電壓間斷法，分析了電脫氧反應(yīng)機(jī)理，確定了氧離子在陰極中的擴(kuò)散是整個(gè)電解過(guò)程的限制步驟。 對(duì)陰極改性，研究了在陰極原料Nb2O5粉末中添加石墨、CaO、CaCO3、CaCO3+C、NaCl和CaCl2粉對(duì)燒結(jié)后陰極片微觀(guān)形貌和陰極產(chǎn)物中氧含量的影響。結(jié)果表明，添加石墨、CaO、