一种使用有机溶剂电沉积制备金属锂镁合金的方法技术

本发明专利技术属于冶金领域，具体涉及一种使用有机溶剂电沉积制备金属锂镁合金的方法，包括以下步骤：S1，室温下，将无水氯化锂溶于有机溶剂1,3

【技术实现步骤摘要】
一种使用有机溶剂电沉积制备金属锂镁合金的方法


[0001]本说明书一个或多个实施例涉及冶金
，尤其涉及使用有机溶剂电沉积制备金属锂镁合金的方法。

技术介绍

[0002]镁锂合金是目前世界上最轻的合金结构材料，密度0.95 g/cm3~1.65g/cm3,也被称为超轻合金。镁锂合金具有极高的比刚度、比强度和优良的抗震性能以及抗高能粒子穿透能力，另外镁锂合金的密度远远小于航空用材铝锂合金的密度，因此镁锂合金开发出来后，已在汽车、电子产业、医疗器械、兵器工业、核工业、航空、航天等领域广泛应用，成为具有巨大应用潜力的结构材料之一。与此同时，镁锂合金的制备困难，一是在于原料易氧化燃烧，发生危险；二是镁锂熔点差异大，锂的熔点仅180 ℃。由于镁锂合金熔炼困难，工艺复杂，力学性能的适用范围不明确，我国自20世纪90年代起才开始对镁锂合金进行研究。
[0003]目前，镁锂合金制备常见的方法有：熔剂保护熔炼(如LiCl+LiF保护)、气体保护熔炼(如Ar、SF6+CO2保护)、真空感应
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电阻炉熔炼(先抽真空，再通入Ar)以及熔盐电解法等。熔炼法对金属纯度要求较高，成本高，常用的保护性气氛SF6和CO2是一种温室气体，因此不够环保，而熔盐电解较高的操作温度使得制备过程中需要较大的能耗，操作复杂。所以很多研究者致力于在室温或接近室温的条件下生产金属及其合金。锂的标准电极电位是
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3.02 V，镁的标准电极电位是
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2.38 V，比氢的电位还负，如果水溶液中沉积，会有氢气析出，严重干扰锂镁合金沉积，因此锂（镁）镀层的电沉积只能在非水电解质体系中进行。
[0004]综上所述，本申请现提出使用有机溶剂电沉积制备金属锂镁合金的方法解决上述出现的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在解决
技术介绍
中提出的问题，本说明书一个或多个实施例的目的在于提出一种使用有机溶剂1,3
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二甲基
‑2‑
咪唑啉酮（DMI）(纯度大于99.0%)，以无水氯化锂（纯度大于99.0%），无水氯化镁（纯度大于99.0%）和溴化镁（纯度大于98.0%）为原料低温电解制备锂镁合金的方法，有机溶剂以其成本经济，易于获得，在金属及其合金电沉积领域具有良好的前景。
[0006]基于上述目的，本说明书一个或多个实施例提供了使用有机溶剂电沉积制备金属锂镁合金的方法，包括以下步骤：S1，室温下，将无水氯化锂溶于有机溶剂1,3
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二甲基
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咪唑啉酮（DMI）中，氯化锂在1,3
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二甲基
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咪唑啉酮（DMI）中的摩尔浓度为0.02 ~ 1 mol/L，将添加氯化锂的1,3
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二甲基
‑2‑
咪唑啉酮（DMI）溶液放入电解槽中，搅拌直至氯化锂完全溶解，再向电解液中添加镁盐，镁盐在1,3
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二甲基
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咪唑啉酮（DMI）中的摩尔浓度为0.01~0.5mol/L，继续搅拌直至得到均一流动性好的电解液；S2，使用铜片作为阴极，控制体系的温度为25 ~ 100℃，电解电压范围为
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2.5 ~
ꢀ‑
3.5 V vs Ag，在S1所述电解液中电解1~4h；S3，电解结束后取出铜片，用1,3
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二甲基
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咪唑啉酮（DMI）清洗后得到沉积在阴极表面的锂镁合金。
[0007]本专利技术实施例提出的使用有机溶剂电沉积制备金属锂镁合金的方法，所述步骤S1中，使用的镁盐为氯化镁。
[0008]本专利技术实施例提出的使用有机溶剂电沉积制备金属锂镁合金的方法，所述步骤S1中，氯化锂的摩尔浓度为0.01~1mol/L。
[0009]本专利技术实施例提出的使用有机溶剂电沉积制备金属锂镁合金的方法，所述步骤S1中，镁盐的摩尔浓度为0.01~0.5mol/L。
[0010]本专利技术实施例中，电解过程中阴极上发生的反应为
[0011]根据以上所述，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术使用有机溶剂进行电沉积，与高温熔盐电解相比，可以降低生产能耗，减少对设备的腐蚀，且易于操作。此外，本专利技术方案使用的原料价格相对便宜，较现有锂镁合金的制备工艺，可以提高合金的收率并且降低生产成本。
附图说明
[0012]为了更清楚地说明本说明书一个或多个实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书一个或多个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0013]图1为DMI
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0.02mol/L LiCl
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0.01mol/L MgCl2体系中以 80℃，
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3.1 V vs. Ag电解2 h得到产物的SEM图；图2为DMI
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0.1mol/L LiCl
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0.05mol/L MgCl2体系中以80℃，
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3.1 V vs. Ag电解2h得到产物的SEM图；图3为DMI
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0.2mol/L LiCl
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0.1mol/L MgCl2体系中以 80℃，
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3.1 V vs. Ag电解2h得到产物的SEM图；图4为DMI
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0.4mol/L LiCl
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0.2mol/L MgCl2体系中以 80℃，
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3.1 V vs. Ag电解2h得到产物的SEM图；图5为DMI
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0.6mol/L LiCl
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0.3mol/L MgCl2体系中以 80℃，
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3.1 V vs. Ag电解2h得到产物的SEM图；
图6为DMI
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0.8mol/L LiCl
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0.4mol/L MgCl2体系中以80℃，
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3.1 V vs. Ag电解2h得到产物的SEM图。
具体实施方式
[0014]为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本公开进一步详细说明。
[0015]下述实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法：所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
[0016]本专利技术实施例中采用的1,3
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二甲基
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咪唑啉酮（DMI）纯度99.0%，氯化锂纯度99.0%，氯化镁纯度99.0%，溴化镁纯度98.0%。
[0017]本专利技术实施例中采用上海辰华电化学工作站作为电解电源。
[0018]本专利技术实施例中采用捷克Quanta 250FEG型显微镜分析锂镁合金的形貌和成分。
[0019]实施例1
[0020本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种使用有机溶剂电沉积制备金属锂镁合金的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，室温下，将无水氯化锂溶于有机溶剂1,3
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咪唑啉酮（DMI）中，氯化锂在1,3
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二甲基
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咪唑啉酮（DMI）中的摩尔浓度为0.02 ~ 1 mol/L，将添加氯化锂的1,3
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二甲基
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咪唑啉酮（DMI）溶液放入电解槽中，搅拌直至氯化锂完全溶解，再向电解液中添加镁盐，镁盐在1,3
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二甲基
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咪唑啉酮（DMI）中的摩尔浓度为0.01~0.5mol/L，继续搅拌直至得到均一流动性好的电解液；S2，使用铜片作为阴极，控制体系的温...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨初斌，彭光怀，韩宝军，张明明，
申请(专利权)人：江西师达镁合金技术有限公司，
类型：发明
国别省市：