【摘 要】
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镁锂合金是世界上最轻的合金之一,有着良好的电磁屏蔽性能,高比强度,比刚度,可用于各种高精尖设备。在航空航天、3C产业等领域都有很好的应用前景。目前镁锂合金的生产技术主要有兑掺法,电解法以及真空热还原法,兑掺法在生产过程中,由于金属镁和锂的饱和蒸气压较高,极易氧化燃烧,因此该过程中金属镁和锂的烧损较高,锂在合金中分布不均匀,导致镁锂合金的成本较高,限制了镁锂合金的进一步推广应用。本论文主要对以菱镁石
【基金项目】
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国家自然科学基金青年项目（51704150）“真空铝热还原制取镁锂合金”；
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镁锂合金是世界上最轻的合金之一,有着良好的电磁屏蔽性能,高比强度,比刚度,可用于各种高精尖设备。在航空航天、3C产业等领域都有很好的应用前景。目前镁锂合金的生产技术主要有兑掺法,电解法以及真空热还原法,兑掺法在生产过程中,由于金属镁和锂的饱和蒸气压较高,极易氧化燃烧,因此该过程中金属镁和锂的烧损较高,锂在合金中分布不均匀,导致镁锂合金的成本较高,限制了镁锂合金的进一步推广应用。本论文主要对以菱镁石和含锂化合物为原料真空铝热还原气相合金化制备镁锂合金的工艺过程进行研究,对氧化镁与氧化锂还原制备镁锂合金的机理进行分析,得出的主要研究结果如下:（1）热力学计算结果表明,在剩余压力小于13.3 Pa的条件下氧化镁与氧化锂的铝热还原温度均低于900℃,且氧化镁与氧化锂还原温度基本一致,可以获得镁锂合金。（2）以碳酸锂和一水氢氧化锂为原料的实验中,由于碳酸锂和一水氢氧化锂的熔点均低于其分解温度,单独煅烧碳酸锂和一水氢氧化锂均难以获得较好的煅烧效果。向碳酸锂中加入氧化铝,生成LiAlO2,可使碳酸锂的分解温度大幅度地降低,在Al2O3与Li2CO3质量比为1.04:1,煅烧温度高于800℃的条件下,碳酸锂的分解率达97%以上。以煅后菱镁石为骨料进行一水氢氧化锂的煅烧,在煅烧过程中不会发生副反应,在煅烧温度为1000℃,煅烧时间为2 h的条件下可获得主要物相为MgO和Li2O的煅后料。（3）当以Li2O·Al2O3和MgO为原料,不添加CaO进行还原时,最佳的还原条件为:还原时间为2小时,还原温度为1200℃。Al2O3:Li2CO3最佳比是1.04:1,铝粉配入量为120%,氟化钙用量为3%。镁的还原可达98%以上,锂的还原在92%左右。当按照制备35%锂含量的镁锂合金时,锂的还原率在96%左右。还原后获得的还原渣主要物相为Li2O·5Al2O3,导致少量Li2O的损失。（4）当以氧化镁和氧化锂混合物料为原料,添加CaO进行还原时,最佳的还原条件为:还原时间为2小时,还原温度为1200℃,铝粉过量系数是110%,氧化钙过量系数是110%,氟化钙加入量为体系反应物质量的3%,在此条件下,镁的还原率在93%以上,锂的还原率在98%以上。（5）还原过程中氧化镁与氧化锂被铝同时还原,结晶获得的镁锂合金各部位中镁和锂的含量基本相同,合金成分较均匀,镁和锂不存在分步和分区域结晶的情况。
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