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【发明授权】用于电解制备含铝合金的铝源、制备方法及使用其制备含铝合金的方法_中国科学院过程工程研究所_201710087088.9 

申请/专利权人:中国科学院过程工程研究所

申请日:2017-02-17

公开(公告)日:2020-11-20

公开(公告)号:CN108456897B

主分类号:C25C3/36(20060101)

分类号:C25C3/36(20060101)

优先权:

专利状态码:有效-授权

法律状态:2020.11.20#授权;2018.09.21#实质审查的生效;2018.08.28#公开

摘要:本发明提供了一种用于电解制备含铝合金的铝源,所述铝源包括由卤化铝和碱金属卤化物形成的复盐。解决了卤化铝在常温下容易吸水,高温下容易升华,难以控制铝源的实际加入量的问题,同时解决了卤化铝铝源升华对环境带来的危害,解决了卤化铝铝源吸水生成氢氧化铝沉淀的问题,延长了电解池的排渣周期和电解池的寿命。将其用于制备含铝合金,能够控制进入电解质中的铝元素的含量,进而实现含铝合金元素比例的可控,实现不同批次含铝合金中元素比例的稳定性,省略含铝合金材料制备工件时的二次熔融;此外采用本发明所提供的铝源能够减少铝元素的升华,降低环境危害。

主权项:1.一种电解制备含铝合金的方法,其特征在于,所述方法中含铝合金中的铝源包括由卤化铝和碱金属卤化物形成的复盐;所述方法为:在含有所述铝源,以及非铝合金元素源的电解质中,通电电解得到液态含铝合金,之后将所述液态含铝合金冷却后得到含铝合金固体;所述通电电解的温度为350~1000℃;所述非铝合金元素包括锂、镁或铒中的任意1种或至少2种的组合。

全文数据:用于电解制备含铝合金的铝源、制备方法及使用其制备含铝合金的方法技术领域[0001]本发明属于冶金和材料领域,具体涉及一种用于电解制备含铝合金的铝源、使用其制备含铝合金的方法。背景技术[0002]镁铝合金、锂铝合金、铍铝、锰铝、硅铝、锡铝、钪铝、钇铝、锆铝、稀土铝合金等含铝合金具有特有的优异性能,广泛应用于制备新材料或作为新材料应用于航天、航空、军工、交通车辆、电子、3C等领域。近年来,产品小型化、智能化、轻量化发展越来越快,新材料需求越来越迫切。例如,镁铝合金具有重量轻、比强度高、抗电磁干扰、减震性好、易于回收等特点,被誉为“21世纪的时代金属材料”。锂铝合金制造二次熔盐锂电池具有高功率密度、高能量密度以及长循环寿命。[0003]传统合金制备采用熔炼法也称对掺法),它是将合金用金属置于熔炉中,在气体和熔剂保护下保持高温足够时间使物料熔化并扩散混匀,进而制备得到目标合金。该方法存在以下不足:①合金生产过程繁琐:合金化所需金属需要通过各自的冶金过程获得,然后经过二次甚至多次熔炼才能获得目标合金;②产品均匀性差:由于参与合金化的不同金属密度差异大如金属镁密度为1.74gcm3,稀土金属钕的密度为7.OOgcm3,即使在高温液相时采用机械搅拌也很难保证合金元素能够充分混匀,因此得到的镁合金存在一定的成分偏析;③稳定性差:合金熔炼过程中因烧失等原因导致不同批次合金性能差别较大;④环境危害大:有些金属如镁在高温下不能形成致密的氧化膜隔绝金属与氧的反应,所以熔炼过程必须采用很好的保护措施,而如今仍在大量使用的SF6的保护气体会对环境造成巨大的威胁;⑤烧损严重:加热熔炼过程中活泼金属的氧化烧损严重。[0004]为了解决以上问题,近年来熔盐电解法制备合金得到广泛关注,该方法是在卤化物如氯化物或氟化物熔盐体系中,加直流电在阴极沉积合金或合金元素,最终得到合金。[0005]所述熔盐电解法制备合金有如下两种方法:[0006]—种为电解扩散法。这种方法使用固态或液态的金属或合金作为阴极,其他合金元素在其上沉积,并扩散合金化,得到所需组分的合金。这种方法电解镁铝合金时,需要采用液态铝或液态铝合金作为阴极电解沉积活泼金属镁,再通过扩散合金化,而铝或者铝合金阴极必须通过另外的冶金过程制备。[0007]另一种为电解共沉积法。这种方法是将多种合金元素离子在阴极发生共沉积并合金化。电解共沉积法具有以下优点:①流程短:不用单独制备每种合金化的金属,整体生产流程短;②合金均匀性好:各种合金元素在电解条件下为原子级别混合,得到的合金成分均匀性好;③合金稳定性好:电解过程可以实现自动化控制,电解参数可以精确控制,人为干扰因素小,因此产品的稳定性好。[0008]熔盐电解共沉积很好的解决了熔炼法存在的问题,极大地降低成本、环保节能并得到高品质的合金。[0009]含铝合金的电解制备的研究收到广泛关注,而其多采用无水卤化铝作为铝源。以无水卤化铝作为铝源采用电解制备含铝合金时,无水卤化铝加入熔盐电解质的方法有两种:一种是直接用无水卤化铝粉末加入;另一种是将无水卤化铝压片后以成颗粒状加入。[0010]对于用无水卤化铝粉末或者用卤化铝压片后以颗粒状加入到电解质体系中进行电解制含铝合金的方法,存在如下问题:[0011]1无水卤化铝,尤其是无水氯化铝在电解温度下,易升华、极易挥发,使得无法根据含铝合金的铝含量来确定铝源的加入量,难以控制含铝合金中铝元素的含量;此外,由于难以控制实际进入含铝合金的铝元素的量,导致虽然每批加入的铝源相同,但每批含铝合金的铝含量不稳定;[0012]2无水卤化铝,尤其是无水氯化铝极易吸水,形成具有结晶水的卤化铝,将其加入至电解质中之后,容易生成氧化铝沉积在电解槽底部,难以除去,需要断电清楚沉底的氧化铝,影响电解槽寿命。[0013]本领域需要开发一种用于电解制备含铝合金的铝源,能够在电解制备含铝合金的过程中解决升华、吸水导致的含铝合金中铝元素含铝无法控制,且每批次含铝合金中铝元素不稳定,且导致的电解槽寿命短的问题。发明内容[0014]本发明的目的之一在于提供一种用于电解制备含铝合金的铝源,所述铝源包括由卤化铝和碱金属卤化物形成的复盐。[0015]本发明将卤化铝和碱金属卤化物形成的复盐,作为用于电解制备含铝合金的铝源,成分稳定、不易燃、不易爆、不易水解、结构致密、密度大、熔点较高,带来了如下优势:①在常温空气中,成分和性质稳定、不易燃、不易爆、不易发生剧烈化学反应、腐蚀性低,安全性高;②结构致密、比表面积小、不易吸水,能够降低对铝源存储条件和运输条件的要求,在相同含水量的环境中,相较于卤化铝的铝源能够存储更长时间;③密度大、体积小,存储和运输所用空间小,便于存储、运输和使用;④吸水性低,不易吸水,在升温过程中,不发生水解,提高了铝源中铝元素的利用率,且在电解过程中大大减少了因为卤化铝水解引入的氧化铝,缓解了氧化铝在电解过程中水解生成氧化铝沉淀造成的电解槽寿命的缩短;⑤本发明提供的铝源升温过程中不易挥发,降低了铝元素的挥发损失,提高了铝源中铝元素的利用率,此外,由于铝元素的挥发损失小,采用本发明所述的铝源还能够提高铝元素的输入稳定性,控制含铝合金中铝元素的含量稳定;⑥本发明提供的铝源具有较低的饱和蒸气压,提高了使用环境的安全性,降低了现有技术中卤化铝作为铝源对环境造成的腐蚀和污染。[0016]优选地,所述复盐中,铝元素与碱金属元素的摩尔比50,示例性的如50、49、46、45、44、41、40、39、36、35、34、31、30、29、26、25、24、21、20、19、16、15、14、11、10、9.0、8.0、7.9、7.5、7.4、7.1、7.0、6.9、6.5、6.4、6.1、6.0、5.9、5.5、5.4、5.1、5.0、4.9、4.5、4.4、4.1、4·0、3·9、3·5、3·4、3·1、3·0、2·9、2·5、2·4、2·1、2·0、1·9、1·5、1·4、1·1、1·0、0·9、0·8、0·7、0.6、0.5、0.4、0.3、0.2、0.1、0.05等,优选彡25,更优选彡10,进一步优选彡8,特别优选彡6。[0017]本发明所述复盐中,铝元素和碱金属元素摩尔比50,在摩尔比处于0.2〜25之间时,所得铝源在保证铝含量的基础上挥发性和吸水性更低,在摩尔比处于〇.5〜10之间时,所得铝源在存储和运输过程中更稳定,在电解过程中含铝合金的成分更稳定。[0018]优选地,所述碱金属包括锂、钠、钾、铷、铯和钫中的任意1种或至少2种的组合。[0019]优选地,所述卤化铝和碱金属卤化物中的卤元素均各自地独立选自氯元素、溴元素和碘元素中的任意1种或至少2种的组合。[0020]优选地,所述卤化铝包括氯化铝、溴化铝和碘化铝中的任意1种或至少2种的组合;[0021]优选地,所述碱金属卤化物包括卤化锂、卤化钠、卤化钾、卤化铷、卤化铯和卤化纺中的任意1种或至少2种的组合;进一步优选包含氯化锂、氯化钠、氯化钾、氯化铷、溴化锂、溴化钠、溴化钾、溴化铷、碘化锂、碘化钠、碘化钾、碘化铷中的任意1种或至少2种的组合;特别优选包括氯化锂、氯化钠、氯化钾、溴化锂、溴化钠、溴化钾;更进一步优选为氯化钠、氯化钾、溴化钠、溴化钾中的任意1种或至少2种的组合。[0022]优选地,本发明所述卤化铝和碱金属卤化物的水含量彡5wt%,示例性的包括4·9wt%、4·5wt%、4.4wt%、4.1wt%、4.0wt%、3.9wt%、3·Owt%、2·9wt%、2·5wt%、2.4wt%、2.1wt%、2.0wt%、l.9wt%、1.5wt%、l.lwt%、1.0wt%、0.9wt%、0·8wt%、0·6wt%、0·5wt%、0·4wt%、0·3wt%、0·2wt%、0·Iwt%、0·05wt%、0·Olwt%,优选水含量2.5wt%,优选水含量I.Owt%,优选水含量0.5wt%,优选水含量0.1wt%。[0023]本发明目的之二是提供一种如目的之一所述的用于电解制备含铝合金的铝源的制备方法,所述方法包括如下步骤:[0024]混合卤化铝和碱金属卤化物得到混合物,将所述混合物至少升温至形成复盐,冷却后,得到铝源。[0025]本发明所述“升温至形成复盐”意指升温至任何能够形成复盐的温度,所谓“形成复盐”包括所述混合物中部分或全部单盐形成复盐。[0026]优选地,所述的用于电解制备含铝合金的铝源的制备方法包括如下步骤:[0027]混合卤化铝和碱金属卤化物得到混合物,将所述混合物至少升温至出现液相,冷却后,得到错源;所述至少升温至出现液相后保温〇〜511,例如1111;[11、5111;[11、9111;[11、11111;[11、15min、19min、21min、25min、29min、31min、35min、39min、l.lh、1.6h、1.9h、2.1h、2.6h、2.911、3.111、3.611、3.911、4.111、4.611、4.911等,优选保温10111丨11〜211。[0028]本发明所述“至少升温至出现液相”意指加热所述混合物至开始出现液相温度记为!\,之后继续加热保温在T1,或继续加热使温度高于T1。[0029]所述至少升温至出现液相后保温一段时间,能够进一步提高液相含量,增加铝源中复盐的含量,降低铝源在加入电解过程中的水解和挥发损失,使含铝合金制备过程中铝源的实际加入量更容易控制。[0030]本领域技术人员在升温至形成复盐,冷却后得到块状固体,可以选择性的进行颗粒化,如球磨、研磨等方式,以方便运输、存储和输送。运输和储存优选块状形式,输送进料可根据进料口大小颗粒化,尺寸大小不做具体限定,优选粒度.lm、进一步优选0.001〜0.1m之间。[0031]进一步优选地,所述的用于电解制备含铝合金的铝源的制备方法包括如下步骤:[0032]混合卤化铝和碱金属卤化物得到混合物,将所述混合物升温至所述混合物完全变成液相,冷却后,得到铝源;所述升温至所述混合物完全变成液相的温度较升温至开始出现液相的温度优选高〇〜50°C,例如1°C、5°C、9°C、11°C、15°C、19°C、21°C、25°C、29°C、31°C、35°C、39°C、41°C、45°C、49°C等,进一步优选0〜20°C。[0033]优选地,所述升温的最高温度在50°C以上,示例性的包括5TC、54°C、55°C、56°C、59°C、60°C、61°C、64°C、65°C、66°C、69°C、70°C、7rC、74°C、75°C、76°C、79°C、80°C、8rC、84°C、85°C、86°C、89°C、80°C、91°C、94°C、95°C、96°C、99°C、100°C、l〇rC、104°C、105°C、106°C、109°C、110°C、lire、114°C、115°C、116°C、119°C、120°C、121°C、124°C、125°C、126°C、129°C、130°C、131°C、134°C、135°C、136°C、139°C、140°C、15rC、154°C、155°C、156°C、159°C、160°C、161°C、164°C、165°C、166°C、169°C、170°C、17rC、174°C、175°C、176°C、179°C、180°C、181°C、184°C、185°C、186°C、189°C、190°C、19rC、194°C、195°C、196°C、199°C、200°C、210°C、220°C、240°C、250°C、260°C、290°C、300°C、310°C、320°C、340°C、350°C、360°C、390°C、400°C、450°C、480°C、530°C、550°C、660°C、790°C等,优选60°C以上,更优选65°C以上,进一步优选70〜400°C之间,特别优选70〜350°C之间。[0034]优选地,所述冷却最低温度在200°C以下,示例性的如199°C、195°C、194°C、191°C、190°C、189°C、185°C、184°C、181°C、180°C、179°C、175°C、174°C、17rC、170°C、169°C、165°C、164°C、161°C、160°C、159°C、155°C、154°C、151°C、150°C、149°C、145°C、144°C、141°C、140°C、139°C、135°C、134°C、131°C、130°C、129°C、125°C、124°C、12rC、120°C、119°C、115°C、lire、m°C、110Γ、109Γ、105Γ、104Γ、lore、100cC、99Γ、95Γ、94Γ、9Γ:、9Τ:、89Γ、85Γ、84Γ、8Γ:、8Τ:、79Γ、75Γ、74Γ、7Γ:、7Τ:、69Γ、65Γ、64Γ、6Γ:、6Τ:、59Γ、55Γ、54Γ、51Γ、50Γ、49Γ、45Γ、44Γ、4Γ:、4Τ:、39Γ、35Γ、34Γ、3Γ:、3Τ:、29°C、25°C、24°C、21°C、0°C等,优选160°C以下,更优选100°C以下,进一步优选50°C以下。[0035]优选地,以铝元素和碱金属元素计,所述卤化铝和碱金属卤化物的混合摩尔比50,示例性的如50、49、46、45、44、41、40、39、36、35、34、31、30、29、26、25、24、21、20、19、16、15、14、11、10、9·0、8·0、7·9、7·5、7·4、7·1、7·0、6·9、6·5、6·4、6·1、6·0、5·9、5·5、5·4、5·1、5·0、4·9、4·5、4·4、4·1、4·0、3·9、3·5、3·4、3·1、3·0、2·9、2·5、2·4、2·1、2·0、1·9、1·5、1·4、1·1、1·0、0·9、0·8、0·7、0·6、0·5、0·4、0·3、0·2、0·1、0·05等,优选彡25,更优选彡10,进一步优选8,特别优选6。[0036]本发明目的之三是提供一种电解制备含铝合金的方法,所述方法中含铝合金中铝元素的来源包括目的之一所述的铝源。[0037]采用本发明提供的铝源,能够降低铝源的挥发和水解,提高铝源中铝元素的转化率,提高含铝合金中铝元素含量的稳定性,降低含铝合金制备过程中由于铝源挥发对环境造成的污染,解决了卤化铝铝源吸水形成氧化铝在高温电解质中水解形成氧化铝沉淀造成电解池寿命缩短的问题,延长了电解池的使用寿命;采用本发明提供的铝源在电解质中变成液相的温度低于卤化铝的升华点或熔点,能够缩短均化时间,在进入液相后能够迅速参与电解,缩短了生产相同含铝合金材料的工艺过程所需时间。[0038]本发明对所述电解制备含铝合金的方法不做具体限定,本发明提供的铝源能够用作任何一种电解制备含铝合金的方法,例如将铝源加入至电解质和其他合金源的液态电解质中,或者将铝源与其他合金源加入至液态电解质中,或者将铝源以颗粒的方式在传送带下连续不断的加入至电解质中,或者将铝源以颗粒状的形式间歇性的分批加入至电解质中,等等。[0039]在一个可选的技术方案中,所述电解制备含铝合金的方法为:[0040]在含有目的之一所述的铝源,以及合金元素源的电解质中,通电电解得到液态含铝合金,之后将所述液态含铝合金冷却后得到含铝合金固体。[0041]在所述技术方案中,所述铝源一次性加入,在加入本发明提供的铝源过程中,铝源挥发量少,铝源中铝元素的转化率高,且稳定可控,降低了因为铝源挥发对含铝合金中铝元素含量不稳定的影响,能够保证在加入相同的铝源和电解条件下,生产出铝含量稳定的含铝合金,且降低了对环境的污染。[0042]而对于现有技术采用卤化铝作为铝源,由于其(卤化铝)挥发量不受控,吸水量不受控,而吸水后水解产物氧化铝无法参与电解,造成含铝合金中铝元素含量不可控,铝元素浪费严重,氧化铝影响电解槽寿命等问题。针对现有技术的这些问题,采用本发明所述的铝源都能够有效解决。[0043]优选地,所述电解制备含铝合金的方法在惰性气体下进行。[0044]在惰性气体下进行电解,能够使电解产生的阳极气体及时排出,降低电解质中阳极气体浓度,减小生成的合金与阳极气体的二次反应;另外,惰性气体的保护还可以阻止水蒸气进入电解槽,防止了吸水性电解质高温下的水解;保护性气体还可防治氧化性气体的进入,避免了电解出含铝合金的氧化,不仅提高金属产率,而且防止了水解和氧化所得金属氧化物造成的电解体系的恶化,提高电解槽使用寿命。[0045]所述惰性气体示例性的包括惰性气体中的一种或几种,所述惰性气体包含氩气、氦气和氮气中的任意1种或至少2种的组合。[0046]优选地,所述铝源和非铝合金元素源均各自独立地选择持续不断的加入,或者一次性加入所述铝源和非铝合金元素源,或者多批次加入所述铝源和非铝合金元素源。[0047]本发明所述“持续不断的加入”意指通过传送设备如传送带等将本发明提供的铝源或者非铝金属元素源(目标含铝合金中除铝以外的金属元素源)持续加入至电解质中进行电解,其加入的速率可以进行调节,以控制电解质中金属元素的含量,实现含铝合金中金属元素比例的可控性。本领域技术任意也应当明了,当持续不断的加入铝源时,会引入碱金属卤化物,但所述碱金属卤化物的引入量可以控制,为了使含铝合金中的元素含量更加稳定,可以选择性的取出电解质,稳定电解过程中电解质、铝元素和金属元素的含量。[0048]本发明所述“一次性加入”意指,将本发明提供的铝源和非铝金属元素源一次性加入至电解质中进行电解。这种方式在最初铝元素过量的情况下,含铝合金中元素比例稳定,但随着铝源的消耗,会造成含铝合金中铝元素含量的降低,但是本领域技术人员可以选择在铝元素非过量之前停止电解,保证铝元素一直过量既可以保证含铝合金中元素含量的稳定。[0049]本发明所述“多批次加入”意指,将本发明提供的铝源和非铝金属元素源以任何本领域技术人员能够获得的方式分批加入至电解质中,同“一次性加入”的方式类似,为了获得稳定比例的含铝合金,需要在含铝合金非过量之前加入铝源,保证电解质中铝元素的含量过量。[0050]本发明对所述铝源和非铝合金元素源的加入时间点不做限定。[0051]优选地,所述铝源和非铝合金元素源均各自独立地选择在通电电解的同时加入,或者在断电时加入。[0052]优选地,所述通电电解的温度为350〜1000°C,示例性的如350°C、356°C、359°C、365°C、370°C、380°C、39TC、399°C、409°C、42TC、430°C、440°C、450°C、460°C、47TC、480°C、499°C、505°C、52rC、530°C、540°C、550°C、560°C、57rC、580°C、599°C、609°C、62rC、630°C、640°C、650°C、660°C、67rC、680°C、699°C、709°C、72rC、730°C、740°C、750°C、760°C、77TC、780°C、799°C、809°C、82TC、830°C、840°C、850°C、860°C、87TC、880°C、899°C、909。:、921。:、930。:、940。:、950。:、960。:、971。:、980。:、999。:、1000。:等,优选430〜900°C,进一步优选450〜800°C。[0053]优选地,所述用于电解的阴极电压要低于所述含铝合金中所有金属元素的析出电位,优选低出至少0.2V,例如0.3V、0.4V、0.5V、0.6V、0.8V、0.9V、1.3V、1.5V、1.8V、2.3V、2·5V、2·8V、3·3V、3·5V、3·8V等,优选0·2〜2V。[0054]示例性地,所述电解的电压可以是:阳极电压为0V,含铝合金中金属元素的析出电位最低为5V,则阴极电压需要设置在-5V以下,例如-6V、-7V、-8V等。[0055]作为可选的实例,本发明所述电解的电压为1〜10V,示例性的如1.3V、1.4V、1.5V、1.6V、1.9V、2.0V、2.1V、2.4V、2.5V、2.6V、2.9V、3.0V、3.1V、3.4V、3.5V、3.6V、3.9V、4.0V、4.1V、4.4V、4.5V、4.6V、4.9V、5.0V、5.1V、5.4V、5.5V、5.6V、5.9V、6.0V、6.1V、6.4V、6.5V、6.6V、6.9V、7.0V、7.1V、7.4V、7.5V、7.6V、7.9V、8.0V、8.1V、8.4V、8.5V、8.6V、8.9V、9.0V、9.1¥、9.4¥、9.5¥、9.6¥、9.叭、10.^等,优选1.1〜9¥,进一步优选1.2〜9¥,特别优选3〜7¥。[0056]所述电解的电压可以理解为阴极和阳极之间的电压差的绝对值。[0057]优选地,所述电解的阳极为石墨电极。[0058]优选地,所述电解的阴极包括由碳元素和金属元素中的任意1种或至少2种形成的单质或合金;所述电解的阴极的存在形式包括液态或固态。[0059]进一步优选地,所述阴极包括钢、钼、钨、钛和石墨中的任意1种或至少2种的组合。[0060]优选地,所述通电电解的电解质包括碱金属卤化物和碱土金属卤化物中的任意1种或至少2种的组合。[0061]优选地,所述碱土金属卤化物包括卤化铍、卤化镁、卤化|丐、卤化锁、卤化钡和卤化镭中的任意1种或至少2种的组合;进一步优选包含氯化铍、氯化镁、氯化钙、氯化锶、氯化钡、溴化铍、溴化镁、溴化钙、溴化锶、溴化钡、碘化铍、碘化镁、碘化钙、碘化锶、碘化钡中的任意1种或至少2种的组合;特别优选包括氯化铍、氯化镁、氯化钙、氯化锶、氯化钡、溴化铍、溴化镁、溴化钙、溴化锶、溴化钡;更进一步优选为氯化镁、氯化钙、氯化锶、氯化钡中的任意1种或至少2种的组合。[0062]优选地,所述非铝合金元素包括主族金属元素、过渡金属元素和非金属元素中的任意1种或至少2种的组合;优选锂、铍、镁、钙、锶、硼、镓、铟、碳、硅、锗、锡、铅、氮、锑、铋、钪、钛、钥^、络、猛、铁、钴、镍、铜、锌、纪、错、银、钼、铪、钽、妈、镧、铺、镨、钕、钷、钐、铕、令L、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、铀、钍和中的任意1种或至少2种的组合;进一步优选锂、铍、镁、钙、锶、硼、镓、铟、硅、锗、锡、铅、锑、铋、钪、钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、钇、锆、铌、钼、铪、钽、妈、镧、铺、镨、钕、钷、钐、铕、,L、钺、镝、钬、铒、镑、铀、韦土、镱和镥中的任意1种或至少2种的组合;特别优选锂、铍、硼、镁、硅、钛、钒、锰、铁、锌、钇、锆、镧、铈、镨、钐、铕、钆、铒、镱和硅中的任意1种或至少2种的组合;[0063]优选地,所述非铝合金元素源包括非铝合金元素化合物中的任意1种或至少2种的组合,进一步优选非铝合金元素的氧化物和或非铝合金元素的氯化物。[0064]本发明目的之四是提供一种含铝合金,所述含铝合金由目的之三所述的电解制备含铝合金的方法制备得到。[0065]通过本发明所述方法制备得到的含铝合金,其元素含量稳定可控,无需进行二次熔炼,可以直接锻造成型,得到含铝合金件。[0066]本发明的目的之五是提供一种含铝合金制品的制备方法,所述方法为:[0067]在含有目的之一所述的铝源,以及合金元素源的电解质中,通电电解得到液态含铝合金,之后将所述液态含铝合金在模具中冷却,得到含铝合金制品;[0068]优选地,所述含铝合金制品的制备方法中,工艺步骤的条件与目的之三相同,具体如下:[0069]在一个可选地技术方案中,所述电解制备含铝合金制品的方法为:[0070]在含有目的之一所述的铝源,以及合金元素源的电解质中,通电电解得到液态含铝合金,之后将所述液态含铝合金在模具中冷却,得到含铝合金制品。[0071]本发明所述含铝合金制品可以直接通过电解铝源和非铝合金元素源得到液态铝合金,在模具中冷却即可获得含铝合金制品,无需进行二次熔炼,节省了能源,保护了环境,且减少了二次熔炼过程中含铝合金的烧损,最重要的是在省略二次熔炼的前提下,能够实现铝含合金制品的元素含量的稳定。[0072]所述含铝合金制品的元素含量的稳定包括如下意义:[0073]①在连续加入铝源和非铝金属元素源的工艺中,每个时间段得到的含铝合金材料、含铝合金制品或工件的元素比例均相同;[0074]②在一次性加入铝源和非铝合金元素源的工艺中,每加入一次元素源,电解完毕需要断电,再一次性加入下一批次的铝源和非铝合金元素源,而本发明提供的每一批次得到的含铝合金材料、含铝合金制品或工件的元素比例均相同;[0075]③在多批次加入铝源和非铝合金元素源的工艺中,持续产出的含铝合金材料、含铝合金制品或工件的元素比例均相同。[0076]优选地,所述电解制备含铝合金的方法在惰性气体下进行。[0077]所述惰性气体示例性的包括氩气、氦气和氮气中的任意1种或至少2种的组合。[0078]优选地,所述铝源和非铝合金元素源均各自独立地选择持续不断的加入,或者一次性加入所述铝源和非铝合金元素源,或者多批次加入所述铝源和非铝合金元素源。[0079]本发明所述“持续不断的加入”意指通过传送设备如传送带等将本发明提供的铝源或者非铝金属元素源(目标含铝合金中除铝以外的金属元素源)持续加入至电解质中进行电解,其加入的速率可以进行调节,以控制电解质中金属元素的含量,实现含铝合金中金属元素比例的可控性。本领域技术任意也应当明了,当持续不断的加入铝源时,会引入碱金属卤化物,但所述碱金属卤化物的引入量可以控制,为了使含铝合金中的元素含量更加稳定,可以选择性的取出电解质,稳定电解过程中电解质、铝元素和金属元素的含量。[0080]本发明所述“一次性加入”意指,将本发明提供的铝源和非铝金属元素源一次性加入至电解质中进行电解。这种方式在最初铝元素过量的情况下,含铝合金中元素比例稳定,但随着铝源的消耗,会造成含铝合金中铝元素含量的降低,但是本领域技术人员可以选择在铝元素非过量之前停止电解,保证铝元素一直过量既可以保证含铝合金中元素含量的稳定。[0081]本发明所述“多批次加入”意指,将本发明提供的铝源和非铝金属元素源以任何本领域技术人员能够获得的方式分批加入至电解质中,同“一次性加入”的方式类似,为了获得稳定比例的含铝合金,需要在含铝合金非过量之前加入铝源,保证电解质中铝元素的含量过量。[0082]本发明对所述铝源和非铝合金元素源的加入时间点不做限定。[0083]优选地,所述铝源和非铝合金元素源均各自独立地选择在通电电解的同时加入,或者在断电时加入。[0084]优选地,所述通电电解的温度为350〜1000°C,示例性的如350°C、356°C、359°C、365°C、370°C、380°C、39TC、399°C、409°C、42TC、430°C、440°C、450°C、460°C、47TC、480°C、499°C、505°C、52rC、530°C、540°C、550°C、560°C、57rC、580°C、599°C、609°C、62rC、630°C、640°C、650°C、660°C、67rC、680°C、699°C、709°C、72rC、730°C、740°C、750°C、760°C、77TC、780°C、799°C、809°C、82TC、830°C、840°C、850°C、860°C、87TC、880°C、899°C、909。:、921。:、930。:、940。:、950。:、960。:、971。:、980。:、999。:、1000。:等,优选430〜900°C,进一步优选450〜800°C。[0085]优选地,所述用于电解的阴极电压要低于所述含铝合金中所有金属元素的析出电位,优选低出至少0.2V,例如0.3V、0.4V、0.5V、0.6V、0.8V、0.9V、1.3V、1.5V、1.8V、2.3V、2·5V、2·8V、3·3V、3·5V、3·8V等,优选0·2〜2V。[0086]示例性地,所述电解的电压可以是:阳极电压为0V,含铝合金中金属元素的析出电位最低为5V,则阴极电压需要设置在-5V以下,例如-6V、-7V、-8V等。[0087]作为可选的实例,本发明所述电解的电压为1〜10V,示例性的如1.3V、1.4V、1.5V、1.6V、1.9V、2.0V、2.1V、2.4V、2.5V、2.6V、2.9V、3.0V、3.1V、3.4V、3.5V、3.6V、3.9V、4.0V、4.1V、4.4V、4.5V、4.6V、4.9V、5.0V、5.1V、5.4V、5.5V、5.6V、5.9V、6.0V、6.1V、6.4V、6.5V、6.6V、6.9V、7.0V、7.1V、7.4V、7.5V、7.6V、7.9V、8.0V、8.1V、8.4V、8.5V、8.6V、8.9V、9.0V、9.1¥、9.4¥、9.5¥、9.6¥、9.叭、10.^等,优选1.1〜9¥,进一步优选1.2〜9¥,特别优选3〜7¥。[0088]所述电解的电压可以理解为阴极和阳极之间的电压差的绝对值。[0089]优选地,所述电解的阳极为石墨电极。[0090]优选地,所述电解的阴极包括由碳元素和金属元素中的任意1种或至少2种形成的单质或合金;所述电解的阴极的存在形式包括液态或固态。[0091]进一步优选地,所述阴极包括钢、钼、钨、钛和石墨中的任意1种或至少2种的组合。[0092]优选地,所述通电电解的电解质包括碱金属卤化物和碱土金属卤化物中的任意1种或至少2种的组合。[0093]优选地,所述非铝合金元素包括主族金属元素、过渡金属元素和非金属元素中的任意1种或至少2种的组合;优选锂、铍、镁、钙、锶、硼、镓、铟、碳、硅、锗、锡、铅、氮、锑、铋、钪、钛、钥^、络、猛、铁、钴、镍、铜、锌、纪、错、银、钼、铪、钽、妈、镧、铺、镨、钕、钷、钐、铕、令L、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、铀、钍和中的任意1种或至少2种的组合;进一步优选锂、铍、镁、钙、锶、硼、镓、铟、硅、锗、锡、铅、锑、铋、钪、钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、钇、锆、铌、钼、铪、钽、妈、镧、铺、镨、钕、钷、钐、铕、,L、钺、镝、钬、铒、镑、铀、韦土、镱和镥中的任意1种或至少2种的组合;特别优选锂、铍、硼、镁、硅、钛、钒、锰、铁、锌、钇、锆、镧、铈、镨、钐、铕、钆、铒、镱和硅中的任意1种或至少2种的组合;[0094]优选地,所述非铝合金元素源包括非铝合金元素化合物中的任意1种或至少2种的组合,进一步优选非铝合金元素的氧化物和或非铝合金元素的氯化物。[0095]与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:[0096]1本发明提供的用于电解制备含铝合金的铝源,其将卤化铝和碱金属卤化物复盐化,解决了卤化铝在常温下容易吸水,高温下容易升华,难以控制铝源的实际加入量的问题,同时解决了卤化铝铝源升华对环境带来的危害,解决了卤化铝铝源吸水生成氢氧化铝沉淀的问题,延长了电解池的排渣周期和电解池的寿命;[0097]2本发明提供的铝源的制备方法简单,操作条件宽松,能够在较宽的温度范围内形成复盐,进一步的可以进行颗粒化,方便铝源的使用;[0098]3本发明提供的含铝合金的制备方法采用本发明提供的铝源,能够控制进入电解质中的铝元素的含量,进而实现含铝合金元素比例的可控,实现不同批次含铝合金中元素比例的稳定性,省略含铝合金材料制备工件时的二次熔融;此外采用本发明所提供的铝源能够减少铝元素的升华,降低环境危害;[0099]4本发明提供的含铝合金制品铝合金中元素比例稳定,不需要将含铝合金材料进行二次熔融,省略了工艺,节省了能源,减少了二次熔融的烧损。具体实施方式[0100]下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。[0101]本领域技术人员应该明了,所述实施例仅仅是帮助理解本发明,不应视为对本发明的具体限制。[0102]制备例1[0103]—种用于电解制备含铝合金的铝源,通过如下方法制备:[0104]混合含水量为0.5%的无水AlCl312.Imol和含水量为1.5%的NaCl0.5mol得到含铝混合物,将所得含铝混合物升温至105°C,保温30min,冷却至室温,得到1#铝源。1#铝源中铝元素与钠元素的摩尔比为24.0。[0105]制备例2[0106]—种用于电解制备含铝合金的铝源,与制备例1的区别在于,将所述含铝混合物升温至108.7°C,开始出现液体,不进行保温,随即冷却至室温,得到2#铝源。2#铝源中铝元素与钠元素的摩尔比为24.0。[0107]制备例3[0108]—种用于电解制备含铝合金的铝源,与制备例1的区别在于,将所述含铝混合物升温至108.7°C,保温2min,之后冷却至室温,得到3#铝源。3#铝源中铝元素与钠元素的摩尔比为24.0。[0109]制备例4[0110]—种用于电解制备含铝合金的铝源,与制备例1的区别在于,将所述含铝混合物升温至108.7°C,保温30min,之后冷却至室温,得到4#铝源。4#铝源中铝元素与钠元素的摩尔比为24.0。[0111]制备例5[0112]—种用于电解制备含铝合金的铝源,与制备例1的区别在于,将所述含铝混合物升温至108.7°C,保温60min,之后冷却至室温,得到5#错源。5#错源中错元素与钠元素的摩尔比为24.0。[0113]制备例6[0114]—种用于电解制备含铝合金的铝源,与制备例1的区别在于,将所述含铝混合物升温至108.7°C,保温120min,之后冷却至室温,得到6#错源。6#错源中错元素与钠元素的摩尔比为24.0。[0115]制备例7[0116]—种用于电解制备含铝合金的铝源,与制备例1的区别在于,将所述含铝混合物升温至108.7°C,保温180min,之后冷却至室温,得到7#错源。7#错源中错元素与钠元素的摩尔比为24.0。[0117]制备例8[0118]—种用于电解制备含铝合金的铝源,与制备例1的区别在于,将所述含铝混合物升温至109°C,之后冷却至室温,得到8#铝源。8#铝源中铝元素与钠元素的摩尔比为24.0。[0119]制备例9[0120]—种用于电解制备含铝合金的铝源,与制备例1的区别在于,将所述含铝混合物升温至150°C,之后冷却至室温,得到9#铝源。9#铝源中铝元素与钠元素的摩尔比为24.0。[0121]制备例10[0122]—种用于电解制备含铝合金的铝源,与制备例1的区别在于,将所述含铝混合物升温至190°C,之后冷却至室温,得到9#铝源。9#铝源中铝元素与钠元素的摩尔比为24.0。[0123]制备例11[0124]—种用于电解制备含铝合金的铝源,与制备例6的区别在于,所述含铝混合物中,AlCl3的含量为0.3mol,NaCl的含量为0.7mol,得到10#铝源。10#铝源中铝元素与钠元素的摩尔比为0.43。[0125]制备例12[0126]—种用于电解制备含铝合金的铝源,与制备例6的区别在于,所述含铝混合物中,AlCl3的含量为0.4mol,NaCl的含量为0.6mol,得到11#铝源。11#铝源中铝元素与钠元素的摩尔比为0.66。[0127]制备例13[0128]—种用于电解制备含铝合金的铝源,与制备例6的区别在于,所述含铝混合物中,AlCl3的含量为5mol,NaCl的含量为0.Imol,得到12#铝源。12#铝源中铝元素与钠元素的摩尔比为50。[0129]制备例14[0130]—种用于电解制备含铝合金的铝源,与制备例6的区别在于,所述含铝混合物中,AlCh的含量为Imol,NaCl的含量为0.Imol,得到12#错源。12#错源中错元素与钠元素的摩尔比为10。[0131]制备例15[0132]—种用于电解制备含铝合金的铝源,与制备例6的区别在于,所述含铝混合物中,AlCl3的含量为0.8mol,NaCl的含量为O.lmol,得到12#铝源。12#铝源中铝元素与钠元素的摩尔比为8。[0133]制备例16[0134]—种用于电解制备含铝合金的铝源,与制备例6的区别在于,所述含铝混合物中,AlCl3的含量为0.6mol,NaCl的含量为O.lmol,得到12#铝源。12#铝源中铝元素与钠元素的摩尔比为6。[0135]制备例17[0136]—种用于电解制备含铝合金的铝源,通过如下方法制备:[0137]混合含水量为1.5%的无水AlCl33.Omol和含水量为2.5%的KCl0.29mol得到混合物,将所得混合物升温至170°C,冷却至室温,得到13#铝源。13#铝源中铝元素与钾元素的摩尔比为10。[0138]制备例18[0139]—种用于电解制备含铝合金的铝源,通过如下方法制备:[0140]混合含水量为0.6%的无水AlCl34.Omol和含水量为4.8%的RbCl0.19mol得到混合物,将所得混合物升温至110°c,冷却至20°C,得到14#铝源。14#铝源中铝元素与铷元素的摩尔比为21。[0141]制备例19[0142]—种用于电解制备含铝合金的铝源,通过如下方法制备:[0143]混合含水量为3.1%的无水AlCl34.Omol和含水量为2.5%的CsCl0.15mol得到混合物,将所得混合物升温至120°C,冷却至21°C,得到15#铝源。15#铝源中铝元素与铯元素的摩尔比为26。[0144]制备例20[0145]—种用于电解制备含铝合金的铝源,通过如下方法制备:[0146]混合含水量为0.2%的无水AlBr3I.Omol和含水量为1.5%的KBr0.2mol得到混合物,将所得混合物升温至99°C,冷却至60°C,得到16#铝源。16#铝源中铝元素与钾元素的摩尔比为4.9。[0147]制备例21[0148]—种用于电解制备含铝合金的铝源,通过如下方法制备:[0149]混合含水量为0.5%的无水AlI3l.Omol和含水量为0.5%的NaI0.5mol得到混合物,将所得混合物升温至290°C,冷却至60°C,得到17#铝源。17#铝源中铝元素与钠元素的摩尔比为1.9。[0150]下列实施例所用作为电解质的碱金属氯化物和碱土金属氯化物的水含量均低于〇.1%,作为非铝合金元素源的化合物中的水含量均低于〇.1%。[0151]实施例Al〜实施例A21[0152]一种含铝合金,通过如下方法制备:[0153]1将47.0gBaCl2、94.0gKCl和109.0gNaCl混合,升温至680°C,得到电解质液相;[0154]2向步骤⑴的电解质液相中加入对应的1#〜21#的铝源,使加入的铝源中铝元素的理论量为2.Og1#铝源为实施例Al,2#铝源为实施例A2,3#铝源为实施例A3,4#铝源为实施例A4,5#铝源为实施例A5,6#铝源为实施例A6,7#铝源为实施例A7,8#铝源为实施例A8,9#铝源为实施例A9,10#铝源为实施例AlO,11#铝源为实施例Al1,12#铝源为实施例A12,13#铝源为实施例A13,14#铝源为实施例A14,15#铝源为实施例A15,16#铝源为实施例A16,17#铝源为实施例17,18#铝源为实施例18,19#铝源为实施例19,20#铝源为实施例20,21#铝源为实施例21;所述铝源中铝元素的理论量为制备铝源过程中加入的氯化铝中的铝元素的量;[0155]3加入无水MgCl262.5g作为镁源;[0156]4在氩气气氛保护下,采用石墨棒为阳极,采用钢棒为阴极,在4A的恒电流条件下此时可保证阴阳极电压差6V以上)电解3h,断电,在阴极生成液相含铝镁合金;[0157]5将所述液相含铝镁合金冷却至室温,得到固态含铝镁合金。[0158]对比例A[0159]与实施例A组的区别仅在于将铝源替换为无水氯化铝,加入量同样是使加入的铝元素的理论量为2g。[0160]所述铝元素的理论量为制备铝源过程中加入的氯化铝中的铝元素的量。[0161]合金中铝含量的测试结果见表1:[0162]表1[0165]从表1可以看出,在加入的铝元素理论量2g相同的条件下,制备得到的含铝合金中铝元素的含量存在差异,尤其是与对比例相比,铝元素的含量具有明显提高,因此可以看出,采用本发明所述的铝源能够有效提高铝源的利用率。[0166]实施例Bl〜实施例B16[0167]将1#〜16#铝源置于室温下,20%湿度下存储1小时,之后使用存储后的铝源重复进行如下步骤10次得到10批次的含铝镁合金:[0168]在实施例Al〜A21之一所述的步骤4中,在4A的恒电流下电解3h之后,调整电解质组分使之恢复为电解前状态,并再次加入与B组实验相同量的铝源,进行电解,在阴极再次生成液相含铝镁合金;将所述液相含铝镁合金冷却至室温,得到固态含铝锂合金,记录每批次的含铝锂合金中的铝含量,并计算铝含量的标准偏差,和铝元素的利用率,测试结果见表2:[0170]其中,N为重复的次数为10,Xi为每批次合金中铝含量,X为10批次合金中铝含量的平均值;[0172]对比例BI[0173]将无水氯化铝置于室温下,20%湿度下存储1小时,之后使用存储后的铝源作为铝源,重复进行B组实施例的步骤,将存储后的铝源等质量替换对比例A中的铝源。[0174]对比例B2[0175]以无水氯化铝为铝源重复进行B组实施例的步骤。[0176]表2[0179]从表2可以看出,本发明提供的铝源存储稳定,不会受到湿度和温度的影响,而无水氯化铝在常温存储下,会造成制备得到含铝合金中铝元素含量降低,造成存储成本上升;而对于本发明提供的铝源制备温度、时间的选择更有利于获得稳定的含铝合金铝元素的含量。[0180]实施例Cl〜实施例C16所述Π为用于制备加入到电解槽中铝源的卤化铝组分的质量,即加入的铝源中铝元素换算为卤化铝的质量,X2为用于制备加入到电解槽中铝源的碱金属卤化物组分的质量。[0181]实施例Cl〜实施例C16[0182]一种含铝合金,通过如下方法制备:[0183]⑴混合300.OgKCl和200.OgNaCl,升温至700°C,得到电解质;[0184]2采用石墨板为阳极,采用钨板为阴极S=7.5cm2,加6A恒电流电解使两电极间电位差维持在6V以上;[0185]3将1#〜12#铝源均粉碎至颗粒状,并将得到的颗粒状1#〜12#铝源规定制备铝源的卤化铝组分的质量为Π,碱金属卤化物组分的质量为X2以Π为1.27gh的速度持续不断的加入电解质中,同时将无水MgCl2和KCl分别以9.19gh和的速度持续不断的加入电解质中,同时以L速度输出电解质,以保证电解质中KCl和NaCl组分含量稳定;(1#铝源为实施例Cl,2#铝源为实施例C2,3#铝源为实施例C3,4#铝源为实施例C4,5#铝源为实施例C5,6#铝源为实施例C6,7#铝源为实施例C7,8#铝源为实施例C8,9#铝源为实施例C9,10#铝源为实施例CIO,11#铝源为实施例Cl1,12#铝源为实施例C12;[0186]4在电解池的阴极会不断地产生液相镁铝合金,将所述液相镁铝合金取出,冷却至室温,得到固态含铝镁合金。[0187]对比例C[0188]将C组实施例中的铝源等铝元素量替换为无水氯化铝。[0189]在生产511、1011、1511、2011、2511、3011后,取制备得到的含铝镁合金进行检测,测试其中的铝元素含量,并计算铝元素的利用率和铝元素含量的标准偏差,计算方式如下,测试结果见表2:[0191]其中,Nl为取合金样的次数为6,Xj为每次合金样中铝含量,IT为6次合金样中铝含量的平均值。[0193]表3[0196]从表3可以看出,本发明提供的铝源由于能够在常温下稳定存在且不会吸水,能够实现含铝合金的连续化生产,而对于无水氯化铝,由于其常温下吸水严重,随着持续化生产的不断进行,暴露在空气中的氯化铝因吸水量增加,造成部分氯化铝转化为氧化铝,无法电解成含错合金。[0197]实施例2[0198]—种含铝合金,通过如下方法制备:[0199]⑴混合200.0gLiCl和lOO.OgKCl以及铒源Er2〇33.0g,升温至700°C,得到电解质液相;[0200]2向步骤(1的电解质液相中加入15#铝源,使其中制备此铝源的氯化铝组分质量Xl为10.Og;[0201]⑶采用石墨棒为阳极,采用钼棒为阴极,在2A恒电流下(电流密度6.37Acm2电解2h,保证两极间电压在7V以上,在阴极生成液相含铝锂铒合金;[0202]4将所述液相含铝锂铒合金冷却至室温,得到固态含铝锂铒合金,其中,铝含量为20.01%,铝元素的转化率为30.21%。[0203]实施例3[0204]—种含铝合金,通过如下方法制备:[0205]⑴混合70·OgKCl、200·OgNaCl、和镁源无水MgCl230·Og以及锌源无水ZnCl2I·Og,升温至700°C,得到电解质液相;[0206]2向电解质中加入16#铝源,其中制备此铝源的溴化铝组分质量Π为20.0g。采用石墨棒为阳极,采用石墨棒为阴极,在4A的恒电流(电流密度0.67Acm2下电解3h。保证电解时阴阳两级电压差在5V以上,在阴极生成液相含铝镁锌合金;[0207]3将所述液相含铝镁锌合金冷却至室温,得到固态含铝镁锌合金,其中,铝含量为12.48%,铝元素的转化率为34.02%[0208]实施例4[0209]—种含铝合金,通过如下方法制备:[0210]⑴混合lOO.OgLiCl和lOO.OgKCl以及铒源Y2〇32.0g,升温至650°C,得到电解质液相;[0211]2向步骤(1的电解质液相中加入17#铝源,使其中制备此铝源的碘化铝组分质量Xl为25.0g;[0212]3采用石墨棒为阳极,采用钨棒为阴极,在2A的恒电流下S=0.322cm2电解2h,保证两极间电压在7V以上,在阴极生成液相含铝锂钇合金;[0213]4将所述液相含铝锂铒合金冷却至室温,得到固态含铝锂铒合金,其中,铝含量为25.71%,铝元素的转化率为40.13%。[0214]申请人声明,本发明通过上述实施例来说明本发明的工艺方法,但本发明并不局限于上述工艺步骤,即不意味着本发明必须依赖上述工艺步骤才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了,对本发明的任何改进,对本发明所选用原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

权利要求:1.一种用于电解制备含铝合金的铝源,其特征在于,所述铝源包括由卤化铝和碱金属卤化物形成的复盐。2.如权利要求1所述的铝源,其特征在于,所述铝源中,铝元素与碱金属元素的摩尔比50,优选25,更优选10,进一步优选8,特别优选6;优选地,所述碱金属包括锂、钠、钾、铷、铯和钫中的任意1种或至少2种的组合;优选地,所述卤化铝和碱金属卤化物中的卤元素均各自地独立选自氯元素、溴元素和碘元素中的任意1种或至少2种的组合;优选地,所述卤化铝为无水卤化铝,优选包括氯化铝、溴化铝和碘化铝中的任意1种或至少2种的组合;优选地,所述碱金属卤化物包括卤化锂、卤化钠、卤化钾、卤化铷、卤化铯和卤化纺中的任意1种或至少2种的组合;进一步优选包含氯化锂、氯化钠、氯化钾、氯化铷、溴化锂、溴化钠、溴化钾、溴化铷、碘化锂、碘化钠、碘化钾、碘化铷中的任意1种或至少2种的组合;特别优选包括氯化锂、氯化钠、氯化钾、溴化锂、溴化钠、溴化钾;更进一步优选为氯化钠、氯化钾、溴化钠、溴化钾中的任意1种或至少2种的组合;优选地,所述卤化铝和碱金属卤化物的水含量均5wt%,优选水含量均2.5wt%,优选水含量均I.Owt%,优选水含量均0.5wt%,优选水含量均0.1wt%。3.—种如权利要求1或2所述的用于电解制备含铝合金的铝源的制备方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:混合卤化铝和碱金属卤化物得到混合物,将所述混合物至少升温至形成复盐,冷却后,得到铝源;优选地,所述方法包括如下步骤:混合卤化铝和碱金属卤化物得到混合物,将所述混合物至少升温至出现液相,冷却后,得到铝源;所述至少升温至出现液相后保温0〜5h,优选保温IOmin〜2h;优选地,所述方法包括如下步骤:混合齒化铝和碱金属齒化物得到混合物,将所述混合物升温至所述混合物完全变成液相,冷却后,得到铝源;所述升温至所述混合物完全变成液相的温度较升温至开始出现液相的温度优选高〇〜50°C,进一步优选0〜20°C。4.如权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述升温的最高温度在50°C以上,优选60°C以上,更优选65°C以上,进一步优选70〜400°C,特别优选70〜350°C;优选地,所述冷却最低温度在200°C以下,优选160°C以下,更优选100°C以下,进一步优选50°C以下;优选地,以铝元素和碱金属元素计,所述卤化铝和碱金属卤化物的混合摩尔比50,优选25,更优选10,进一步优选8,特别优选6。5.—种电解制备含铝合金的方法,其特征在于,所述方法中含铝合金中铝元素的来源包括权利要求1或2所述的铝源;优选地,所述方法为:在含有权利要求1或2所述的铝源,以及非铝合金元素源的电解质中,通电电解得到液态含铝合金,之后将所述液态含铝合金冷却后得到含铝合金固体;优选地,所述电解制备含铝合金的方法在惰性气体下进行。6.如权利要求5所述的方法,其特征在于,所述铝源和非铝合金元素源均各自独立地选择持续不断的加入,或者一次性加入所述铝源和非铝合金元素源,或者多批次加入所述铝源和非铝合金元素源;优选地,所述铝源和非铝合金元素源均各自独立地选择在通电电解的同时加入,或者在断电时加入。7.如权利要求5或6所述的方法,其特征在于,所述通电电解的温度为350〜IOOOtC,优选430〜900°C,进一步优选450〜800°C;优选地,所述用于电解的阴极电压要低于所述含铝合金中所有金属元素的析出电位,优选低出至少0.2V,优选0.2〜2V;优选地,所述电解的阳极为石墨电极;优选地,所述电解的阴极包括由碳元素和金属元素中的任意1种或至少2种形成的单质或合金;所述电解的阴极的存在形式包括液态或固态;进一步优选地,所述阴极包括钢、钼、钨、钛和石墨中的任意1种或至少2种的组合;优选地,所述通电电解的电解质包括碱金属卤化物和碱土金属卤化物中的任意1种或至少2种的组合;优选地,所述碱土金属齒化物包括齒化铍、齒化镁、齒化1丐、齒化锁、齒化钡和齒化错中的任意1种或至少2种的组合;进一步优选包含氯化铍、氯化镁、氯化钙、氯化锶、氯化钡、溴化铍、溴化镁、溴化钙、溴化锶、溴化钡、碘化铍、碘化镁、碘化钙、碘化锶、碘化钡中的任意1种或至少2种的组合;特别优选包括氯化铍、氯化镁、氯化钙、氯化锶、氯化钡、溴化铍、溴化镁、溴化钙、溴化锶、溴化钡;更进一步优选为氯化镁、氯化钙、氯化锶、氯化钡中的任意1种或至少2种的组合。8.如权利要求5〜7之一所述的方法,其特征在于,所述非铝合金元素包括主族金属元素、过渡金属元素和非金属元素中的任意1种或至少2种的组合;优选锂、铍、镁、钙、锶、硼、镓、铟、碳、娃、锗、锡、铅、氮、铺、祕、钪、钛、钥^、络、猛、铁、钴、镍、铜、锌、纪、错、银、钼、铪、钽、钨、镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、铀、钍和中的任意1种或至少2种的组合;进一步优选锂、铍、镁、钙、锶、硼、镓、铟、硅、锗、锡、铅、锑、铋、钪、钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、纪、错、银、钼、铪、钽、妈、镧、铺、镨、钕、钷、钐、铕、IL、钺、镝、钬、铒、镑、铀、钍、镱和镥中的任意1种或至少2种的组合;特别优选锂、铍、硼、镁、硅、钛、钒、锰、铁、锌、钇、锆、镧、铈、镨、钐、铕、钆、铒、镱和硅中的任意1种或至少2种的组合;优选地,所述非铝合金元素源包括非铝合金元素化合物中的任意1种或至少2种的组合;进一步优选非铝合金元素的氧化物和或非铝合金元素的齒化物。9.一种含铝合金,其特征在于,所述含铝合金由权利要求5〜8之一所述的电解制备含铝合金的方法制备得到。10.—种含铝合金铸件的制备方法,其特征在于,所述方法为:在含有权利要求1或2所述的铝源,以及合金元素源的电解质中,通电电解得到液态含铝合金,之后将所述液态含铝合金在模具中冷却,得到含铝合金铸件;优选地,所述含铝合金制品的制备方法中,工艺步骤的条件与权利要求5〜8相同。

百度查询: 中国科学院过程工程研究所 用于电解制备含铝合金的铝源、制备方法及使用其制备含铝合金的方法

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