金属铽(Tb)在磁性材料领域作用突出,现行的金属热还原法和中间合金法存在流程长成本高等不足,本项目提出研究熔盐电解固态氧化物提取金属铽及直接制备铽与过渡金属合金的新方法,探索重稀土金属低成本提炼新技术。具体内容包括(1)直接电解固态铽氧化物提取金属铽;(2)电解稀土氧化物与过渡金属粉末的混合物制备合金;(3)电解固态混合氧化物直接制备合金。为此将采用多种方法研究氧化物电极在熔盐中的电化学行为、考察电解条件(样品制备、温度、电解电位和电流及其控制方法、电解时间等)对电解产物和电流效率的影响规律,深入认识铽氧化物电解还原的动力学机理,为发展重稀土金属铽及合金制备新技术提供坚实的理论基础,同时也为探索重稀土金属提炼新技术做出贡献。
金属铽(Tb)在磁性材料领域作用突出,现行的金属热还原法和中间合金法存在流程长成本高等不足,本项目研究了熔盐电解固态氧化物提取金属铽及直接制备铽与过渡金属合金的新方法,研究结果展示了一种重稀土金属和合金的低成本环境友好制备新技术。为此首先发展了一种可以方便研究熔盐中固态粉末物质电化学行为的金属通腔电极和一种高温长寿命石英密封Ag/AgCl参比电极两种新的熔盐电化学实验技术,在此基础上研究了氯化钙熔盐中铽氧化物的电化学行为并提出钙沉积条件下的氧离子化机理,成功由氧化铽试片电解制备了纯度超过98%的单质铽,发现钙的过度沉积会阻滞试片的还原和熔盐对还原金属不浸润两个重要的实验现象,对提高反应速度降低电解能耗和电解产物的后处理具有重要意义;并进而由铽氧化物与多种过渡金属氧化物的混合物试片电解制备了组分得到很好控制的二元和多元功能合金(TbFe, TbNi, TbDyFe等),稀土收率可达98%,系统考察了电解条件(试片结构、温度、电解电压、电解时间等)对产物、还原过程和电流效率的影响规律。在国际权威期刊发表论文多篇并被国际有关学术媒体作为新闻报道。