[发明专利]一种低温电沉积制备铝钒合金的方法

说明书

本发明提供了一种低温电沉积制备铝钒合金的方法，包括以下步骤：将三氯化铝与尿素混合，加热，得到呈路易斯酸性的三氯化铝‑尿素离子液体；将五氧化二钒与三氯化铝‑尿素离子液体混合，待五氧化二钒溶解，得到五氧化二钒‑三氯化铝‑尿素离子液体；以五氧化二钒‑三氯化铝‑尿素离子液体为电解液，在电压3.2V~3.4V，温度60℃~90℃的条件下电沉积至反应结束，收集阴极产物，得到铝钒合金。本发明的方法可以在低温条件下电化学制备铝钒合金，并且可以显著缩短铝钒合金的制备时间，降低生产所需的原料和反应温度，减少生产设备的损耗，能够实现铝钒的低污染生产。

技术领域

本发明涉及铝钒合金制备技术领域，更具体地讲，涉及一种低温电沉积制备铝钒合金的方法。

背景技术

铝钒合金是一种广泛用于航空航天领域的高级合金材料，具有很高的硬度和弹性，并且耐海水，材质轻盈，可以用来制造水上飞机和水上滑翔机等。

目前，铝钒合金的制备方法主要有铝热还原法和粉末冶金法。铝热还原法一般采用五氧化二钒、铝粉和造渣剂为原料，根据金属热还原的原理生产铝钒合金。铝热还原法生产铝钒合金的优点是工艺简单，见效快，但存在产品质量均匀性差，杂质元素含量偏高的缺点。粉末冶金法一般通过制粉、压实、脱气、烧结热压等工艺制取坯锭，再用塑性变形加工方法制成铝钒合金。粉末冶金法虽然对材料的利用率较高，但存在产物杂质含量高、合金成分占比难以确定且不均匀、机械性能低等缺点。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的之一在于解决上述现有技术中存在的一个或多个问题。例如，本发明的目的之一在于提供一种操作温度低，合金成分占比可控的铝钒合金制备方法。

本发明提供了一种低温电沉积制备铝钒合金的方法，可以包括以下步骤：控制三氯化铝与尿素混合的比例，加热，得到呈路易斯酸性的三氯化铝-尿素离子液体；将五氧化二钒与三氯化铝-尿素离子液体混合，待五氧化二钒溶解，得到五氧化二钒-三氯化铝-尿素离子液体；以五氧化二钒-三氯化铝-尿素离子液体为电解液，在电压3.2V～3.4V，温度50℃～90℃的条件下电沉积至反应结束，收集阴极产物，得到铝钒合金。

本发明的制备方法通过控制三氯化铝与尿素的比例使形成的三氯化铝-尿素离子液体呈路易斯酸性，呈路易斯酸性三氯化铝-尿素离子液体能够溶解较多量的五氧化二钒粉体。通过施加电压，电解液中含有的铝元素和钒元素能够在阴极上沉积出来形成铝钒合金。并且，可以通过控制电解液中五氧化二钒的含量控制产物合金中铝与钒的占比。

与现有技术相比，本发明的有益效果至少包括以下中的至少一项：

(1)本发明的方法可以在低温条件下电化学制备铝钒合金，并且可以显著缩短铝钒合金的制备时间，降低生产所需的原料和反应温度，减少生产设备的损耗，能够实现铝钒的低污染生产。

(2)本发明的方法能够通过控制原料比例从而控制铝钒合金中的成分占比。

附图说明

通过下面结合附图进行的描述，本发明的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚，其中：

图1示出了本发明示例1中五氧化二钒在三氯化铝-尿素离子液体中还原的循环伏安曲线。

图2示出了本发明示例1所得阴极产物的XRD图。

图3示出了本发明示例1所得阴极产物SEM-EDS图，其中，图(a)为SEM图，图(b)为该区域某点的能谱图。

具体实施方式

在下文中，将结合附图和示例性实施例详细地描述根据本发明的一种低温电沉积制备铝钒合金的方法。

本发明提供了一种低温电沉积制备铝钒合金的方法，在本发明的低温电沉积制备铝钒合金的方法的一个示例性实施例中，可以包括以下步骤：