稀土在铝合金及其它合金中多以微量元素形式加入,稀土化学活性很高、熔点高、高温下易氧化烧损等,这给稀土铝合金的制备和应用研究造成了一定的困难。在长期的试验研究中,人们不断探索稀土铝合金的制备方法。目前制备稀土铝合金的生产方法主要有混熔法、熔盐电解法和铝热还原法。
01混熔法
混熔法是将稀土或混合稀土金属按比例加到高温铝液中,制得中间合金或应用合金,将中间合金和按计算余量剩下的铝再一起熔炼、充分搅拌、精炼。
02熔电解法
熔盐电解法是在电解铝时,向工业铝电解槽中加入稀土氧化物或稀土盐类,同氧化铝一起电解,以制取稀土铝合金。熔盐电解法在我国发展比较快,一般可以有两种途径即液态阴极法和电解共析法,目前已经发展到了可以直接把稀土化合物加入工业铝电解槽里,用共析法电解氯化物熔体生产出稀土铝合金。
03铝热还原法
由于金属铝具有很强的还原能力,铝又可以与稀土形成多种金属间化合物,因此可以采用铝作还原剂来制备稀土铝合金。其主要化学反应如下式表示:
RE2O3 + 6Al→2REAl2 + Al2O3
其中,稀土原料可用稀土氧化物或稀土富渣;还原剂可采用工业用纯铝或硅铝等;还原温度1400℃~1600℃。早期是在有助热剂和助熔剂存在的条件下进行的,而且还原温度较高都会产生很多问题;近年来,研究人员研究出一种新的铝热还原法,在较低温度(780℃),在氟化钠、氯化钠体系中完成的铝热还原反应,避免了原来高温产生的问题。