本發(fā)明屬于稀土冶金技術領域，特別涉及一種基于鋁熱還原法制備鋁釹合金的方法。

背景技術：

隨著電腦、手機的廣泛使用，全世界對平面顯示器的需求不斷增長，與此同時，在平面顯示器的生產(chǎn)過程中對相關靶材的需求也隨之增長。鋁釹合金具有較好的抗腐蝕性、較低的電阻率，廣泛用于玻璃基板電極層的鍍膜靶材。目前制備稀土鋁合金的生產(chǎn)方法主要有以下兩種：直接熔合法：將稀土金屬按一定比例加入到高溫鋁液中制得。熔鹽電解法：在電解爐內(nèi)，以氯化鉀、稀土氧化物和稀土氯化物等作為電解質，在鋁液中電解制得鋁-稀土中間合金。現(xiàn)有制備鋁釹合金的方法能耗大、成本高、合金成分易偏析。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術存在的問題，提供一種基于鋁熱還原法制備鋁釹合金的方法。

本發(fā)明采用的技術方案是：

一種基于鋁熱還原法制備鋁釹合金的方法，所述方法包括以下步驟：（1）將鋁、氟化鈉、氟化鋁和氟化鈣置于反應容器（1）中，并熔化成上層為氟化鈉-氟化鋁-氟化鈣熔融鹽層（3），下層為鋁液層（4）的熔融態(tài)；（2）將三氧化二釹制成薄板狀（2）并完全置于鋁液層（4）中，經(jīng)過20-30min；（3）將三氧化二釹薄板（2）提離至氟化鈉-氟化鋁-氟化鈣熔融鹽層（3）中，經(jīng)過20-30min；（4）再將三氧化二釹薄板（2）完全置于鋁液層（4）中并旋轉進行攪拌，經(jīng)過20-30min；（5）重復步驟（3）和步驟（4），直至三氧化二釹薄板消耗完；（6）將合金熔液抽出澆鑄于模型中，冷卻成型，所得合金為鋁釹合金。

所述三氧化二釹薄板呈長方形或正方形，厚度為0.5-1.5cm。

所述氟化鈉-氟化鋁-氟化鈣熔融鹽中氟化鈣的質量百分數(shù)為5.00%，氟化鈉和氟化鋁的摩爾比為2.2-2.6。

所述氟化鈉-氟化鋁-氟化鈣熔融鹽的加熱溫度為960-990^oC。

本發(fā)明的優(yōu)點是：流程短，易操作，成本低，合金成份易于控制。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的工藝裝置示意圖；

圖2為本發(fā)明的工藝流程示意圖。

具體實施方式

下述實施例僅用于說明本發(fā)明，但并不能限定本發(fā)明的保護范圍。

本發(fā)明的基于鋁熱還原法制備鋁釹合金的方法，包括以下步驟：（1）將鋁、氟化鈉、氟化鋁和氟化鈣置于反應容器1中，并熔化成上層為氟化鈉-氟化鋁-氟化鈣熔融鹽層3，下層為鋁液層4的熔融態(tài)（密度差，熔融態(tài)分層）；（2）將三氧化二釹制成薄板狀2并完全置于鋁液層4中，經(jīng)過20-30min；（3）將三氧化二釹薄板2提離至氟化鈉-氟化鋁-氟化鈣熔融鹽層3中，經(jīng)過20-30min；（4）再將三氧化二釹薄板2完全置于鋁液層4中并旋轉進行攪拌，經(jīng)過20-30min；（5）重復步驟（3）和步驟（4），直至三氧化二釹薄板消耗完；（6）將合金熔液抽出澆鑄于模型中，冷卻成型，所得合金為鋁釹合金。

實施例1

一種基于鋁熱還原法制備鋁釹合金的方法，包括以下步驟：（1）原材料為鋁、三氧化二釹、氟化鈉、氟化鋁和氟化鈣；（2）在一坩堝中，將2327.25g鋁塊（Al含量>99.8%）、氟化鈉（氟化鈉含量>98%）、氟化鋁（氟化鋁含量>98%）和氟化鈣（氟化鈣含量>98%）2168.25g（氟化鈣的質量百分數(shù)為5.00%，氟化鈉和氟化鋁的摩爾比為2.2）熔化成熔融態(tài)，熔融鹽的加熱溫度為960^oC；（3）將56g三氧化二釹粉（三氧化二釹含量>98%）壓制成40mm×5mm×40mm（長×寬×高）薄板狀并完全置于鋁液層中，經(jīng)過20-30min；（4）將三氧化二釹薄板提離至氟化鈉-氟化鋁-氟化鈣熔融鹽層中，經(jīng)過20-30min，使生成的氧化鋁溶解于氟化鈉-氟化鋁-氟化鈣熔融鹽中；（5）將三氧化二釹板完全置于鋁液層中并旋轉進行充分攪拌，經(jīng)過20-30min，使生成的Nd與Al形成合金，同時三氧化二釹薄板表面將有新的三氧化二釹被還原生成氧化鋁；（6）重復步驟（4）和步驟（5），直至三氧化二釹薄板消耗完；（7）將合金熔液抽出澆鑄于模型中，冷卻成型，所得合金為釹含量2%的鋁釹合金。

實施例2

一種基于鋁熱還原法制備鋁釹合金的方法，包括以下步驟：（1）原材料為鋁、三氧化二釹、氟化鈉、氟化鋁和氟化鈣；（2）在一坩堝中，將2327.25g鋁塊（Al含量>99.8%）、氟化鈉（氟化鈉含量>98%）、氟化鋁（氟化鋁含量>98%）和氟化鈣（氟化鈣含量>98%）2168.25g（氟化鈣的質量百分數(shù)為5.00%，氟化鈉和氟化鋁的摩爾比為2.4）熔化成熔融態(tài)，熔融鹽的加熱溫度為975^oC；（3）將85g三氧化二釹粉（三氧化二釹含量>98%）壓制成50mm×5mm×40mm（長×寬×高）薄板狀并完全置于鋁液層中，經(jīng)過20-30min；（4）將三氧化二釹薄板提離至氟化鈉-氟化鋁-氟化鈣熔融鹽層中，經(jīng)過20-30min，使生成的氧化鋁溶解于氟化鈉-氟化鋁-氟化鈣熔融鹽中；（5）將三氧化二釹板完全置于鋁液層中并旋轉進行充分攪拌，經(jīng)過20-30min，使生成的Nd與Al形成合金，同時三氧化二釹薄板表面將有新的三氧化二釹被還原生成氧化鋁；（6）重復步驟（4）和步驟（5），直至三氧化二釹薄板消耗完；（7）將合金熔液抽出澆鑄于模型中，冷卻成型，所得合金為釹含量3%的鋁釹合金。

實施例3

一種基于鋁熱還原法制備鋁釹合金的方法，包括以下步驟：（1）原材料為鋁、三氧化二釹、氟化鈉、氟化鋁和氟化鈣；（2）在一坩堝中，將2327.25g鋁塊（Al含量>99.8%）、氟化鈉（氟化鈉含量>98%）、氟化鋁（氟化鋁含量>98%）和氟化鈣（氟化鈣含量>98%）2168.25g（氟化鈣的質量百分數(shù)為5.00%，氟化鈉和氟化鋁的摩爾比為2.6）熔化成熔融態(tài)，熔融鹽的加熱溫度為990^oC；（3）將114.32g三氧化二釹粉（三氧化二釹含量>98%）壓制成40mm×8mm×40mm（長×寬×高）薄板狀并完全置于鋁液層中，經(jīng)過20-30min；（4）將三氧化二釹薄板提離至氟化鈉-氟化鋁-氟化鈣熔融鹽層中，經(jīng)過20-30min，使生成的氧化鋁溶解于氟化鈉-氟化鋁-氟化鈣熔融鹽中；（5）將三氧化二釹板完全置于鋁液層中并旋轉進行充分攪拌，經(jīng)過20-30min，使生成的Nd與Al形成合金，同時三氧化二釹薄板表面將有新的三氧化二釹被還原生成氧化鋁；（6）重復步驟（4）和步驟（5），直至三氧化二釹薄板消耗完；（7）將合金熔液抽出澆鑄于模型中，冷卻成型，所得合金為釹含量4%的鋁釹合金。