电参数对LiCl熔盐电导率的影响★

王晓鸽

（山西工程职业技术学院， 山西　太原　030009）

试（实）验研究

电参数对LiCl熔盐电导率的影响★

王晓鸽

（山西工程职业技术学院， 山西太原030009）

在722℃不同电压和不同频率条件下，测定并研究LiCl熔盐体系电导率值的变化情况。研究结果表明：在频率不变的条件下，随着施加电压的增加，熔盐的电导率增大，变化值在0～0.3 S·cm-1之间；在电压不变的条件下，随着施加频率的增加，熔盐的电导率增大，变化值在0.01～0.04 S·cm-1。此研究结果可为电导率测定电参数的设定提供理论依据。

电压频率LiCl熔盐电导率

Al-Li合金具有低密度、高比强度和高比刚度等优异性能，被认为是航空航天最理想的轻质高强结构材料[1-2]。东北大学有色金属冶金研究所熔盐电解课题组在总结前人的研究成果基础上，提出了生产铝锂合金的LiCl-Li2O-MFx（M=Li/Na/K/Ca）电解质体系，为了准确测定该体系的物理化学性质，本文对实验中电参数对LiCl熔盐体系的电导率影响作用进行研究，为以后测定方案提供理论依据。

1　实验

1.1实验原料

由于无水LiCl极易吸水，故在实验中所用到的无水LiCl均需在真空条件（真空度100 Pa以下）下400℃干燥4～5 h，烘干后将其置于手套箱中留用。

1.2实验设备

实验中测定电导率所用仪器为东北大学研发的FB-试制设备熔盐理化性质测试仪，测定方法为固定电导池常数法，主要设备为高温三孔炉（控温区间为室温到1 200℃）、石英坩埚、铂金属电极、由美国Agilent公司生产的型号为4263B LCR METER 的Agilent阻抗仪。LiCl熔盐电导率与温度的关系[3]满足：

式中：A值为13.13；E为6 098 kJ/mol；R为8.314 J/（mol·K）。

2　结果与讨论

2.1电导率与电压之间的关系

Aglient阻抗仪施加的电压范围为20～1 000 mV。首先设定施加频率值为100 kHz，然后测定电导率与电压之间的关系。所测熔盐电阻数据随电压的变化情况如图1所示。

图1　频率为100 kHz熔盐电阻随施加电压值不同的变化情况

从图1可以看出，施加的电压值越大，熔盐的电阻值就越小，减小值大约为0.3～0.6 Ω，换算后影响电导率变化值大概在0～0.3 S/cm之间。下页图2是当频率为1 kHz时，熔盐电阻随施加电压值不同的变化情况，与图1的变化规律相似。

2.2电导率与频率之间的关系

Aglient阻抗仪施加的频率范围为100 Hz、120 Hz、1 kHz、10 kHz、100 kHz。首先设定施加电压值为1 000 mV，然后测定电导率与频率之间的关系，所得结果如下页图3所示。

图2　频率为1 kHz时熔盐电阻随施加电压值不同的变化情况

图3　电压为1 000 mV时熔盐电阻与施加频率之间的关系

从图3中可以看出，施加频率越大，所测熔盐的电阻值就越小，按照电化学的处理方式，对图中圈起的部分进行拟合延长，即可以得出频率无限大时熔盐的电阻值，即图4所示。

在672℃、相同电压、不同频率下，对同一熔盐电导池进行标定，然后将温度升高50℃，即722℃下，对熔盐电导率进行测定，观察所得熔盐电导率数值变化，结果如表1所示。

从表1中可以看出，在各条件下标定后，升温后的所测电导率值有一定数值的差距。当电压设定为1 000 mV和频率设定为1 kHz时测定的LiCl熔盐电导率值最接近文献理想值。

图4　电压为1 000 mV施加无限大频率所测熔盐的电阻值

表1　电导率与电压、频率关系数据

3　结论

1）设定频率不变，随着施加电压的增加，熔盐的电导率增大，变化值在0～0.3 S/cm之间。

2）设定电压不变，随着施加频率的增加，熔盐的电导率增大，变化值在0.01～0.04 S/cm。

3）设定电压为1 000 mV和频率1 kHz的条件下，测定的LiCl熔盐电导率值最接近文献理想值。

[1]谢刚.熔融盐理论与应用[M].北京：冶金工业出版社，1998：1-5.

[2]段淑贞.熔盐电化学原理和应用[M].北京：冶金工业出版社，1990：1-9.

[3]Alexander A，Redkin&Elena V.Nikolaeva&Alexander E，et al.The electricalconductivityofchloridemelts[J].Ionics，2012，18：255-265.

（编辑：胡玉香）

The Influence of Electric Parameters on LiCl Molten Salt Conductivity

WANG Xiaoge
（Shanxi Engineering Vocational college，Taiyuan Shanxi 030009）

This study measured the electrical conconductivity of LiCl under the condition of different voltage and frequency at 722℃.It shows that the electrical conconductivity increases with increasing of voltage and the constant frequency，changes between 0～0.3 S·cm-1；the electrical conconductivity increases with increasing of frequencyand the constant voltage，changes between 0.01～0.04 S·cm-1；providing the basis for conductivity electric parameter setting.

voltage，frequency，LiCl molten salt，electrical conductivity

O614.11

A

1672-1152（2016）04-0005-02

10.16525/j.cnki.cn14-1167/tf.2016.04.02

2016-07-22

国家自然科学基金委员会资助项目“熔盐电解法制备铝铜锂合金的机理研究”（批准号：51074045）

王晓鸽（1987—）女，山西工程职业技术学院冶金系助教，东北大学硕士毕业。