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| 編輯推薦： |
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《锂及锂合金》可供从事与锂及其合金方面的研究人员和工程技术人员、高等学校相关专业的师生参考。
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| 內容簡介： |
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锂是*轻的金属，锂及其化合物有许多重要的性质。《锂及锂合金》针对金属锂、锂盐和锂合金等方面进行较全面的介绍。《锂及锂合金》共10章，主要内容包括锂资源、锂的性质及应用、锂盐生产工艺、锂同位素分离、锂盐和锂合金相图、锂合金概况、金属锂和锂合金制备、镁锂稀土合金和镁锂四元合金电解、镁锂合金和铝锂合金等。
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| 目錄：
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目录
前言
第1章锂资源1
1.1锂资源分布1
1.2含锂矿物简介5
1.2.1具有连续链状四面体的硅酸盐6
1.2.2具有连续层状四面体的硅酸盐9
1.2.3骨架状的硅酸盐11
1.2.4含锂磷酸盐13
1.2.5含锂硼酸盐16
1.2.6含锂氟化物16
1.3锂资源开发17
1.4锂工业技术17
1.4.1从锂矿中提锂17
1.4.2从盐湖卤水中提锂19
1.4.3从海水中提取锂22
1.5锂的化合物23
1.6金属锂在核能中的应用39
1.6.1在核能工业中的应用40
1.6.2在核武器中的应用40
1.7金属锂的产销现状41
1.8金属锂研究44
1.8.1金属锂体系的实验研究44
1.8.2金属锂体系的理论研究46
参考文献48
第2章锂的性质及应用51
2.1锂的结构和性质51
2.1.1原子的结构和性质51
2.1.2锂的晶体结构52
2.2锂的物理性质53
2.2.1锂的光学性质53
2.2.2密度54
2.2.3锂的热学性质55
2.2.4电学性质59
2.2.5锂的磁性62
2.2.6力学性能62
2.2.7锂的低温高压相变62
2.3锂的主要化学性质65
2.3.1锂与氧的相互作用65
2.3.2锂与氮的相互作用65
2.3.3锂与氢的相互作用66
2.3.4锂与空气的相互作用67
2.3.5锂与水、水蒸气的相互作用67
2.3.6锂与碳的相互作用68
2.4锂的应用68
2.4.1锂在受控核聚变中的应用68
2.4.2在冶金工业中的应用69
2.4.3在轻质高强度合金中的应用69
2.4.4在医药中的应用71
2.4.5在高能电池中的应用71
2.4.6在玻璃工业中的应用72
2.4.7在陶瓷工业中的应用72
2.4.8在润滑剂中的应用73
2.4.9在纺织工业中的应用73
2.5锂电池74
2.5.1一次锂电池74
2.5.2二次锂电池84
2.6锂 空气电池95
2.6.1金属 空气电池概述95
2.6.2锂 空气电池概述96
2.6.3影响锂 空气电池性能的因素97
2.6.4锂 水电池97
2.6.5聚合物电解质锂 氧电池99
2.7在其他方面的应用101
参考文献101
第3章锂盐生产工艺104
3.1碳酸锂104
3.1.1以锂辉石为原料制取碳酸锂的生产工艺105
3.1.2以盐湖卤水为原料提取碳酸锂生产工艺109
3.2六氟磷酸锂的制备工艺118
3.2.1以无水氟化氢作为溶剂的制备工艺118
3.2.2以醚类作溶剂的生产工艺法119
3.2.3溶液法制备六氟磷酸锂119
3.3溴化锂的生产方法121
3.4氟化锂的生产方法127
3.4.1工业级氟化锂生产工艺127
3.4.2高纯或电池级氟化锂生产工艺128
参考文献131
第4章锂同位素分离135
4.1锂同位素的意义135
4.2锂同位素的分离方法138
4.2.1锂汞齐法138
4.2.2萃取法140
4.2.3离子交换法145
4.2.4分级沉淀和分级结晶法147
4.2.5电渗析分离149
4.2.6熔盐电解法149
4.2.7激光法150
4.3展望151
参考文献151
第5章锂盐和锂合金相图157
5．1相图基本概念158
5.2二元相图的类型162
5.3相图的测定方法164
5.3.1淬冷法165
5.3.2热分析法165
5.3.3扩散偶法168
5.3.4其他方法171
5.4锂盐相图178
5.5锂合金相图208
参考文献225
第6章含锂合金概述230
6.1含锂二元合金230
6.2锂合金在热电池中的应用231
6.2.1锂热电池231
6.2.2Li Si合金阳极材料234
6.2.3Li B合金阳极材料应用238
6.3锂合金在核聚变中的应用244
6.3.1锂合金液态包层氚增殖材料244
6.3.2Li Pb合金液态包层氚增殖材料245
6.3.3Li Sn合金液态包层氚增殖材料249
6.4锂合金储氢250
6.5锂合金的工程应用253
6.5.1Cu Li系合金253
6.5.2Ag Li系合金257
6.6锂合金其他方面的研究258
参考文献262
第7章金属锂和锂合金制备271
7.1热还原法制备金属锂271
7.1.1制锂还原反应的热力学条件271
7.1.2金属热还原工艺及流程273
7.2我国金属热还原工艺研究实例274
7.2.1硅铁热还原法274
7.2.2真空度对还原过程的影响275
7.3铝热还原法276
7.3.1工艺过程276
7.3.2设备及工艺277
7.3.3实验结果278
7.4金属锂的熔盐电解法制备279
7.4.1LiCl KCl电解280
7.4.2LiOH LiCO3电解284
7.51kA电解槽电解氯化锂288
7.6熔盐电解法制备锂合金302
参考文献306
第8章镁锂多元合金电解308
8.1镁锂钐合金电解制备309
8.1.1SmⅢ在LiCl KCl熔盐体系中的电化学行为309
8.1.2LiCl KCl MgCl2 SmCl3体系的电化学行为310
8.1.3LiCl KCl MgCl2 SmCl3体系中共电沉积制备镁锂钐合金312
8.1.4合金成分分析316
8.1.5稀土钐的添加对合金的影响317
8.1.6共电沉积镁锂钐合金工艺319
8.2镁锂镧合金电解制备322
8.2.1LaⅢ离子在Mo电极上的阴极还原过程及电子转移数322
8.2.2LaⅢ离子的扩散系数和扩散活化能323
8.2.3Mg Li La合金的电化学形成机理及沉积物的表征326
8.3镁锂钆合金电解制备331
8.3.1MgCl2对Gd2O3的氯化作用331
8.3.2LiCl KCl MgCl2 Gd2O3熔盐体系电化学行为的研究334
8.3.3LiCl KCl MgCl2 Gd2O3熔盐体系共电沉积Mg Li Gd合金工艺研究335
8.3.4Mg Li Gd合金的微观组织结构338
8.3.5Mg Li Gd合金的抗腐蚀性研究341
8.4含锂四元合金电解制备341
8.4.1熔盐电解制备Mg Li Ce La合金341
8.4.2共电沉积Mg Li Ce La合金的电化学机理342
8.4.3共电沉积Mg Li Ce La合金的工艺过程343
8.4.4合金的微观结构346
8.5共电沉积Mg Li Zn Mn合金350
8.5.1共电沉积Mg Li Zn Mn合金的电化学行为的研究350
8.5.2Mg Li Zn Mn合金的电解制备及表征352
8.6共电沉积Mg Li Al La合金360
8.6.1Mg Li Al La合金制备的电化学行为360
8.6.2Mg Li Al La合金的制备367
8.6.3合金表征369
参考文献372
第9章镁锂合金375
9.1引言375
9.2镁锂合金的研究历史375
9.3镁锂合金制备方法379
9.3.1真空感应熔炼379
9.3.2覆盖剂保护下熔炼381
9.3.3镁锂合金生产过程中的注意事项383
9.3.4熔盐电解法制备镁锂合金388
9.4典型镁锂合金组成402
9.4.1镁锂合金中的主要合金元素402
9.4.2合金元素对镁锂合金的影响402
9.5几种镁锂合金的组织和性能417
9.5.1Mg 5Li 3Al 2Zn x RE LAZ532合金417
9.5.2Mg 8Li 1Al xYLA81合金和Mg 8Li 3Al xY LA83合金424
9.5.3Mg 8.5Li xCe合金430
9.5.4Mg 5.6Li 3.37Al 1.14Ce合金434
9.5.5Mg 5.5Li 3.0Al 1.2Zn 1.0Ce合金436
9.5.6Mg 16Li 5Al xCe合金440
9.5.7Mg 5Li 3Al 2Zn xSn合金446
9.5.8LA141 xNd合金449
9.5.9Mg 6Li 3Al xCa合金453
9.5.10Mg 5Li 3Al 2Zn xAg合金459
9.6镁锂合金热变形研究463
9.6.1不同条件下镁锂合金热变形的真应力 真应变曲线463
9.6.2热变形流变应力本构方程466
9.6.3能量耗散图470
9.6.4热变形后组织分析473
9.7镁锂合金的焊接474
9.7.1合金焊接前表面处理474
9.7.2氩弧焊工艺475
9.7.3搅拌摩擦焊477
9.7.4合金的焊接性478
9.7.5不同相组合金的焊接性486
9.7.6MA21合金的焊接性496
9.8含Li的Mg基非晶态合金498
参考文献499
第10章铝锂合金511
10.1铝锂合金的发展历史511
10.2铝锂合金的特点516
10.3铝锂合金的合金化517
10.4铝锂合金的制备方法522
10.4.1铸造冶金法522
10.4.2粉末冶金法523
10.4.3其他制备方法523
10.5铝锂合金的强韧化机理524
10.5.1铝锂合金强韧化机理524
10.5.2铝锂合金的强韧化途径526
10.6铝锂合金的组织528
10.7铝锂的焊接530
10.7.1熔化焊接530
10.7.2电弧焊530
10.7.3电子束焊和激光焊531
10.7.4搅拌摩擦焊532
10.8铝锂合金复合材料534
10.8.1铝锂合金复合材料简介534
10.8.2铝锂基复合材料的制备技术535
10.8.3铝锂基复合材料应用539
10.9铝锂合金的应用540
10.10铝锂合金展望550
参考文献552
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| 內容試閱：
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第1章锂资源
1.1锂资源分布
锂是地球上丰度较大的元素之一，在地壳中以质量计约含0.0065%未做说明时，均指质量分数。，居所有元素的第27位，主要存在于锂矿石、盐湖卤水和海水中［1］。目前自然界中含锂矿石达150多种。自然界中锂资源主要富集在盐湖卤水和花岗伟晶岩矿床中，花岗伟晶岩是当前主要的固态锂矿形态，其中主要的锂矿石有锂辉石、锂云母和锂透长石等，而液态锂资源储量更加丰富，主要分布于盐湖卤水、海水、油田卤水和井卤水中，全球卤水中的锂占全部锂资源储量的70%以上。锂资源极为丰富，美国地质调查局发布的锂调查报告显示，全球陆地锂的储量约为990万吨，海水中储锂量约为2600亿吨［2］。世界各国锂的储藏量各有不同，其对世界锂产量的贡献能力取决于提锂技术的发展与应用。矿石提锂成本高、能耗大，但随着盐湖卤水提锂技术的日渐成熟，在其工艺改进方面取得了较大的技术突破，现已成为世界各国提取锂资源的主要手段［3］。2006年统计［4］的全球探明的含锂资源（以Li2O计）储量为882.52万吨，基础储量为2637.75万吨。锂的储量和基础储量较多的国家主要有智利、中国、玻利维亚、美国、巴西、加拿大和澳大利亚等。另外，阿根廷、葡萄牙和俄罗斯等国也有较大的锂储量。据调查分析，世界锂储量如表1.1所示。表1.1世界部分国家锂产量和储量（以Li2O计）（单位：t）
在世界7个国家的19个大型锂矿床中，储量较大的是玻利维亚的乌尤尼盐湖、智利的阿塔卡玛盐湖、阿根廷的翁师雷穆埃尔托湖和中国青海的察尔汗盐湖，这4个矿床的锂资源量（以Li2O计）超过100万吨。在其他国家也有大量的锂资源矿床，这些矿床为人类大量开发和利用锂资源提供了足够的物质保证，因此，世界各国都非常重视锂资源的开发，尤其是在核能大发展的今天，合理与和平利用锂资源就显得非常重要。表1.2列举了世界主要大型锂矿床的数据。表1.3列出了全球锂资源基础储量分布情况。表1.4给出了主要盐湖资源矿床情况。表1.2世界主要大型锂矿床数据
我国的锂矿资源也很丰富，主要分布在青海、西藏、四川、江西、新疆、湖北、河南及湖南等地，其储量见表1.5。产出类型与世界各地一样也是有两种类型:一是花岗伟晶岩和花岗岩型的稀有金属矿床，含锂矿物主要有锂辉石和锂云母等；二是盐湖卤水锂矿床。表1.5我国锂的资源储量和分布地区
花岗伟晶岩和花岗岩型锂矿床主要分布在四川、江西、湖南和新疆等地区，大型矿床有：四川康定甲基卡锂铍矿、四川金川 马尔康可尔因锂铍矿、江西宜春钽铌锂矿、湖南临武香花铺尖峰山锂铌矿、湖南道县湘源正冲锂铷多金属矿、新疆富蕴可可托海锂铍铌钽矿等。在我国四川境内，锂的总储量居全国第三位，锂矿主要分布在康定、金川、石渠三县。这里的锂矿矿石品位很高，一般含氧化锂在12%以上。除了细晶锂辉石，还有相当数量的粗晶锂辉石，矿石品位仅次于加拿大，比扎伊尔（0.6%）和美国（0.69%～0.7%）的矿石品位还要高。我国盐湖锂资源主要分布于青藏高原的盐湖中［5］，这些卤水的类型主要有碳酸盐型、硫酸盐型和卤化物型三种，目前开发的盐湖卤水主要为碳酸盐型和硫酸盐型。碳酸盐型锂资源主要集中于西藏羌塘中部，即冈底斯板块中北部、那曲—狮泉河公路南侧；硫酸盐型锂资源主要分布在柴达木盆地和藏北碳酸盐型锂资源带的北侧；氯化物型盐湖锂资源主要分布在藏北无人区和青海可可西里地区。现已探明的青海柴达木盆地有11个硫酸盐型的盐湖中锂含量可以达到工业生产开发的品位，现已探明的主要盐湖锂资源储量见表1.6［6，7］。青海可可西里的勒斜武担湖（氯化物型）和西金乌兰湖（硫酸盐型）LiCl含量分别为1044.43mgL和614.44mgL，LiCl资源总量分别为35.56万吨和99.92万吨［8］。表1.6柴达木盆地盐湖锂盐储量
我国西藏地区幅员辽阔，盐湖众多，其卤水中含有较大量的Li、B、Rb、Cs等资源。西藏盐湖表层卤水中平均锂离子含量为320.4mgL，中间层卤水中锂离子平均含量达424.4 mgL［9］。西藏地区境内的扎布耶盐湖有较大的卤水锂储量，其卤水中按LiCl计算其储量为82.12万吨，固体Li2CO3为102.22万吨，折合金属锂为32.78万吨，而其他已查明的盐湖卤水锂含量达到工业品位（边界品位）的盐湖为：碳酸盐型盐湖28个、硫酸盐型盐湖47个、氯化物型盐湖5个，总计LiCl的储量在 600万吨以上（折合成金属锂可达100万吨以上）。
1.2含锂矿物简介
锂广泛分布于自然界中，是典型的亲石元素，在自然界中与钠紧密共生，从它在诸多矿物中所起的作用分析，在很多方面并不与钠和钾相似，而是与镁、铝和铁相似。所有含锂矿物（除锂云母类外）的共同特点几乎都是在热液和地面风化的条件下容易蚀变，即在自然环境下容易风化而变得疏松。蚀变使锂从矿物中析出。在很多岩石、土壤、盐水、海水和动植物机体中都发现了锂的存在。在自然界中，锂仅以化合物的形式存在，主要富集于酸性火成岩及沉积岩中，至今还未发现有天然存在的金属态锂。在所有含锂的矿物中，锂主要以硅酸盐和磷酸盐形式存在，在其他盐类矿物中含量较少。表1.7列出了锂矿石的分类情况。表1.7锂矿石的分类
类亚类矿物名称化学式Li2O含量%硅酸盐具有连续链状四面体的硅酸盐锂辉石
含水铝硅酸盐LiAl［Si2O6］
LiAl［Si2O6］ ？H2O8.1
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