钾冰晶的制备与应用研究
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摘 要 随着社会经济的不断发展与进步，科学技术的不断改革创新，工业化发展得到了质的飞跃。越来越多人开始高度关注和重视钾冰晶石制备，它作为一种良好的钎焊剂，被广泛运用在铝与铝合金的钎焊上。钾冰晶石作为砂轮中至关重要的添加剂，直接关系到砂轮的质量。虽然当前的钾冰晶石市场规模较小，但是未来发展前景还是很可观的，具备了很大的应用潜力，本文将进一步对钾冰晶的制备与应用展开分析和探讨。
关键词 钾冰晶；制备工艺；应用前景
中图分类号 O6 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2015）150-0136-01
当前是一个经济全球化的时代，工业工艺的发展要与时俱进，跟上时代前进的脚步。钾冰晶石作为重要的化工产品，被广泛运用在铝制行业、陶瓷以及玻璃工业中。铝与铝合金的钎焊离不开钾冰晶石这种良好的钎焊剂。只要合理的将钾冰晶石作为电解溶剂，能有效的在低温下电解产生铝制品，同时制铝的电量消耗会下降50%左右[1]，未来钾冰晶石的发展前景势必会越来
越好。
1 钾冰晶石的化学成分
社会工业企业要严格按照客户的需求生产相对应分子比的钾冰晶石产品，钾冰晶石供应粒度一般处在-100目至-200目的范围内。在生产过程中，如果用户要求的钾冰晶石是为了生产铝-钛-硼晶粒细化剂丝的四氟氯酸钾，那么制备人员就必须合理控制制备钾冰晶石的化学成分，一般情况下其成分为：25～33K，45～33F，15～20AL，其中Fe成分大于等于0.15，水的含量要大于或等于1.5。供应粒度有1mm的，也有10mm的，或230以及40目的[2]。
2 钾冰晶石的制备
钾冰晶石的制备获得手段主要可以分为两类，一类是通过化工工艺技术去制备而得，另一类则是在生产某些产品过程中得到的。通常情况下，制作钾冰晶石的制备工艺包括了合成法和混合法，它们被制作人员广泛的应用在制备钾冰晶石过程中。而钾冰晶石的制备也可以通过在生产AI-Ti-B中间合金得到。AI-Ti-B中间合金作为铝合金的晶粒细化剂，在生产铝材过程中必须应用到此种添加剂，从而有效的细化合金组织与晶粒，使铝材料的性能得到进一步的提升。
2.2 一般制备工艺
2.2.1 混研法
在制备钾冰晶石过程中，如果制备人员采用的是混研法，就必须合理将各种化学原料进行比例的配料，其中制备中涉及到的化学原料包括了以下几种：KF与AlF3或K3AlF6与AlF3或K3AlF4与KF，或K3AlF6与KAlF4[3]。然后制备人员再运用各种方法对其进行混合，最后研磨制作出来。与此同时，在有些工业工艺中为了不断提高钎焊剂的性能，会采取以上的化学原料为基础成分，再适当的融入一些氟化物。
KF与AlF3混合配制主要采用的方法包括了干湿研法、湿混研法以及融研法；在混合配制K3AlF4与KF的过程中，工作人员通常采用的无水粉末混研法。制备人员在混合配制80%至99.8%的K3AlF6与AlF3时，它的配料比例为27%至33%的AlF3以及60%至70%的K3AlF6，同时工作人员也可以按照此配料比例，适当加入一些氟化物，也可以制得钾冰晶石。K3AlF6通过按照共晶的比例混合，比如80% 的KAlF4和20%的K3AlF6。
2.1.2合成法
在制备钾冰晶石过程中，采用混研法存在着一定的不足之处。例如，制作原料的成本较高且不易制取，在最终制备的产品中通常包含了游离的KF，这种情况直接导致了焊件容易受到腐蚀。另一种制备工艺融研法虽然不存在这些不足之处，然而它的制备过程比较发展繁琐，需要消耗更多的能源。因此，为了有效解决这些问题，人们成功开发研制出了混合成法，制备人员通过采用Al（OH）3、KCl、HF、K2CO3、KOH以及KBr 等化学原料，从而产生了一系列诸如碳酸钾法、偏铝酸钾法、钾化物法以及氟化钾法等制备工艺。
2.2生产AI-Ti-B中间合金的副产物
工作人员在生产AI-Ti-B中间合金过程中，能有效得到一定量的钾冰晶石。例如工作人员每生产1吨的Al-5B-1Ti中间合金，就能相对应的产出钾冰晶石的0.4吨。虽然产出的不是纯钾冰晶石，其中多多少少含有了一定量的K3AlF6。工作人员在生产Al-5Ti-1B中间合金-晶粒细化剂时，每生产1吨铝就必须采用0.14吨KBF4以及0.28吨K2TiF6。用此种制备工艺获得的钾冰晶石物化功能完全达到了QB/DFD4294-2003的各项标准要求，因为它作为一种副产品，更加具备了成本价格上的优势，受到了更多商业企业的亲睐。
3 钾冰晶石的应用
3.1 钎剂
3.1.1 铝工件钎焊连接钎剂
众所周知，铝合金的密度偏小，具备了较强的导电性和导热性。同时在我国铝的储备资源较为丰富，铝制品的可回收率高、容易成形、不易于被腐蚀，受到了各个领域的广泛运用，是仅次于第一金属材料钢铁的另一大材料。在我国的交通行业中，铝材料被普遍的用在交通运输设备的制作上，它能有效降低污染物的产生，减少国家能源的消耗，促进社会和谐稳定的发展。
随着人们生活水平的不断提高，社会企业的不断发展，空调系统与人们的生活早已密不可分，空调系统的热交换器大部分都属于铝制钎焊件，要想保证钎焊件良好的性能，工作人员就必须消除掉铝制钎焊件上的氧化铝膜，这样才能有效促进钎件顺利的钎接，保证其钎接的牢固性，使空调系统的运行安全得到有力的保障。由于氯化物钎剂的活性良好，能有效提高钎料的流动性，使用资金成本较低，因此被广泛的运用在各个领域当中。
3.1.2 钾冰晶石在Nocolok钎焊法中的应用
伴随着国民经济的不断发展，我国的运输行业、军事行业以及航天行业的发展迅速，在这几个行业中需要运用的铝合金部件以及钎焊铝逐渐的增多。在日常生活中，我们常见的散热器大都是采用铝合金复合材料钎焊的，其中各类的蒸发器、散热器以及冷凝器都已经采用铝合金进行制造。
3.2 冰晶石在砂轮中的应用
冰晶石作为砂轮生产过程中必不可缺的关键材料，直接关系到砂轮的质量和性能。它的主要作用包括了以下几个方面：一是能有效提高结合剂的粘合力，砂轮中的磨料需要依赖于结合剂的粘结，而普遍应用的结合剂通常为树脂；二是能不断降低砂轮磨削表层的温度及氧化程度，由于冰晶石具备较低的熔点，通过磨削热的作用下发生了熔化现象，从而进一步吸收了磨削热，提高砂轮磨粒的脱落效率，有效避免砂轮出现堵塞现象。
4 结论
综上所述，钾冰晶的制备和应用在社会经济增长上发挥了一定的作用，它的用途多样化，制备工艺选择性较多，虽然或多或少都会消耗掉一些能源，造成环境的污染，但是随着科学技术的不断研发创新，往后钾冰晶石的制备发展会朝着环保循环利用的方向不断发展。
参考文献
[1]丁海洋，卢世刚，阚素荣，等.钾冰晶石低温休系中铝电解用Cu-Al合金惰性阳极的研究.万方数据.
[2]刘东任，杨占红，李旺兴，等.钾冰晶石低温电解质研究现状[J].轻金属，2009（10）：18-21.
[3]蔡志红，贺军四，杨占红，等.中温氟铝酸盐铝钎剂的研究现状和发展趋势[J].焊接技术，2009，38（1）：3-5.
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