电解法生产铝钛合金，有关学者已经做了大量的研究工作，现已投入到工业化生产，但生产中存在几个物理化学问题。本文对存在的问题进行了研究，对电解法生产铝钛合金的可行性进行了论证，在实验室条件下，通过对电解质温度的测定和钛在冰晶石熔体中不同电极上的还原机理进行研究，弄清了钛离子的还原过程，为工业生产铝钛合金提供了理论依据。具体如下： 1．电解质温度、初晶温度及过热度的测定 采用升温曲线法对电解质初晶温度进行测定并与传统降温曲线法进行对比。测量结果准确可靠，误差较小，而且设备工艺简单，操作方法易行，为电解质初晶温度的在线检测提供理论依据。 2．冰晶石溶体中钛在石墨电极上还原过程。 本实验中主要采用循环伏安法、计时电流法和计时电位法的实验原理，对实验得出的循环伏安曲线、计时电流和计时电位曲线进行分析，研究结果表明：高价的钛离子在石墨阴极表面的还原反应，是分两步进行的，即Ti⁴⁺先被还原为Ti²⁺，Ti²⁺再被还原成Ti原子，且反应受浓差控制，反应过程可逆。这种高价的钛离子在阴极表面不被彻底还原成原子，而只变成低价离子，低价离子有可能随电解质运动进入阳极区或电解质表面，重新被氧化成高价离子，这种能量的空耗也会使电流效率下降。显然，电解质中TiO₂含量越高，对电流效率的影响就越大。 3．冰晶石溶体中钛在铝阴极上的电化学还原 采用循环伏安法和计时电流法，在设定电位范围内进行电位扫描，测定循环伏安曲线和计时电流曲线，经分析认为：在冰晶石电解质的铝阴极上钛的还原过程是四电子一步进行的，电解质中没有以中间价态存在的钛离子。所形成的钛单质最后可能溶解于电解质中，也可能和铝生成TiAl₃，而不会由于钛的加入使得电解质中离子出现循环反应，造成电流效率的降低。说明了工业上以液态铝为阴极生产铝钛合金是切实可行的，生产中不会由于钛的加入引起电流效率的下降。 4．冰晶石溶体中钛与硼在石墨电极上共析的电化学过程研究 本文采用循环伏安法研究了冰晶石体系中，以不同的形式加入的硼离子电化学反应机理及阴极过程控制步骤。为探索在铝电解槽中直接电解含钛、硼的铝合