稀土氧化物摻雜17Ni-(NiFe2O4-10NiO)金屬陶瓷的制備及耐腐蝕性研究.pdf

1、鋁電解用惰性陽極因其節(jié)能環(huán)保、生產(chǎn)效率高、生產(chǎn)成本低，且使用壽命長，而成為世界鋁業(yè)界的研究重點及熱點。然而在鋁冶煉工業(yè)中惰性陽極技術(shù)尚不夠成熟，仍未能得到工業(yè)應(yīng)用，主要問題是材料的致密度及耐腐蝕性能等方面還達(dá)不到要求。本文在科技部國際合作專項（2010DFA52130）的資助下，選取17Ni/(NiFe2O4-10NiO)金屬陶瓷為研究對象，通過摻雜合適的稀土氧化物制備出符合使用條件的惰性陽極材料。系統(tǒng)研究了Y2O3、La2O3摻雜及雙

2、施主摻雜對金屬陶瓷的燒結(jié)致密化、抗高溫氧化性能及耐熱腐蝕性能的影響，并對其作用機理進行了初步探討。
　　首先，以NiO、Fe2O3為原料，利用差熱分析（DSC）、X射線衍射分析（XRD）及掃描電鏡（SEM）等測試及檢測手段，確定了(NiFe2O4-10NiO)陶瓷粉體的最佳合成工藝為：燒結(jié)溫度1200℃，保溫6h。
　　然后，以(NiFe2O4-10NiO)為陶瓷基體，通過不同含量的Y2O3、La2O3單獨摻雜及雙施主摻雜，

3、制備出17Ni/(NiFe2O4-10NiO)金屬陶瓷，研究了燒結(jié)氣氛、燒結(jié)溫度、燒結(jié)時間及Y2O3、La2O3摻雜對金屬陶瓷的燒結(jié)致密化影響。最佳燒結(jié)工藝為：燒結(jié)氣氛升溫段真空氣氛，保溫及降溫段N2氣保護；燒結(jié)溫度1250℃；燒結(jié)時間2h。其中，單獨摻雜Y2O3、La2O3分別為0.5wt％、1.0wt%的試樣致密度最高，均在97%以上；Y2O3、La2O3雙施主摻雜的試樣致密度均比相同含量的單獨摻雜Y2O3、La2O3試樣致密度高。

4、
　　最后，研究了Y2O3、La2O3稀土氧化物摻雜對材料抗高溫氧化性能及耐熱腐蝕性能的影響，并利用XRD及SEM等檢測分析手段，深入分析及探討了其作用機理。對于單獨摻雜稀土氧化物的金屬陶瓷，Y2O3、La2O3含量分別為0.5wt%時，其高溫氧化速率最低，材料抗高溫氧化性能最好；而對于Y2O3、La2O3雙施主摻雜的金屬陶瓷，Y2O3與La2O3比值為1:3的試樣抗高溫氧化性能較之Y2O3與La2O3比值為3:1的好。稀土氧化物