Cu-Ni-NiO-NiFe-,2-O-,4-金屬陶瓷在冰晶石-氧化鋁熔體中的電解腐蝕行為研究.pdf

1、惰性陽極技術(shù)可降低電解鋁生產(chǎn)成本，節(jié)能增產(chǎn)，且環(huán)境友好，它的研發(fā)和應(yīng)用將帶來傳統(tǒng)鋁電解工業(yè)的技術(shù)革命；然而該技術(shù)至今未取得成功，其問題主要集中在材料物理性能和耐氟化鹽熔體腐蝕性能兩方面。本文在973計劃和863計劃的資助下，以開發(fā)鋁電解用惰性陽極為目標(biāo)，選取Cu-Ni-NiO-NiFe<,2>O<,4>金屬陶瓷為對象，從陶瓷相和金屬相兩方面開展研究。在采用“冷壓-燒結(jié)”工藝制備出合格樣品的基礎(chǔ)上，運用SEM，XRD，金相顯微鏡，AAS，

2、XRF，高溫電阻率測試儀和模擬電解試驗等手段，研究了陶瓷相中NiO的含量，金屬相種類(分別為Ni、Cu和Cu-Ni混合粉)對金屬陶瓷惰性陽極的耐腐蝕性能、致密度及電導(dǎo)率的影響，并初探了其腐蝕行為及導(dǎo)電機制。獲得主要結(jié)果如下： 1)陶瓷相中NiO含量的提高不利于NiFe<,2>O<,4>-NiO陶瓷的燒結(jié)致密化；但加入5 wt％Ni作為金屬相，在受控氣氛下燒結(jié)可明顯提高試樣的致密度和導(dǎo)電率，其中1350℃下燒結(jié)2小時的5Ni-9.

3、5NiO-NiFe<,2>O<,4>金屬陶瓷表觀密度為5.57g-cm<'-3>，相對密度高達98.11％；1000℃下電導(dǎo)率為39.61 S·cm<'-1>。 2)提高5Ni-xNiO-NiFe<,2>O<,4>金屬陶瓷的NiO含量，可將其在Na<,3>AlF<,6>-Al<,2>O<,3.熔體中的電解腐蝕過程中電解質(zhì)中Fe的含量從0.01857 wt％降至0.006836 wt％～0.009574 wt％，但對Ni的含量影

4、響不大。綜合考慮燒結(jié)性能和耐腐蝕性，確定陶瓷相中NiO的最佳含量為10 wt％。 3)金屬相分別為Cu，Ni，和85Cu-15Ni混合粉的金屬陶瓷的致密度相差不大；但金屬相為Cu的金屬陶瓷高溫導(dǎo)電性最好，960℃下達到81.17 S·cm<'-1>。目前所進行的有限的極化及非極化腐蝕實驗還未能有效區(qū)分它們耐腐性能的優(yōu)劣，這主要由于高溫熔鹽腐蝕實驗的難度與復(fù)雜性導(dǎo)致所獲數(shù)據(jù)的較大誤差所致，尚需大量實驗研究。 4)金屬陶