鋁電解惰性陽極的制備方法與性能研究.pdf

1、本文以開發(fā)鋁電解惰性陽極為目標(biāo)，針對氧化物陶瓷良好的耐腐蝕性能和金屬合金優(yōu)異的導(dǎo)電性能和機(jī)械性能，用粉末冶金的方法制備出以NiFe<,2>O<,4>陶瓷相為基體，添加以Cu、Ni作為導(dǎo)電組元的金屬陶瓷惰性電極材料。用SEM和XRD等方法研究了不同鍛燒氣氛對NiFe<,2>O<,4>陶瓷合成條件的影響；在此基礎(chǔ)上分析了金屬陶瓷在燒結(jié)過程中氧化物陶瓷的離解和金屬相被氧化的問題；探討了燒結(jié)溫度、燒結(jié)時間、成份與含量等工藝條件對NiFe<,2>

2、O<,4>基金屬陶瓷的致密度和導(dǎo)電率等性能的影響；研究了NiFe<,2>O<,4>基金屬陶瓷的導(dǎo)電機(jī)理。獲得的主要結(jié)果如下： 1)制備NiFe<,2>O<,4>陶瓷合適的合成條件為：在空氣氣氛中，以Fe<,2>O<,3>和NiO為原料，采用固相燒結(jié)在1150℃下鍛燒6小時即可得到NiFe<,2>O<,4>陶瓷粉體： 2)燒結(jié)氣氛對金屬陶瓷的燒結(jié)有很大的影響。在弱氧化燒結(jié)氣氛下，即將氧分壓保持在金屬相(Cu，Ni)的氧化反

3、應(yīng)平衡氧分壓和陶瓷相(NiFe<,2>O<,4>)的離解反應(yīng)平衡氧分壓之間，可以解決燒結(jié)過程中金屬相被氧化和陶瓷相離解的問題；提高燒結(jié)溫度有利于提高金屬陶瓷惰性陽極材料的致密度和導(dǎo)電率，但燒結(jié)溫度過高會造成金屬相的溢出和試樣變形。 3)金屬Ni是一種良好的助燒劑，它不僅與NiFe<,2>O<,4>的燒結(jié)性能良好，而且能有效改善Cu與NiFe<,2>O<,4>的潤濕性，提高燒結(jié)溫度； 4)NiFe<,2>O<,4>基金屬陶

4、瓷在高溫下呈現(xiàn)半導(dǎo)體電導(dǎo)的性質(zhì)；在金屬含量不大于20％時，其高溫導(dǎo)電性能主要是由陶瓷相導(dǎo)電性能和金屬相含量及其分布狀況決定； 5)Ni-NiFe<,2>O<,4>金屬陶瓷較Cu-NiFe<,2>O<,4>和Cu-Ni-NiFe<,2>O<,4>金屬陶瓷在相同溫度下更易實現(xiàn)材料的致密化：金屬相含量越高，材料的導(dǎo)電性能越好；Cu-Ni-NiFe<,2>O<,4>金屬陶瓷的高溫導(dǎo)電性能比文獻(xiàn)中純NiFe<,2>O<,4>陶瓷高出1～2