铝电解金属阳极上的气泡析出行为

利用双室透明石英电解槽研究了铝电解金属阳极上气泡的析出行为.实验发现,在低电流密度下,电解开始的一段时间内,新生的氧用于氧化金属阳极表面以形成氧化物膜,此时阳极室没有氧气析出,而阴极室有铝雾扩散; 当形成足够厚的氧化膜后,阳极的氧化速度减慢,阳极表面才析出氧气.在高电流密度下,由于单位时间内在阳极上产生的氧量高于用于氧化金属阳极表面所需的氧量,电解一开始阳极上就有氧气析出.对低电流密度下气泡的生长过程观察发现,气泡先在阳极表面长大,再汇聚成一个或几个大气泡从阳极底部析出,析出前的气泡平均直径随电流密度的增加而减小.     

新型导氯阳极电解槽的试验结果

在1968～1972年间,有数家镁厂在试验槽上进行了导氯阳极的生产性试验,所试验的导氯阳极结构是多种多样的(试验槽的电流强度6～100千安)。但大致可分成导氯通道是由人工特殊加工成的、分布在阳极体内的导氯阳极和导氯通道是分布在阳极表面的、能直接加工成或将石墨条进行适当装配而成的两大类。本文所研究导氯阳极属前一种(图1)其结构比     

η相在Al-Zn-In-Mg-Ti牺牲阳极合金中的活化作用

采用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射、电化学性能测试等方法,研究了Al-5Zn-0.02In-1Mg-0.05Ti牺牲阳极合金中析出相的腐蚀行为。结果表明,该合金主要含η-MgZn2析出相。η析出相相对α-Al基体呈阳极相,在3.5%的NaCl溶液中与α-Al基体组成微腐蚀电池,引起析出相自身溶解。溶解的Zn2+沉积在蚀坑周围,增加这些位置氧化膜的缺陷,促使氧化膜脱落。该牺牲阳极合金的溶解是以η析出相为活化中心,由此向外扩展,引发合金全面溶解。     

镁电解中的阳极效应(IV)——阳极效应的数学模型

一、序言前面讨论了电解温度、电解质组成、杂质(MgO、SO_4~(2-)、B_2O_3、H_2O)对临界电流密度的影响,以及氯气析出的界面过程与氯气析出的机理。试验结果表明,在恒电流的情况下,当阳极效应来,临时,氯气吸附在电极表面(即氯原子吸附在电极表面的炭原子上)改     

析出相对铝基牺牲阳极组织及电化学性能的影响

基于化学成分调控制备了两种不同的Al-Zn-In系阳极。在表征了析出相成分、分布的基础上,研究了析出相对阳极电化学性能的影响。采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)表征析出相、腐蚀形貌及腐蚀产物。在污水储罐水质环境中进行了电化学性能测试,温度为室温(20℃)。结果表明:Al-Zn-In-Mg-Ti的第二相为富In相,呈细小颗粒状分布,Al-Zn-In-Mg-Sn的第二相为InSn2相,呈球状分布;在两种阳极的晶界处都形成了Al4Fe第二相,呈层片状分布。Al-ZnIn-Mg-Ti、Al-Zn-In-Mg-Sn的电流效率分别为65%、74%。宏观上均为典型的局部腐蚀形貌,微观上均发生了以析出相溶解为主的晶间腐蚀。Al-Zn-In-Mg-Ti点蚀严重,有径向腐蚀发展趋势,以富In相的优先溶解机理为主;Al-Zn-In-Mg-Sn较均匀,纵向腐蚀较为明显,以InSn2相的溶解-再沉积机理为主。     

析氯析氧组合涂层钛阳极的研究

采用溶胶-凝胶法,制各具有三明治结构的钛阳极,即在钛基材上先被覆Ti70%-Ru30%(摩尔分数,下同)氧化物底层,然后被覆Ir70%-Ta30%中间层,最后被覆Ti70%-Ru30%氧化物表层.通过XRD、电极电位、极化曲线、循环伏安、强化电解寿命等试验方法研究具有三明治结构的钛阳极的物理性能和电化学性能.结果表明,三明治结构阳极涂层主要组成物相为(Ti,Ru)O2金红石相固溶体、IrO2金红石相和非晶态的氧化钽,三明治结构的钛阳极具有优越的析氯和析氧的电催化活性,在析氯和析氧环境中能更好地保持电位稳定性,在高电流密度和高酸度下,有更强的耐蚀性,是较好的析氯析氧合一的钛阳极.     

IrO2对Ti基阳极电化学性能的影响

根据阳极在各行业中应用的要求，从贵金属（铂、铑、铱、钌等）中筛选了铱和钌，在钛基体上进行涂覆，然后，在不同温度下烧结制备成RuO2-IrO2-TiO2/Ti阳极，并对涂层阳极的强化寿命和析氯开路电位进行了测试，采用扫描电镜（SEM）对涂层结构进行了观测分析，结果表明，RuO2-IrO2-TiO2/Ti钛基涂层阳极的最佳烧结温度为450℃，IrO2含量的最佳值为30％（摩尔百分比）。     

固溶处理对Al-Zn-In阳极元素分布和电化学性能的影响

对Al-2Zn-0.03In阳极分别进行"510℃×10h+空气冷却"和"510℃×10h+水冷却"处理,采用电子探针(EPMA)和能谱分析,考察了主要析出相形貌和成分的变化,测定了铝阳极的基本电化学性能。结果表明:固溶处理使铝阳极晶内和晶界析出物中的Zn含量降低而Fe、Si被保留,Al-Zn金属间化合物数量减少,晶界析出物发生断裂、球化现象。基体中Zn的增加和晶界Al-Zn化合物数量减少削弱了铝阳极析氢腐蚀和晶间腐蚀,使铝合金阳极电流效率提高。     

铝电解工艺对阳极气泡析出行为的影响

铝电解阳极气泡行为对电解过程和技术经济指标均有直接影响。本研究采用槽电压采集及其频谱分析法,研究了阳极电流密度、过热度和氧化铝浓度对气泡析出行为的影响,并提出通过添加气泡促排添加剂,以改善气泡的析出行为。结果表明:随着阳极电流密度、过热度和氧化铝浓度的增加,槽电压波动幅度降低,气泡在阳极底掌下的覆盖面积减少。当阳极电流密度从0.4A/cm~2增加到1.0A/cm2时,槽电压波动幅度从80m V降低到10m V,气泡释放频率从0.055Hz向更高频率区域内移动。过热度从5℃升高到25℃时,槽电压波动幅度从40m V降低到20m V。当向电解质中加入10%的添加剂时,槽电压波动幅度显著降低,明显改变了气泡析出行为。     

时效时间对Al-Zn-In-Mg-Ti牺牲阳极电化学性能的影响

通过比较时效不同时间的Al-5Zn-0.03In-1Mg-0.05Ti-0.1Si阳极合金的析出相、开路电位、电流效率、腐蚀形貌及电化学阻抗谱等,研究了时效时间对该阳极微观组织和电化学性能的影响。结果表明:该合金中的主要析出相为Mg Zn2相,随时效时间的增加析出相迅速长大且密度逐渐降低。时效30 min试样的电化学性能最好,开路电位约-1.0793 V(SCE),电流效率为94.5%,试样表面腐蚀坑深度很浅、腐蚀形貌非常均匀。随着时效时间延长,合金的开路电位逐渐负移,但电流效率却逐渐降低且腐蚀形貌逐渐恶化。析出相对铝基牺牲阳极的电化学性能影响较大,长时间时效不利于改善铝合金阳极的综合电化学性能。     

镁电解阳极氯气浓度连续测定装置

用一种灵敏而准确的装置自动、连续测定镁电解阳极氯气的浓度和及时监测生产状况,是我国镁工业当前急待解决的课题。根据三氯化铝生产中尾氯测定的方法,我们研制了镁电解阳极氯气浓度连续测定装置。本装置可直接安装在镁电解阳极氯气氯压机出口管道上,随时通过仪表指示出电解氯浓度。经一年多的现场使用结果表明:本测定装置灵敏度高,测量范围大(20～80％),误差较小(一般小于3％),且成本低、维护方便。     

RuTiSnMn/Ti阳极的电化学性能

热分解制备了RuTiSnMn／Ti阳极，在4mA／cm^2的电流密度下进行了恒电流试验。通过循环伏安法和交流阻抗谱研究了阳极在35g／LNaCl溶液、20g／LNaOH溶液和模拟孔隙液中的电化学行为．利用EsEM对阳极失效前后的微观形貌进行了观察,结果表明：阳极具有优良的耐析氯、氧反应能力；钛基体逐渐形成TiO2的钝化膜使阳极的氧化物膜电阻增大，活性组元的消耗使法拉第电荷传递电阻增加，这两者最终导致阳极失效。     

海水电解用金属氧化物阳极的失活机理

海水电解制氯用钛基金属氧化物阳极的等效电路可用LR5（QdlRct）（QfRf）来描述，上反映了阳极涂层复杂的微观结构，（QdlRct）对应电极／溶液体系的电化学特征，（QfRf）反映了涂层内表面／钛基体之间的物理阻抗。在阳极失效前后，Qdl和Rct没有发生突变，而Qf和Rf发生了突变，EIS谱图上发生明显的变化。SEM和EPMA分析表明，失活后表面还有一定的活性组分存在。阳极失活的主要原因是在钛基体和涂层之间形成了不导电的TiO2层，而阳极活性组分的电化学溶解和涂层的机械脱落不是阳极失活的主要原因，但对生成不导电TiO2有促进作用。     

船用设备牺牲阳极的失效原因

某船用高纯锌牺牲阳极,未起到对传热管的保护作用。采用宏观测试、组织分析及电化学性能测试等方法对牺牲阳极的失效原因进行了分析。结果表明:牺牲阳极表面有1~2mm厚的非金属沉积物,主要为碱式氯化锌,沉积物造成了牺牲阳极表面绝缘;牺牲阳极组织中有大量富铁的析出相,与高纯锌标准严重不符;牺牲阳极在短时间运行后,发生自腐蚀,表面有附着物快速生成;阳极中铁、铜及铅等有害元素严重超标,形成了有害的第二相,使得牺牲阳极易产生自腐蚀,导致表面沉积物的形成。     

NaCl浓度对金属氧化物阳极电化学性能与失效影响研究

采用热分解法在钛基体上制备钌铱锡金属氧化物阳极。通过循环伏安测试、电流效率测试、极化曲线测试以及析氯电位测试等电化学测试手段,考察盐浓度对钌铱锡金属氧化物阳极电化学性能的影响;采用强化电解寿命测试考察盐浓度对金属氧化物阳极寿命的影响规律;通过电镜与能谱测试,分析盐浓度对失效行为影响。实验结果表明,NaCl的浓度升高时,钌铱锡金属氧化物强化电解寿命长,析氯阻力变小,析氯电位减小,钌铱锡金属氧化物阳极的选择性大。另外,随着NaCl浓度的升高,钌铱锡金属氧化物阳极的电流效率会随之增大。     

Ti基IrO2＋Ta2O5涂层阳极的析氧电催化活性

通过极化曲线与电化学阻抗谱测试研究了Ti基IrO2 Ta2O5阳极的析氧电催化活性,结果表明,IrO2含量为70％（摩尔分数）时,混合氧化物阳极表面具有具有最高的析氧活性,这缘于该成分含量阳极中活性组元IrO2的真实表面度达到最大;而且,由于表面析出晶粒的最细化,在析氧电位下受析出氧氧的冲击,该成分阳极表面的活性点数目得到最大程度的提高,由此提出决定氧化物阳析氧电催化活性的热力学及动力学判据。     

铝电解中二氧化锡基（氢气）气体阳极

开发一种在低温电解质（850℃）铝电解中应用的新型二氧化锡基气体阳极以降低铝电解能耗和二氧化碳排放。在此种气体阳极中,氢气通入阳极后参与阳极反应,分别用石墨和铝作阴极和参比电极。采用循环伏安法研究此体系中铂和二氧化锡基电极上氧离子的电化学行为,并确定氧气的析出电势。然后,采用气体电极进行恒电流电解实验,相对于未通入气体和通入氩气,通入氢气后阳极出现明显的去极化现象（阳极电势约下降0.8 V）。实验结果表明,氢气已参与阳极三相界面（气体-电解质-电极）反应,为还原性气体阳极在铝电解上的应用提供了可行性。     

含RE铝阳极中析出相的电化学行为研究

用电子探针和能谱分析技术，观察了Al-5Zn-0．05In-0．1Sn-1Mg-0．3RE阳极中主要析出相的成分，并熔炼了析出相合金．电位测量和腐蚀后铝阳极表面的电子探针面扫描分析表明：富Sn相为阳极相，富Fe相、富RE相为阴极相；Fe相是铝阳极自腐蚀微电池中的主要阴极相，温度对析出相的电化学行为有影响．     

氟、氯对Pb-Ag阳极氧化膜层和腐蚀行为的影响

对比研究锌电积电解液中氟、氯对Pb-Ag阳极恒流极化(500 A/cm~2)72 h后氧化膜层表面形貌、内部结构、物相组成和基底腐蚀的影响。结果表明:氟、氯抑制PbO_2的生长,提高膜层中PbOn、PbO·PbSO_4的含量。在含氟溶液中,氧化膜层表面呈鳞片状,内部孔洞、空隙增多,致密度降低;基底出现腐蚀孔洞,随着氟浓度增大,腐蚀孔洞增多、孔径增大、腐蚀深度变大。在含氯溶液中,氧化膜层表面呈胶结状,致密度与无氯电解液中的相当,但紧密层厚度明显减小;基底出现腐蚀坑,腐蚀深度小于含氟溶液中的。此外,分析了氟、氯对Pb-Ag阳极腐蚀行为的影响机制。氟主要通过降低氧化膜层致密度加剧Pb-Ag阳极的腐蚀,而氯主要通过减小氧化膜层厚度加剧阳极的腐蚀。     

6063阳极氧化铝合金在热处理过程中的电化学性能分析

分别对6063阳极氧化铝合金实行退火和固溶热处理,分析研究了不同热处理方式对合金的组织及电化学性能的影响。结果表明,退火处理可以使析出相均匀,并且增加析出相数量,降低耐蚀性,放电曲线平稳;固溶处理能够减少阳极合金中析出相数量,增强合金的耐蚀性,电流放电电位减小,且放电更加平稳。通过对比得出,阳极合金材料经过固溶处理会得到更加优越的电化学性能。