铝电解惰性阳极专利技术分析

惰性阳极由于存在许多优点,一直是铝电解领域关注的热点。本文对涉及铝电解用惰性阳极的国内外专利文献进行收集并分析。详细分析了合金惰性阳极材料、金属陶瓷惰性阳极材料以及金属基体加氧化物膜层复合电极材料的发展及其特点。     

电解铝用阳极材料的研究进展

介绍了国内外铝电解惰性阳极方面较有影响的研究工作,探讨了金属氧化物陶瓷惰性阳极、金属合金惰性阳极和金属陶瓷惰性阳极选材问题,并对惰性阳极在研究和应用中出现的一些问题进行了分析,阐述了惰性阳极将会取代碳素阳极。     

NiFe2O4基金属陶瓷的研制

采用传统粉末冶金技术冷压烧结法制备了Cu-NiFe2O4金属陶瓷板状惰性阳极。采用DTA-TG分析和XRD等方法研究了惰性阳极制备工艺、物相组成。采用电镜等方法研究了镍铁尖晶石材料结构及性能的关系。并测定了该材料的电导率,结果证明,Cu-NiFe2O4金属陶瓷呈现出半导体导电性质,在960℃时,电导率超过了40Ω-1·cm-1。     

铝电解惰性阳极材料选择的研究进展

论述了传统碳素阳极的缺点及使用惰性阳极的意义,提出了惰性阳极材料应符合的要求,重点阐述了国内外对金属氧化物陶瓷阳极、金属陶瓷阳极、金属阳极的研究成果并总结了以上三类惰性阳极有待进一步解决的主要问题。     

铝电解用梯度网状惰性Ag/NiFe_2O_4阳极的制备及性能

为了提高铝电解用金属陶瓷惰性阳极材料的综合性能,制备了圆柱形梯度网状结构的Ag/NiFe2O4阳极材料。采用叠层法实现梯度结构,从芯部到外部金属Ag含量依次减少,最外层为纯陶瓷NiFe2O4;采用原料粒度级配实现金属陶瓷层中金属相的网状分布。结果发现:对于一定规格的样品,通过设计合适的层数、各层的成分和粒度级配可成功制得梯度网状结构的阳极。对芯部含30%(质量分数)Ag的样品进行导电性、抗腐蚀性的测试发现,梯度网状结构阳极的导电性优于含等量金属Ag的均匀结构阳极。阳极最外层为纯陶瓷,表现出很好的抗腐蚀性。梯度网状结构将梯度结构的优点和网状结构的优点相结合,能够有效提高阳极材料的综合性能。     

Y2O3掺杂对17Ni/(NiFe2O4-10NiO)金属陶瓷高温氧化性能的影响

氩气气氛保护下采用气压烧结技术制备掺杂Y2O3的17Ni/(NiFe2O4-10NiO)金属陶瓷惰性阳极,在电解温度(960℃)下,对材料进行抗高温氧化性能研究.采用SEM分析材料及氧化产物的各物相分布情况、氧化形貌,并利用XRD进行成分分析.结果表明,金属陶瓷阳极的氧化动力曲线均大致符合抛物线规律;掺杂适量的Y2 O3对金属相的分散有一定作用,并能有效抑制烧结试样及氧化物的孔洞生成,从而显著改善该金属陶瓷的抗高温氧化性能,其中,当Y2 O3掺杂量为0.5％时,材料抗高温氧化性能最好,30 h后单位面积氧化增重量仅为10.6591 mg/cm2.     

Cu-NiFe_2O_4金属陶瓷的制备及性能研究

以Cu、NiO、Ni2O3和Fe2O3为原料,采用传统粉末冶金技术,冷压烧结法制备了Cu-NiFe2O4金属陶瓷惰性阳极.对制备工艺中的原料准备,压制成型,烧结过程进行了讨论.并对其导电特性及力学性能进行了研究.结果表明,金属陶瓷材料依然为陶瓷导电性所制约.     

Al2O3-M金属陶瓷惰性阳极及铝电解实验

所研制的惰性阳极成分为Al2O3+Y2O3+CeO2+(Fe-Ni+Y)。其中Al2O3和稀土氧化物微米粉经高能球磨细化到50~300 nm的纳米/准纳米级,再与-125μm的Fe-Ni-Y金属粉末混合,进行普通球磨,产出的混合粉经机械压制或冷等静压成型,烧结成为惰性阳极。该惰性阳极在常规冰晶石-氧化铝电解质中接受30h的铝电解实验考察,用电子探针和X射线衍射仪(XRD)对阳极横断面进行结构分析和元素微区分布分析,结果表明:阳极的电阻小于0.5Ω,推算所得的阳极腐蚀速率为14mm/a,电解出的原铝达到Al 99.00标准(GB/T1196—2002)。实验还发现,与微米氧化物金属陶瓷阳极相比,这类纳米/准纳米氧化物金属陶瓷惰性阳极有更佳的可成型性、烧结性、导电性和抗腐蚀性能,压制的成功率在95%以上(而微米氧化物阳极仅在65%左右),且不易产生烧结裂纹等。     

金属陶瓷阳极材料的高效固体氧化物燃料电池研究

固体氧化物燃料电池(SOFC)利用金属陶瓷作阳极材料,具有能量转换效率高、燃料适用性强和无腐蚀等优点,是当今一种先进的能量转换装置。本文分析了固体氧化物燃料电池在电解质和电极材料方面的性能和特点,研究了金属陶瓷阳极材料及SOFC单电池的伏安特性和性能,探讨了固体氧化物燃料电池的应用和发展前景。     

镍铝尖晶石基铝用惰性阳极导电性的初步研究

以减轻惰性阳极材料对铝液的污染为目的 ,选用NiAl2 O4合成尖晶石作为陶瓷相 ,加入金属铜、镍以提高材料的导电性 ,采用粉末冶金的方法制备金属陶瓷型铝用惰性阳极。对惰性阳极试样的一些理化指标进行了测定 ,着重研究了试样的电导率随温度变化的规律。在试样制备条件一般、烧成试样气孔率较高的情况下 ,试样的电导率达到 2S·m-1,电导率还有进一步提高的空间