电解氯化镁熔体系时杂质对电解质表面张力的影响

本文研究了镁电解质表面张力及杂质SO_4~(2 )、MgO、碳尘、氟化物对电解质表面张力的影响和杂质对阳极气体析出行为的影响。镁电解质中的微量杂质都对其表面张力有影响,但表面张力值变化的幅度不大,不可能使阳极气体的析出状态发生根本性的变化,而微量杂质对阳极气体的析出行为有不同性质不同程度的影响。     

NaF含量对惰性阳极在低温电解质中电化学性质的影响

惰性阳极在NaF含量分别为12 wt%、18 wt%、25 wt%的NaF-KF-AlF_3-7 wt%Al_2O_3电解质体系中电解时,阳极表面的电化学反应进行的程度呈先增大后减小的趋势,阳极过电位呈逐渐增大的趋势,氧化铝的溶解度呈逐渐降低的趋势。以0.5A/cm~2的电流密度进行恒电流电解时,该惰性阳极在18 wt%NaF-KF-AlF_3-7 wt%Al_2O_3电解质中电解的持续时间最长最平稳。NaF含量过高或过低时,阳极寿命均会降低。电解质中的氟元素在电解过程中会渗透到阳极氧化膜的最里层,形成金属氟化物,不利于电解。     

镁电解槽冷模流场的PIV测试研究

设计了与工业镁电解槽几何结构相似的冷态模型电解槽。在该模型电解槽中通过电解浓度为1mol/L的硫酸锌水溶液,产生的氧气与硫酸锌溶液组成两相流体系,以此来模拟研究工业镁电解槽中氯气-电解质-液态镁(简化为气-液两相流)的运动规律。利用激光粒子测速仪PIV测试了模型电解槽内的流场分布,考查了模型电解槽的结构因素包括阴阳极间的距离、隔墙与电极的距离和阳极浸没深度对模型电解槽流场分布的影响。研究结果表明:极距、隔墙与电极的距离对流场的影响较大,阳极浸没深度对流场的影响较小。实验中最佳的槽型结构为极距2 cm,隔墙与电极的距离0.7 cm,阳极浸没深度11.5 cm。     

碳纤维环氧复合材料电化学腐蚀行为

本文研究了碳纤维环氧复合材料的阳极极化和阴极极化行为,结果发现其阳极极化过程类似电解水:阳极表面析出氧气,阴极表面析出氢气;阴极极化过程中,碳纤维表面主要是耗氧反应和析氢反应,而且有较大的腐蚀电流出现;碳纤维环氧复合材料的自极化过程中,保持正电位,而且随时间的延长碳纤维的开路电位呈缓慢降低趋势.     

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。     

铝电解槽内阳极气泡运动的冷态模拟

采用硫酸铜作电解质、石墨作阳极的电解实验模拟研究工业铝电解槽的阳极气体运动规律,以及气泡运动对电解质运动影响的规律。当阳极倾斜度小于6°时,倾角的变化对速度影响较大,阳极倾斜角的增加会加速气泡运动速度但减小气泡尺寸;阳极倾斜度达到6°以上时,几乎不存在气泡合并现象,且倾角变化对气泡速度的影响变小;气泡运动对电解质的推动作用主要体现在阳极底部气泡所在的薄层内,同时在电解质的底部存在回流现象,但流速甚小,约为5 mm/s。     

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。     

电热法炼铝研究工作概述(续)

氟化物电解法 1905年贝茨(A.G.Betts)提出了三层液电解精炼法。有待于精炼的并跟重金属构成合金的液体铝复盖在槽底上,进行阳极溶解,熔融的电解质形成中同层,而阴极上析出的铝浮在电解质上面。1922年美国铝业公司的     

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.     

Al-5Zn-0.03In-1Mg-0.05Ti-0.5Mn合金中析出相的腐蚀行为

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,研究了析出相对Al-5Zn-0.03In-1Mg-0.05Ti-0.5Mn合金牺牲阳极腐蚀行为的影响.结果表明,该合金主要含MgZn2(η相)及A16Mn析出相,这些析出相相对а(Al)基体呈阳极相,在3.5%NaCl溶液中与а(Al)基体组成腐蚀微电池,引起析出相自身溶解.析出相的溶解一方面活化牺牲阳极合金,另一方面过多的析出相降低合金电流效率.因此适量且均匀分布的η及Al6Mn析出相有利于该牺牲阳极合金综合电化学性能的提高.     

156 kA铝电解槽内电解质两相流动的数值模拟

以商业CFD软件CFX4．3为平台，采用欧拉-欧拉方法中多流体模型和标准湍流模型，对156kA铝电解槽内电解质层的气液两相流动流场（半槽）进行数值模拟。结果表明：阳极气体的推动对铝电解槽内的电解质运动起主要作用，电磁力的影响也较显著；电解质运动主要是以每个阳极周围的小循环为主；流速较大的区域主要分布在阳极间缝以及中缝和大面正对阳极间缝处；阳极气体的平均流速为0．199m／s，最大流速为0．74m／s；电解质的平均流速为0．079m／s，最大流速为0．717m／s；阳极以下以及大面和中缝正对阳极间缝处湍流最强。     

铝电解槽电解质与内衬换热系数的数值计算

铝电解槽内电解质与内衬界面传热系数直接决定电解槽热平衡。基于多相流理论及壁函数方法,建立了铝电解槽电解质与内衬界面的换热系数计算数学模型,在商业数值计算软件上实现对传热推动力、传热系数分布的计算。研究结果表明:阳极气泡的作用处于主导地位,但电磁力的作用也不能被忽略,在进行换热系数计算时,需同时考虑二者的共同影响;在电解槽的大面及小面槽帮处,换热系数的分布主要受电解质流动的影响,而对于阳极底部则由于气泡层的阻碍使得此区域的传热系数较小;阳极开槽会增大电解质与阳极的换热系数,但会一定程度上减小电解质与槽帮的换热系数。     

铸态2.25Cr-1Mo-0．25V 钢的第二相析出规律

用金相分析手段研究了在900～1150℃不同温度下保温后不同淬火方式下铸态2．25Cr-1Mo-0．25V钢第二相析出规律。结果表明,铸态2．25Cr-1Mo-0．25V钢高温析出后,采用盐水淬能更好的保持高温析出第二相的形貌特点;随着保温时间的延长,第二相析出颗粒长大,且析出物增多,保温45 min第二相含量最多,易于观察第二相的形貌分布;随着温度的升高,第二相百分数呈下降趋势,950℃和1050℃是析出第二相的适合温度。     

压缩变形对6063铝合金的变形特性和析出相粒子回溶的影响

通过硬度测试、透射电镜图像和X射线衍射图谱分析,研究了6063铝合金在压缩变形过程中的显微组织和性能变化.结果表明：在压缩变形初期,6063铝合金在过饱和态,峰时效态和过时效态的硬度均呈近似直线上升,它们的硬化能力按下列顺序降低：峰时效、过饱和态、过时效.出现硬度下降后,压缩率则按上列顺序增大.强塑性变形过程中出现析出相析出和回溶有利于降低加工硬化引起的脆性.     

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。     

固溶处理对Al-In-Mg-Sn阳极合金组织和电化学性能的影响北大核心CSCD

对Al-0.1In-0.7Mg-0.05Sn阳极合金进行450~540℃下保温4 h的固溶处理,通过比较铸态及固溶态合金的组织及电化学性能,研究了固溶处理对该阳极合金组织和性能的影响。结果表明,固溶态合金性能优于铸态,固溶处理减少了合金的析出相,在提高合金电化学活性的同时有效改善了合金的腐蚀性能。经过510℃固溶合金的开路电位及工作电位负移较大且稳定,腐蚀形貌均匀,综合性能较好。     

固溶处理对Al-In-Mg-Sn阳极合金组织和电化学性能的影响

对Al-0.1In-0.7Mg-0.05Sn阳极合金进行450~540℃下保温4 h的固溶处理,通过比较铸态及固溶态合金的组织及电化学性能,研究了固溶处理对该阳极合金组织和性能的影响。结果表明,固溶态合金性能优于铸态,固溶处理减少了合金的析出相,在提高合金电化学活性的同时有效改善了合金的腐蚀性能。经过510℃固溶合金的开路电位及工作电位负移较大且稳定,腐蚀形貌均匀,综合性能较好。     

固体电解质用于熔盐电解析氧过程的研究

将氧化物固体电解质制成析氧阳极,研究了在以析氧阳极和碳阴极构成的电解槽中氧化铝熔盐电解过程,测得分解电压约为1.67V,并定性地研究了固体电解质在冰晶石熔盐中的腐蚀问题,实验结果表明,电解条件下固体电解质管内外两表面间的电势差使固体电解质在冰晶石熔盐中存在溶解阻碍,有很好的耐腐蚀性能。     

低MHD效应的双液相混合流态氚增殖剂研究

利用液态金属GaInSn合金实验模拟锂基液态氚增殖剂的流体行为,与模拟液态弥散绝缘相的淬火油复合,形成流态氚增殖材料。制备出了一种低电导率特征的金属流体,液态金属GaInSn合金和液态弥散绝缘相淬火油混合成新型流体。研究了磁场、混合比例、温度对其粘度的影响规律,测试了流体的电导率随加入态弥散绝缘相淬火油的变化。结果表明：当磁感应强度超过一定数值后,全液态金属的粘度显著大于添加淬火油复合材料的粘度,说明添加淬火油能有效降低磁流体效应,并且在强磁场下,淬火油复合材料将具有更低的流动阻力;电导率随淬火油的增加近似呈现指数型下降;流态氚增殖剂电导率在静置一段时间后会突然增大,随后在新的电导率水平再次趋于稳定。如果将其重新超声搅拌,则可再次恢复到最初的电导率,这说明实际应用时可循环使用。     

阳极氧化铝膜在有机电解质中的击穿机理和影响因素

简述了高纯铝在有机电解质中形成的氧化铝膜的击穿和电解液闪火的过程，分析了氧化铝膜击穿和电解液闪火的机理。实验结果证明：氧化铝膜的缺陷和缺陷处微孔中高压氧的析出是氧化铝膜击穿和电解液闪火的前驱点；形成槽周围气体的压力对阳极上氧气的析出有很大影响，导致氧化铝膜的击穿电压和电解液的闪火电压发生变化。在压力为0．01MPa时，阳极氧化铝膜的击穿电压只有435V；在压力为0．10MPa时，氧化铝膜的击穿电压为460V；在压力为0．20MPa时，氧化铝膜的击穿电压大于500V。