纤维/NiFe2O4复合陶瓷惰性阳极的制备及性能

以高温固相合成法,采用两步烧结法制备镀铜碳纤维增强的纤维/NiFe2O4复合陶瓷惰性阳极,即先以NiO、Fe2O3、微量V2O5和MnO2为原料制备NiFe2O4尖晶石基体材料,然后以该NiFe2O4尖晶石基体材料和镀铜碳纤维为原料,采用冷压烧结法制备纤维/NiFe2O4复合陶瓷惰性阳极.研究镀铜碳纤维添加量对NiFe2O4复合陶瓷惰性阳极体积密度、气孔率和抗弯强度的影响.结果表明:添加镀铜碳纤维可以显著改善NiFe2O4复合陶瓷材料的性能,当镀铜碳纤维添加量为3%(质量分数)时,其体积密度比不添加镀铜碳纤维试样的体积密度提高约12%,其抗弯强度比不添加镀铜碳纤维的提高约22%.     

静电纺丝技术制备NiFe_2O_4纳米纤维的表征

采用溶胶-凝胶法与静电纺丝技术相结合制备了PVP/[Ni(NO3)2+Fe(NO3)3]复合纳米纤维,在一定温度下进行热处理,得到尖晶石结构的NiFe2O4纳米纤维。利用TG-DTA、XRD、FTIR、SEM、TEM等分析手段对样品的组成及结构进行表征。TG-DTA分析表明,PVP/[Ni(NO3)2+Fe(NO3)3]复合纳米纤维的热处理温度高于450℃以后,质量恒定,总失重率为87.8%。XRD与FTIR分析表明,热处理温度高于600℃时,复合纳米纤维已经完全转变成尖晶石结构的NiFe2O4纳米纤维。SEM分析表明,所制备的PVP/[Ni(NO3)2+Fe(NO3)3]复合纤维直径在250～300nm之间,NiFe2O4纳米纤维直径约100nm,长度大于200μm。对NiFe2O4纳米纤维的形成机理进行了探讨。     

铝电解NiFe2O4基惰性阳极材料纤维增强体的选择

以NiO和Fe2O3为原料采用固相烧结法合成NiFe2O4尖晶石,通过向其中添加短纤维制备纤维/NiFe2O4惰性阳极材料。为选择适合于NiFe2O4基惰性阳极材料的纤维增强体,对几种纤维在NiFe2O4基体中的高温稳定性进行考察。结果表明,高温下碳纤维、玻璃纤维、氧化铝纤维和碳化硅纤维与NiFe2O4基体是热力学不相容的;1 200℃时镀镍碳纤维和镍纤维不能在基体中稳定存在;1 400℃时ZrO2(f)与NiFe2O4基体具有良好的物理和化学相容性,添加3%ZrO2(f)(质量分数)阳极试样的力学性能得到明显改善。因此,ZrO2(f)可作为NiFe2O4基惰性阳极的纤维增强体。     

化学共沉淀法制取NiFe_2O_4

探讨了用化学共沉淀法制备NiFe2O4陶瓷材料的工艺过程,研究了影响材料性质的各种因素,并对材料的结构成分进行了X射线衍射、差热和热重分析。结果表明:采用氢氧化钠调节混合液的pH值、在1300℃煅烧4h的工艺,可以制备出合格的NiFe2O4陶瓷粉末。     

气氛对NiFe2O4陶瓷烧结致密化的影响

采用不同的烧结工艺制备了NiFe2O4陶瓷材料,研究了真空、大气、N2 3种气氛对NiFe2O4陶瓷材料烧结致密度的影响,解决了烧结过程中NiFe2O4陶瓷的离解问题.结果表明:在制备NiFe2O4陶瓷过程中,烧结气氛严重影响着陶瓷的离解和致密化;真空烧结将导致NiFe2O4陶瓷的离解,N2气氛保护烧结所制备出的NiFe2O4陶瓷样品的密度较大气气氛烧结所制备出的样品的密度高出14.6%～32.6%.分析结果表明:因NiFe2O4陶瓷高温失氧所带来的表面能和晶体缺陷的差异是影响其致密化的关键;无论在何种气氛下烧结,提高烧结温度都有利于提高NiFe2O4样品的烧结密度.     

化学共沉淀法制取NiFe2O4

探讨了用化学共沉淀法制备NiFe2O4陶瓷材料的工艺过程，研究了影响材料性质的各种因素，并对材料的结构成分进行了X射线衍射、差热和热重分析。结果表明：采用氢氧化钠调节混合液的pH值、在1300℃锻烧4h的工艺，可以制备出合格的NiFe2O4陶瓷粉末。     

铝电解惰性阳极基体材料的研究

本论文选用ZnO和Fe2O3、Ni2O3和Fe2O3与NiO和Fe2O3等不同氧化物，采用高温固相烧结法制备铝电解惰性阳极基体材料，通过对其烧结性能、导电性能及耐蚀性能的综合分析，得出试验结论为：采用NiO和Fe2O3合成的NiFe2O4尖晶石材料，其综合性能最好，且试样理论尖晶石含量为85％左右时，其热腐蚀率最低。     

等离子喷涂制备直流接地极钢基体NiFe2O4防腐涂层

为提高常规碳钢直流接地极本体的耐蚀性能,采用固相反应法结合团聚-破碎法造粒合成出适合等离子喷涂的NiFe2O4粉体,利用等离子喷涂工艺在钢基体上制备NiFe2O4铁氧体涂层,并利用场发射扫描电镜、金相显微镜、X射线衍射仪以及涂层结合强度、电阻率、直流电解等测试方法,对NiFe2O4涂层的微观组织结构、物理电气和腐蚀性能进行了研究。结果表明:NiFe2O4涂层与基体的平均结合强度为21.8MPa,涂层平均电阻率约为3.60×10-2Ω.cm,且涂层耐电解腐蚀性能良好,腐蚀率约为1.86g/(A.a),可较好满足直流输电系统中接地极材料的服役要求,初步显示出等离子喷涂制备直流接地极用铁氧体环保防腐涂层的工艺可行性。     

SiCf增强NiFe2O4复合材料的力学性能

采用固态合成法制备SiCf／NiFe2O4复合材料，研究SiCf添加量对密度、气孔率、冲击韧性、热震性等力学性能的影响。结果表明，添加SiCf可以显著改善NiFe2O4尖晶石的力学性能，含2％SiCf试样的冲击韧性比尖晶石提高约160％，其增强机理为纤维的脱粘和拔出效应；经一次热震后强度保持率可提高至96％，SiCf添加量以2％为宜；界面的结合状态是影响材料性能最重要的因素。     

超声波辅助化学镀法制备CoAl_2O_4尖晶石粉体

采用超声波辅助化学镀法在室温条件下制备了Co/Al2O3复合粉体,1200℃下热处理1.5h获得了CoAl2O4尖晶石粉体。用扫描电镜、透射电镜和X射线衍射测定了粉体的微观形貌、成分和相组成;用差热分析法确定了粉体的尖晶石转变温度。结果表明:镀覆制备的Co/Al2O3复合粉体由金属钴和Al2O3两相组成,金属钴相包覆Al2O3相,Co包覆层在Al2O3颗粒表面分布均匀且结构较疏松;复合粉体的尖晶石转变温度为850℃左右;转变后获得的粉体也是一种复合粉体,由Al2O3和CoAl2O4两相组成,由粉体的生长机制可预见,它是以α-Al2O3为核心CoAl2O4尖晶石包覆在其表面的结构。     

Microstructural evolution of NiFe2O4-10NiO powder prepared by high temperature solid state reaction

1 Introduction The development of inert anode materials for aluminium production has gained considerable attention in recent years[1,2]. The significance of such anodes is the ability to produce environment-friendly O2 gas during electrolysis instead of g…     

铝电解用NiFe2O4-10NiO基金属陶瓷惰性阳极的耐腐蚀性能

制备铝电解用NiFe2O4-10NiO基金属陶瓷惰性阳极,并在实验室电解槽中考察其电解腐蚀性能。结果表明,电解过程中虽然惰性阳极在960°C熔盐电解质中表现出优异的耐腐蚀性能,但采用XRD、SEM/EDX和金相分析其物相组成和微观结构后发现,电解后阳极中的金属相发生了优先腐蚀,在阳极表面产生大量孔洞。NiFe2O4相中的 Fe 元素的优先溶解可能导致 NiFe2O4晶粒的不均匀腐蚀。溶解在电解液中的 Al2O3与阳极中的 NiO 或FeO 发生反应生成的 NiFe2O4-NiAl2O4-FeAl2O4相对 NiO 相的吞并以及体积膨胀,阳极表面形成致密的NiFe2O4-NiAl2O4-FeAl2O4保护层。因此,致密的NiFe2O4-NiAl2O4-FeAl2O4保护层可以阻挡阳极表面金属相的损失和陶瓷相的腐蚀。     

Fabrication and magnetic properties of NiFe2O4 nanorods

NiFe2O4 nanorods have been successfully synthesized via thermal treatment of the rod-like precursor fabricated by Ni-doped α-FeOOH,which was enwrapped by the complex of citric acid and Ni2+.The morphology evolution during the calcination of the precursor nanorods was investigated with transmission electron microscopy(TEM),and the phase and the magnetic properties of samples were analyzed through X-ray diffraction(XRD) and vibrating sample magnetometer(VSM).The results indicated that the diameter of the NiFe2O4 nanorods obtained ranged between 30 and 50 nm,and the length ranged between 2 and 3 μm.As the calcination temperature was up to 600℃,the coercivity,saturation magnetization,and remanent magnetization of the samples were 36.1 kA·m-1,27.2 A·m2·kg-1,and 5.3 A·m2·kg-1,respectively.The NiFe2O4 nanorods prepared have higher shape anisotropy and superior magnetic properties than those with irregular shapes.     

Preliminary testing of NiFe_2O_4-NiO as ceramic matrix of cermet inert anode in aluminum electrolysis

1　INTRODUCTIONTheideaofusinginertanodes(alsocallednon consumableoroxygen evolvinganodes)inaluminumproductionisasoldastheHall H啨ｒｏｕｌｔｐｒｏｃｅｓｓ ,dat ingbacktothediscoveryofoneoftheinventors ,Hall[1] .Inertanodesareintendedtoreplacethecon sumablecarbonanodethatiscurrentlyused .Withacarbonanode ,thecellreactionisAl2 O3+ 3/ 2C =2Al+ 3/ 2CO2 (1)where　acryolite basedmelt(Na3AlF6 AlF3 CaF2 )atnear 96 0℃servesassolventforthealumina .Withaninertanode ,thecellreactionwillbeAl2 …     

一维NiFe1.98RE0.02O4(RE=Pr, Nd, Sm)纳米丝的结构和磁性能

采用溶胶-凝胶法、静电纺丝技术和热处理技术相结合制备了一维NiFe_(1.98)RE_(0.02)O_4 (RE=Pr,Nd,Sm)纳米丝。利用X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)和振动样品磁强计(VSM)对NiFe_(1.98)RE_(0.02)O_4 (RE=Pr,Nd,Sm)纳米丝的结构、形貌和磁性能进行表征。结果表明,NiFe_(1.98)RE_(0.02)O_4(RE=Pr,Nd,Sm)纳米丝表面光滑、直径均匀、连续,直径约60nm。掺杂Pr~(3+),Nd~(3+),Sm~(3+)均没有改变NiFe204的尖晶石结构,掺杂均降低了NiFe_2O_4的结晶度,晶粒尺寸D从44.8nm减小到33.8nm。NiFe_(1.98)RE~(0.02)O_4 (RE=Pr,Nd,Sm)纳米丝都表现出软磁特性。NiFe_(1.98)RE_(0.02)O_4 (RE=Pr,Nd,Sm)纳米丝的饱和磁化强度(Ms)分别为39.58,41.10,34.23 A·m~2/kg;矫顽力(H_c)分别为14119.2, 13678.4,15937.6 A/m;其中NiFe_(1.98)Nd_(0.02)O_4纳米丝的M_s (41.10 A·m~2/kg)最大,矫顽力H_c(13678.4A/m)最小,软磁性能最好。     

Gr/NiFe2O4纳米复合材料的制备与形成机理研究

以氧化石墨烯(GO)、Fe2(SO4)3和NiSO4为初始反应物,利用一步水热法合成了Gr/NiFe2O4纳米复合材料。采用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和拉曼光谱(RS)等分析手段对Gr/NiFe2O4样品进行了表征。结果表明:经过水热反应GO被还原的同时,纳米NiFe2O4成功地负载到石墨烯上,二者之间存在较强的界面相互作用,而且NiFe2O4纳米粒子增加了石墨烯片层间的距离避免了其再次堆垛,实现了石墨烯与NiFe2O4的良好复合。初步讨论了Gr/NiFe2O4纳米复合材料的形成机制,Ni2+、Fe3+在GO的含氧基团处非均相成核,在水热条件下不断长大,其生长过程遵循Ostwald熟化理论,即小尺寸的NiFe2O4粒子由于其较高的表面能而逐渐溶解,被那些尺寸较大的粒子消耗。     

Yb_2O_3掺杂对15(20Ni-Cu)/(NiFe_2O_4-10NiO)金属陶瓷性能的影响

采用冷压-烧结技术制备NiFe2O4-10NiO基金属陶瓷材料;通过对烧结体的显微结构和物相组成、电导率、电解试样的表层形貌、电解质和阴极铝的杂质增量等的分析检测,研究Yb2O3掺杂对15(20Ni-Cu)/NiFe2O4-10NiO金属陶瓷致密度、导电率和耐腐蚀性能的影响。结果表明:1 300℃烧结的0.5%Yb2O3-15(20Ni-Cu)/(NiFe2O4-10NiO)金属陶瓷具有较好的性能,相对密度为98.53%,960℃时的电导率为53.06 S/cm,电解腐蚀后金属腐蚀层厚度为20~30μm,总杂质增量为0.079 g。     

EFFECT OF MnO2 ADDITIVE ON PERFORMANCES OF NiFe2O4 SPINEL BASED INERT ANODE

1. Introduction Recent efforts to replace the carbon anode of the Hall-Héroult process with an oxygen-evolving, non-consumable anode started in the late 1960s. Aside from simplification of the process because no carbon anodes need to be manufactured and …     

SHS制备Ni铁氧体的烧结制度

为了确定自蔓延高温合成(SHS)NiFe_2O_4的最佳烧结制度,通过SHS技术制备获得NiFe_2O_4粉末,加入不同含量的添加剂Bi_2O_3,在不同烧结温度和保温时间下进行烧结.采用XRD、VSM 等分析手段,研究了烧结制度与NiFe_2O_4烧结样品的物相、密度及磁性能的关系.实验确定最佳的烧结工艺:烧结温度1200 ℃,保温时间3 h,添加烧结助剂Bi_2O_3的含量为5%(质量分数,下同).在最佳烧结制度下,获得的NiFe_2O_4固相反应充分,具有单一的尖晶石相,烧结样品具有较高的密度和良好的磁性能.