球磨时间对NiFe2O4-10NiO基惰性阳极性能的影响

研究了球磨时间对所制备NiFe2O4-10NiO基镍铁尖晶石的微观形貌、体积密度、气孔率、抗热震性、抗腐蚀性的影响。研究结果表明球磨时间对惰性阳极的性能影响很大。当球磨时间为6h时,试样的体积密度最大,气孔率最小,抗腐蚀性最强,提高了球磨效率,但由于体积密度大,增大了试样的脆性,其抗热震性较差。综合试样各方面的性能,确定最佳球磨时间为6h。     

铝电解用NiFe2O4基金属陶瓷惰性阳极电解腐蚀研究

采用传统粉末冶金技术制备了铝电解用5Cu/(NiFe2O4-10NiO)金属陶瓷惰性阳极,并对其在20和40℃过热度下Na3AlF6-AlF3-Al2O3电解质中的电解腐蚀进行了研究。研究结果表明,过热度的升高对电解后阳极的外观形貌无明显的影响。不同过热度下阳极边部均存在腐蚀现象,但阳极内部相对保持完好。低温电解槽电压比传统电解温度槽电压波动大。过热度升高槽电压波动幅度降低。20和40℃过热度下,Fe、Ni和Cu腐蚀组元在电解质中的平衡浓度分别为140×10-6、35×10-6、44×10-6和142×10-6、36×10-6、34×10-6。过热度的升高对阳极腐蚀组元在电解质中的平衡浓度无明显影响。电解温度的降低减小了阳极腐蚀组元在电解质中的平衡浓度。     

金属相20Ni-80Cu表面包覆NiFe2O4尖晶石对15（20Ni-80Cu）/85（NiFe2O4-10NiO）金属陶瓷腐蚀性能的研究

金属陶瓷金属相优先腐蚀是目前惰性阳极工业化难点之一,在金属相表面包覆NiFe2O4尖晶石来提高其耐高温熔盐腐蚀性能。包覆实验结果显示,包覆后的颗粒尺寸为2～5μm,且有团聚现象,金属相20Ni-80Cu表面除形成NiFe2O4尖晶石外,可能还含有NiFe2O4-x、Cu2O、NiO、CuxNi1-x、NiyFe1-yFe2O4-a和NizFe1-zO。腐蚀实验表明,金属表面包覆10%、20%、30%、40%和50%NiFe2O4尖晶石后制备的金属陶瓷惰性阳极样品其金属腐蚀层厚度都在20～50μm,其年腐蚀率分别为1.89、1.73、1.65、1.58和2.03cm/a,未包覆金属陶瓷惰性阳极金属腐蚀层厚度为200μm和年腐蚀率为4.15cm/a,说明金属表面包覆NiFe2O4尖晶石能提高惰性阳极的抗熔盐腐蚀性能。     

铝电解用NiFe2O4基金属陶瓷的制备

以铝电解惰性阳极为应用目标，制备了不同金属相(Cu—Ni)含量的Ni-Cu／NiFe2O4金属陶瓷，研究了烧结气氛、温度和保温时间对其性能的影响，解决了烧结过程中氧化物陶瓷的离解和金属相被氧化的问题，比较了不同烧结条件下所得试样的基本物理参数，找到了较优的Ni—Cu／NiFe2O4金属陶瓷制备工艺。结果表明：Cu／NiFe2O4金属陶瓷的金属相中添加15wt％ Ni后，可以提高金属相的液相线温度，改善金属相对NiFe2O4陶瓷相的润湿性能，从而可在保证金属相不溢出且分布均匀的前提下，大大提高金属陶瓷的烧结温度和保温时间，显著提高金属陶瓷的致密度，进而改善金属陶瓷惰性阳极的耐腐蚀性能和导电性能。     

铝电解用NiFe2O4型金属陶瓷惰性阳极的研究进展

介绍了国内外铝电解用NiFe2O4型惰性阳极材料的研究与开发进展情况.该材料在具有耐熔盐腐蚀、抗氧化、电阻率低等优点的同时也存在有抗热震性能差和电连接困难等缺陷.此外,简要阐述了NiFe2O4型惰性阳极的主要制备工艺.     

Fe对(Cu-Ni-Fe)-xNiFe2O4复合惰性阳极低温铝电解成膜机制的影响

以高温固相合成的NiFe_2O_4和Cu,Ni,Fe金属粉为原料,采用冷压烧结法制备不同合金相含量的(Cu-Ni-Fe)-xNiFe_2O_4(x=50,60,70,80,质量分数/%,下同)金属基复合惰性阳极材料,研究合金相中Fe元素对(Cu-Ni-Fe)-xNiFe_2O_4金属基复合惰性阳极材料烧结和电解过程中基体成分与微观组织的影响,发现合金相中的Ni,Fe及NiFe_2O_4陶瓷相在烧结和电解过程中发生了可逆的氧化还原反应,使得NiFe_2O_4相发生解离和再生成。对(Cu-Ni-Fe)-xNiFe_2O_4金属基复合惰性阳极材料进行了低温电解性能测试,研究其在电解过程中的成膜过程和腐蚀行为。结果表明:(Cu-Ni-Fe)-xNiFe_2O_4金属基复合惰性阳极材料电解过程中电压稳定,铝液杂质含量低于0.7%(质量分数),有望解决金属陶瓷阳极热稳定性差的问题,是理想的惰性阳极材料。     

CuO掺杂对10NiO-NiFe2O4复合陶瓷导电性能的影响

利用冷压-烧结技术制备了CuO 掺杂的10NiO-NiFe2O4复合陶瓷,研究了CuO 掺杂量对10NiO-NiFe2O4复合陶瓷物相组成、显微结构、致密度及导电率的影响.结果表明:当CuO掺杂量为0～12.5%(质量分数)时, 烧结样品中主要含有NiO、Cu和NiFe2O4、CuO在氮气气氛下分解为金属Cu,在烧结温度下为液相促进了致密化烧结;1473K烧结时,8.75%CuO掺杂样品的相对密度最大,达到94.43%,比未掺杂样品的相对密度提高了18.16%;当CuO掺杂量为4%时,在1233K温度下样品达到最大导电率5.169S/cm,是未掺杂样品的导电率1.026S/cm的5倍.     

聚苯乙烯-SiO2/NiFe2O4磁性微球的制备与表征

以NiFe2O4纳米粒子作磁性载体、苯乙烯(ST)、正硅酸乙酯(TEOS)为原料,KH-570为交联剂,采用乳液聚合法制备了聚苯乙烯-SiO2/NiFe2O4磁性微球材料。通过VSM、FT-IR、SEM、TG-DTA、溶剂抽提等方法对磁性微球材料进行了测试。制备的NiFe2O4粒子为面心立方结构,NiFe2O4纳米颗粒及聚苯乙烯-SiO2/NiFe2O4磁性微球具有超顺磁性。聚苯乙烯-SiO2/NiFe2O4磁性微球以SiO2/NiFe2O4为核、PS为壳,通过KH-570接枝到SiO2/NiFe2O4上,核壳间以共价键相接的包覆型纳米粒子,平均直径为100nm左右,具有良好的热稳定性和耐溶剂性能。热重(TG)分析表明,磁性聚苯乙烯微球磁性物质质量分数为28.8%。     

金属Ag对NiFe2O4尖晶石性能的影响

制备了不同金属Ag含量的Ag-NiFe2O4金属陶瓷,利用扫描电子显微镜观察显微组织,由X射线衍射分析化学成分,研究了Ag的添加量对其体积密度、气孔率、热震性、导电率以及腐蚀速率的影响,试验结果表明,抗热震性和导电能力随着Ag含量的增加而增强,导电率的提高和腐蚀率的增大仍是一对突出的矛盾.单一通过添加金属Ag不可能使导电率和腐蚀率都满足要求.     

烧结温度对1BaO-10NiO-NiFe2O4复合陶瓷导电性能的影响

利用冷压-烧结技术制备了1BaO-10NiO-NiFe2O4复合陶瓷,研究了1BaO-10Ni-NiFe2O4复合陶瓷物相组成和显微结构以及烧结温度对相对密度和导电率的影响.结果表明,1BaO-10NiO-NiFe2O4复合陶瓷烧结样品中主要含有NiO和NiFe2O4两种,BaO与10NiO-NiFe2O4陶瓷组分反应并形成瞬时液相BaFe2O4和Ba2Fe2O5,且Ba2 离子固溶到基体中,促进致密化烧结;随着烧结温度的升高,样品的相对密度无太大变化,均在97%以上.但样品导电率逐渐增大,当烧结温度为1673K时,1BaO-10NiO-NiFe2O4复合陶瓷达到最大电导率21.16S/cm,是烧结温度为1473K时电导率10.17S/cm的2.08倍.     

金属相对NiFe2O4-10NiO基金属陶瓷致密度的影响

采用冷压-烧结技术制备xNi/（NiFe2O4-10NiO）、xCu/（NiFe2O4-10NiO）和x（80Cu-Ni）/（NiFe2O4-10NiO）金属陶瓷材料,研究金属相含量和种类对NiFe2O4-10NiO基金属陶瓷致密度的影响。结果表明金属陶瓷的致密度随着金属含量的增加先增大后减小,在5%金属含量达到峰值。金属种类对陶瓷致密度的影响程度不相同,但对金属陶瓷材料致密度变化趋势还是一致的,因此认为金属相对致密度的影响有促进和阻碍双重作用。     

添加TiO2对镍铁尖晶石惰性阳极材料性能的影响

为了提高惰性阳极材料的性能,本文尝试在合成镍铁尖晶石过程中掺杂一定量TiO2.采用高温固相反应法在1200℃下烧结6h,制备掺杂TiO2的镍铁尖晶石惰性阳极材料.研究了掺杂TiO2对试样密度、电导率和腐蚀率的影响.研究结果表明,掺杂TiO2后NiFe2O4的晶格产生畸变,从而TiO2促进烧结,提高材料的密度.并且由于Ti4 离子取代Fe3 离子,产生导电电子,改善了NiFe2O4惰性阳极材料的导电性.添加0.5%TiO2可降低材料的腐蚀率,但随着添加量的增加腐蚀率也增加,说明TiO2对材料的抗腐蚀性不利.经研究发现腐蚀率降低的原因是腐蚀过程中NiFe2O4分解产生的Fe2O3与电解质中Al2O3反应生成了FeAl2O4.综合考虑TiO2对材料各性能的影响,最终确定掺杂量为0.5%.     

NiFe2O4/Ag复合材料的制备及其耐蚀和导电性能

以Fe2O3、NiO和Ag2O为主要原料,采用固相烧结工艺制备了NiFe2O4/Ag复合材料,用X射线衍射和扫描电子显微镜对材料的组成和微观结构进行了研究,并测量了样品在冰晶石熔盐中的静态热腐蚀速率及其高温电导率.结果表明,复合材料由NiO、NiFe2O4尖晶石和Ag三相组成.随着Ag2O含量的增多,复合材料的致密化程度先增加而后降低,当Ag2O含量为6%时,试样的致密化程度最高.Ag2O的加入在不提高试样在冰晶石熔盐中的静态热腐蚀速率的前提下,提高了试样的高温电导率.     

BaO掺杂对10NiO-NiFe2O4复合陶瓷导电性能的影响

利用冷压-烧结技术制备了BaO掺杂的1ONiO-NiFe2O4复合陶瓷,研究了BaO掺杂量对1ONiO-NiFe2O4复合陶瓷物相组成及电导率的影响.结果表明,当BaO掺杂量为O～4%(质量分数)时,烧结样品中主要含有NiO和NiFe2O4两种,BaO促进了致密化烧结,降低了烧结温度;TG-DSC分析发现,在303～1233K温度范围内,1ONiO-NiFe2O4陶瓷在空气气氛中先吸氧后失氧;导电率测试表明,掺杂BaO能显著提高材料的高温电导率,且掺杂0.5%样品在1233K时材料达到最大电导率11.76S/cm,是未掺杂样品的12.8倍.     

烧结气氛对Ni-Fe尖晶石陶瓷致密化和导电性能的研究

制备了不同气氛下烧结的NiFe2O4陶瓷材料,研究了烧结气氛和烧结温度对NiFe2O4。陶瓷物相组成、致密度、导电率和显微组织的影响。结果表明：NiFe2O4在N2气氛下烧结时,晶格发生部分畸变,但物相组成不发生改变;与空气条件下烧结过程相比,N2气氛在保证材料获得较高的致密度和导电率的同时,有效降低了烧结温度。NiFe2O4陶瓷在N2气氛中1250℃烧结时,致密度为93．20％,960℃下的导电率20．83S／cm,气孔率为6．80％,平均晶粒粒径为4～5μm。     

预烧温度对掺杂TiO2、MnO2的镍铁尖晶石惰性阳极微观形貌和性能的影响

研究了预烧温度对掺杂TiO2、MnO2的镍铁尖晶石惰性阳极的微观结构、密度、抗热震性、抗弯强度、抗腐蚀性的影响.研究结果表明,预烧温度对惰性阳极的性能影响很大.当预烧温度为1000℃时,阳极的体积密度最大,抗弯强度最高,抗腐蚀性最强;预烧温度小于1200℃时,抗热震性均很好.综合各方面性能,最佳的预烧温度确定为1000℃.     

MnO2对镍铁尖晶石惰性阳极材料性能的影响

尝试在合成镍铁尖晶石过程中添加一定量MnO2 以提高试样的性能。采用高温固相反应法制备掺杂MnO2 的镍铁尖晶石惰性阳极材料,研究了掺杂MnO2 对制品密度,收缩率和抗腐蚀性的影响。研究结果表明MnO2 能够促进烧结,提高制品的密度,并能够改善制品的抗腐蚀能力,添加 1% MnO2 后试样的腐蚀率为纯尖晶石试样的1/7。试样经 X射线衍射分析发现,添加 MnO2 后无新相出现,MnO2 与 NiFe2O4形成固熔体,Mn4 离子取代了部分 Fe3 离子,材料仍是镍铁尖晶石结构。     

NiFe2O4陶瓷U型套管的注浆成型和无压烧结

采用注浆成型和无压烧结技术制备铝电解测温热电偶NiFe₂O₄陶瓷U型保护套管, 对浆料稳定性、生坯烧结行为和组装热电偶的测温性能进行了研究。结果表明: 添加10wt% NiFe₂O₄纳米粉和5wt%纳米粘结剂能有效提高浆料体系的Zeta电位, pH在10.0~11.0之间时浆料体系的稳定性较好。升温至1100 ℃以上生坯开始大量收缩, 随烧结温度的升高线收缩和线收缩速率逐渐增大, 在1300 ℃时线收缩速率达到最大值; 烧结初期活化能为295.11 kJ·mol ^-1, 受体积扩散和晶界扩散共同控制。测温结果表明组装热电偶在升降温过程中温度响应及时, 具备良好的抗熔盐腐蚀性能和抗热震性能, 满足工业铝电解测温热电偶套管的要求, 具备工业应用前景。     

添加剂对Ag/NiFe2O4金属陶瓷惰性阳极性能的影响

为了提高镍铁尖晶石基金属陶瓷惰性阳极的性能,以NiO、Fe2O3、Ag粉和微量V2O5为原料,采用粉末冶金法制备了含有过量15%NiO,掺杂V2O5的镍铁尖晶石金属陶瓷惰性阳极.原料经混合,在成型后,于1200℃烧结6h.研究了添加剂V2O5对NiFe2O4尖晶石试样的密度、微观形貌、腐蚀率的影响.结果表明:只有添加剂V2O5的添加量＞1.0%时才对提高惰性阳极试样密度有贡献,但贡献很小,而且晶粒明显粗大化.但添加V2O5使晶粒发育完全,呈规则的八面体形状.另外在烧结中V2O5与NiO、Fe2O3反应生成的Ni2FeVO6能够改善试样在冰晶石融盐中的抗腐蚀性能.腐蚀8h后,添加1.5%V2O5的试样基本完好,腐蚀率降为无添加剂试样的1/4.