NiFe2O4基惰性阳极抗热震性的研究进展

综述了铝电解用NiFe2O4型惰性阳极材料抗热震性能的研究现状。简要的介绍了材料抗热震断裂的理论,评述了NiFe2O4基金属陶瓷抗热震性的有关研究情况,概述了NiFe2O4型惰性阳极今后的研究重点及发展方向。     

NiFe2O4基金属陶瓷的电导率

制备了铝电解用NiFe2O4基金属陶瓷惰性阳极,研究了环境温度及材料成分对电导率的影响.实验结果表明NiFe2O4基金属陶瓷的电导率主要受温度、陶瓷基体电导率、金属成分及金属相在陶瓷相中分散度的影响;当温度从573 K升至1 233 K时,NiFe2O4陶瓷的电导率由0.099 S/cm提高到2.105 S/em;与NiFe2O4陶瓷相比,金属陶瓷的电导率有极大的提高,但二者随温度的变化趋势是一致的;1 233 K时,金属含量为5%Ni,5%Cu和4.25%Cu+0.75%Ni的NiFe2O4基金属陶瓷的电导率分别为20.576 S/cm,14.970 S/cm和18.797 S/cm,用作铝电解惰性阳极已能满足要求,但与当前铝电解碳素阳极材料相比还存在很大距离.     

用化学共沉淀法制取NiFe2O4的工艺

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分析与鉴定.结果表明,采用氢氧化钠调节混合液的pH值、于1100℃煅烧4 h的工艺,可以制出合格的NiFe2O4陶瓷粉末.因此,用化学共沉淀法制备NiFe2O4惰性阳极用陶瓷粉末原料是可行的.     

NiFe_2O_4基惰性阳极的润湿性及气泡析出行为

利用座滴法和双室透明电解槽对NiFe2O4基惰性阳极的润湿性和气泡析出行为进行研究。结果表明,电解质对NiFe2O4基惰性阳极的润湿性要优于碳素阳极。在低电流密度情况下电解,阳极气泡的析出是一个动态过程,它先在阳极表面形核,以球形方式长大,小气泡在长大过程逐渐汇聚偏移,然后逸出。惰性阳极上析出的气泡尺寸比碳素阳极小,在阳极上的逗留时间也更短。大电流密度情况下,气泡的生成速度加快,尺寸降低,很难准确测量气泡的直径。     

5Cu/(NiFe2O4-10NiO)金属陶瓷惰性阳极低温电解腐蚀研究

采用等静压工艺来制备5Cu/(NiFe2O4-10NiO)金属陶瓷惰性阳极。通过电解后阳极的宏观形貌、微观形貌以及槽电压研究金属陶瓷惰性阳极的抗腐蚀性能。结果表明,电解后虽然阳极外观保持完好,但内部已存在金属相的腐蚀。     

低温电解质熔体中NiFe_2O_4基惰性阳极电解腐蚀初探

通过电解前后阳极的外观形貌、微观形貌及槽电压,研究不同槽型对电解腐蚀的影响,并以优化后的电解槽研究5Cu/(NiFe2O4-10NiO)金属陶瓷惰性阳极在Na3AlF6-K3AlF6-AlF3-Al2O3电解质中的电解腐蚀。结果表明:电解后阳极存在一定程度的腐蚀,且少量电解质已渗透到阳极中。     

NiFe2O4-NiO复合陶瓷的熔盐腐蚀行为

采用气氛烧结技术制备NiFe2O4-xNiO复合陶瓷材料(x为复合陶瓷中NiO的质量分数,％.x-0、5、10、17、25),并以该材料作阳极进行960℃的铝电解实验.分析烧结体的显微结构和物相组成以及电解试样的表层形貌与成分,研究NiO的添加对NiFe2O4陶瓷烧结性能和电解腐蚀性能的影响,并对该材料的烧结机制和熔盐腐蚀行为进行探讨.结果表明:氮气气氛下1 300℃烧结的NiFe2O4-NiO复合陶瓷存在NiO和NiFe2O4两种物相,NiO相含量高于理论值;NiFe2O4陶瓷的相对密度为98.54％,添加NiO后复合陶瓷材料的相对密度有所下降,但仍保持在95％以上;电解过程中阳极表面形成不含NiO相的致密保护层,阻止电解质熔盐的渗透;保护层厚50～80 μm,为含Al的尖晶石NiFe2O4相;随着NiO含量增加,阳极表面的致密层变得越发不平整.     

铝电解惰性阳极的研究现状

从铝电解使用惰性阳极的理论、铝电解对惰性阳极的要求、惰性阳极的研究进展和惰性阳极适用的槽型 4个方面论述了铝电解使用惰性阳极的可行性 ,并分析了各种惰性阳极材料的优缺点和可行的研究方向     

合成工艺对NiFe2O4基惰性阳极性能的影响

为得到制备NiFe2O4基惰性阳极的最佳条件,利用正交实验法确定合适的工艺条件.考虑了影响惰性阳极制品的4个主要因素,每个因数又设计3个水平,通过正交实验极差分析研究了各因素对制品气孔率的影响,并确定了影响因素的主次.实验结果表明:对烧结后试样气孔率影响最大的因素是烧结温度,其次是纳米粉含量,再次是成型压力,最后是烧结时间;添加合适量的纳米粉,提高烧结温度和保温时间,增大成型压力等都有利于降低样品的气孔率.最佳工艺条件为:纳米粉质量分数20%,成型压力200MPa,烧结温度     

5Cu/(10NiO-NiFe2O4)金属陶瓷惰性阳极钠钾混合电解质电解腐蚀研究

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,对其在钠钾冰晶石混合冰晶石中进行电解腐蚀。研究结果表明,从微观来看,阳极存在腐蚀现象。电解过程的槽电压波动剧烈。Fe、Ni和Cu组元的平衡浓度分别为150×10-6、42×10-6及40×10-6,腐蚀速率比常规电解条件下的低。     

烧结温度对NiFe2O4/TiN复合陶瓷惰性阳极材料性能的影响

采用两步烧结法制备了掺杂质量分数为7%TiN的NiFe₂O₄/TiN复合陶瓷惰性阳极材料,重点研究了烧结温度对NiFe₂O₄/TiN复合陶瓷惰性阳极材料的微观结构及性能的影响.研究结果表明:随着烧结温度的升高,惰性阳极材料的晶粒间隙变小,气孔逐渐减少,晶粒间结合度提高,体积密度呈先升高后降低趋势,在1325℃时达到最大值5.20g/cm³,但材料内部存在微裂纹;烧结温度为1300℃时,材料表现出较好的综合性能,抗弯强度达到最大值66.77MPa,一次热震强度剩余率为95.54%,表现出良好的耐高温冰晶石熔盐腐蚀能力;烧结温度超过1300℃时,材料内部缺陷尺寸增加,电解质成分更容易渗入到阳极材料中,耐腐蚀性能下降.     

不同烧结条件下V_2O_5对NiFe_2O_4基惰性阳极结构和性能的影响

采用两步冷压—烧结法制备了V_2O_5掺杂NiFe_2O_4尖晶石阳极材料,研究在不同烧结条件下,V_2O_5添加剂对NiFe_2O_4尖晶石结构和性能的影响。结果表明,向NiFe_2O_4陶瓷基体中引入V_2O_5后形成了低共熔点物质Ni_2FeVO_6,形成液相烧结,能够促进晶粒生长。试样的气孔率和抗弯强度均随着V_2O_5添加量的增加而不断下降。添加0.5%V_2O_5后,低温条件下烧制所得样品的平均气孔率和抗弯强度与相同条件下制备的无添加剂样品的平均气孔率相近。高温条件下延长烧结时间能够降低样品的平均气孔率,但陶瓷基体内会因为部分晶粒的异常生长导致惰性阳极力学性能的弱化。     

Corrosion of Zinc Ferrite Based Inert Anodes in AlF3-NaF-Al2O3 Melts Under Conditions of Anodic Polarization

ZnFe2O4-based inert anodes were made to conduct the aluminum electrolysis tests. The corrosion behaviors of the inert anodes were examined and discussed. Experiment results prove that: (1) ZnFe2O4-based inert anodes are good corrosion resistant to AlF3-NaF-Al2O3 melts under the conditions of anodic polarization; (2) High anodic current density(＞1.5 A·cm-2), high alumina concentration and low ratio of NaF/AlF3 in the molten salts will be the most important conditions for using inert anode.     

尖晶石基铝电解惰性阳极的研究进展

惰性阳极是铝电解行业比较关注且极富挑战性的课题。本文主要论述了惰性阳极的研究进展及国内外现状，重点阐述了氧化物阳极(SnO2基氧化物阳极及铁酸盐阳极)、金属陶瓷及氧化铈涂层等．并且只有惰性阳极 可润湿性阴极的新型电解槽同时使用才能达到人们所期望的降低能耗、消除污染、降低成本的目的。     

掺杂La2O3对金属陶瓷惰性阳极性能的影响

采用Fe-Ni合金为基体,增强相用AlO,掺杂少量的LaO制备一种金属陶瓷惰性阳极试样,分析了烧结温度对试样2323结构的影响,研究了掺杂LaO对试样的体积密度、气孔率、导电率、高温氧化性能,腐蚀速率的影响。23