镍铁尖晶石基金属陶瓷惰性阳极的研制

采用热压烧结的方法制备了镍铁尖晶石基金属陶瓷试样,用于铝电解的惰性阳极。实验制得了相对密度大于98%的阳极试样,并研究了试样的导电性能和抗电解质腐蚀性能。结果表明,所得的阳极试样的电导率随温度的升高而增大,在900℃时电导率在40Ω-1·cm-1~60Ω-1·cm-1之间。在电解过程中,阳极电压降平稳(2.8V~3.2V),表明阳极的电阻在电解过程中没有明显变化,导电性能稳定。用反电动势法测量电解反应的分解电压为2.2V~2.5V,表明电解反应为2Al2O3=4Al+3O2,电极呈现良好的惰性。电子显微分析表明,试样抗冰晶石-氧化铝熔盐腐蚀的性能良好,电解质通过对Fe2O3的溶解来腐蚀阳极。     

铝电解惰性阳极研究现状

惰性阳极是铝工业新技术的一个重要课题,本文对近年来铝电解阳极材料多已集中在金属、金属陶瓷、氧化物陶瓷和氧化铈涂层几个方面的现状及研究进展分别加以介绍。指出铝电解惰性阳极的研制一开始就遇到的问题,如氧化,腐蚀,产出铝受惰性阳极材料的污染,阳极寿命,导电性和成本问题仍未完全解决。     

惰性阳极的研究开发和市场潜力

因为在电解铝生产过程中惰性阳极不会产生温室气体,只产生氧气,因此,业内人士对惰性阳极很感兴趣。惰性阳极必须满足下述条件:在0.8Acm~(-2)的标称电流密度下,腐蚀速度小于10mm/年;极化电压在0.8Acm~(-2)时小于0.5V;在标称工厂条件下,坚实耐用;1000℃时在氧气中稳定;抗氟化;热稳定性/足够耐热冲     

铝电解惰性阳极研究

进行了镍基惰性阳极在熔融质中通电情况下的腐蚀实验,介绍了镍基惰性阳极的抗冲击力,抗腐蚀等性能。     

小型金属陶瓷惰性阳极的低温铝电解实验

本实验采用自行研制的小型镍铁尖晶石基惰性阳极 (直径 43mm)与冰晶石 -氧化铝系低温电解质 ,在 85 0℃下进行电解实验 ,保持阳极电流密度lA/cm2 ,实验共进行 11小时 ,得到了少量的金属铝。实验结果表明 ,在此电解温度下 ,构成惰性阳极的金属陶瓷材料抗电解质腐蚀的能力较强 ;阳极在实验后出现的裂纹说明材料的抗热震性有待进一步提高 ,而且本实验中惰性阳极与金属导杆的连接方式也需更深入研究。     

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。     

添加剂BaO对铝电解用xCu/（10NiO-NiFe_2O_4）金属陶瓷惰性阳极腐蚀性能的影响

制备铝电解用xCu/（10NiO-NiFe2O4）和1BaO-xCu/（10NiO-NiFe2O4）（x=5,10,17）金属陶瓷惰性阳极,在传统电解质中以电流密度1.0A/cm2进行实验室电解腐蚀实验。结果表明：金属Cu被腐蚀,在阳极表面留下了许多孔洞从而导致在电解过程中电解质向阳极内部渗透;金属陶瓷5Cu/（10NiO-NiFe2O4）,10Cu/（10NiO-NiFe2O4）,17Cu/（10NiO-NiFe2O4）,1BaO-5Cu/（10NiO-NiFe2O4）,1BaO-10Cu/（10NiO-NiFe2O4）和1BaO-17Cu/（10NiO-NiFe2O4）的腐蚀速率分别为2.15,6.50,8.30,4.88,4.70和4.48cm/a;添加剂BaO对10Cu/（10NiO-NiFe2O4）和17Cu/（10NiO-NiFe2O4）金属陶瓷的抗腐蚀性能是有利的,因为添加剂BaO能有效提高其致密度从而提高其抗腐蚀性能;但BaO对5Cu/（10NiO-NiFe2O4）金属陶瓷的抗腐蚀性能是不利的,可能是因为聚集在晶界的添加剂BaO加速了金属陶瓷的腐蚀。     

镍基惰性阳极的耐腐蚀性研究(上)

论述NiO-NiFe2O4基金属陶瓷惰性阳极在熔融电解质中的腐蚀情况，对该镍基惰性阳性的制备过程及抗腐蚀性能进行了深入研究。     

铝电解惰性阳极用Ni-Zn铁氧体的固态合成

采用固态合成法分别在惰性气氛和空气下，制备不同成分的Ni(l-x)ZnxFe2O4铁氧体尖晶石。对反应产物的物相、粒度和形貌的检测表明：在Ar气保护下煅烧主要发生氧化物的离解反应，反应物无法得到目标物相；采用反应烧结法制备铝电解金属陶瓷惰性阳极时，须保持一定的氧分压，以避免金属氧化物的离解和金属相的氧化；在空气中，通过固态反应可制备出理想的铝电解惰性阳极用Ni(l-x)ZnxFe2O4尖晶石，其粒度细，且符合标准正态分布，烧结温度低，在1150℃下保温6h即实现完全反应。     

镍基惰性阳极的耐腐蚀性研究(下)

探讨Ni0—NiFe204基金属陶瓷惰性阳极在冰晶石——氧化铝熔体中的腐蚀行为，通过实验作出电解质分子比、电流密度及氧化铝浓度与腐蚀速率的关系曲线。针对该镍基惰性阳极，找出了该惰性阳极材料腐蚀速率较小时对应分子比，电流密度及氧化铝浓度等电解过程控制的较佳条件。     

新型炼铝电极材料

研制了一种新型铝电解金属陶瓷惰性阳极,阳极基体由Fe-Ni-Co-Al-O构成.在电解温度960℃,氧化铝质量浓度为6.0%,阳极电流密度为1.0 A/cm2,分子比为2.6的电解质中对其进行了10 h的电解.电解过程平稳,电解铝产品纯度达到96%～99%,阳极气体中氧气的含量为98%,反电动势为2.45 V,高于理论值0.25～0.35 V.此阳极具备较好的导电性、抗氧化和耐腐蚀性.采用X射线衍射和电子探针微分析仪(EPMA)对电解后的阳极进行分析,发现阳极表面存在铁酸镍、铝酸铁等尖晶石型化合物,阳极表面下层为铝酸铁、钴酸镍等陶瓷相以及金属相;金属相和陶瓷相相互弥散分布构成结构致密的金属陶瓷层.     

铁酸镍基金属陶瓷惰性阳极材料的研究进展

惰性阳极铝电解技术的发展主要基于经济和环境的考虑,对铝电解工业的长远发展具有重要意义,已成为铝电解工业进步的关键技术。合金惰性阳极具有易加工成形、良好的抗热震性和导电性,金属陶瓷惰性阳极兼顾陶瓷的高温热稳定性及金属的高导电性和高韧性,二者已成为惰性阳极的主要候选材料体系,并进行了工程化铝电解试验研究。近年来,惰性阳极的研究集中在合金阳极表面保护膜形成与溶解的动态平衡控制、金属陶瓷组成与结构优化、惰性阳极的电解腐蚀机制及抑制技术等方面。综述了铝电解用合金阳极和金属陶瓷惰性阳极的近期研究进展,从材料学的角度介绍铁酸镍基金属陶瓷的组成优化、烧结、电解腐蚀特性等方面的最新研究成果。     

铁酸镍基金属陶瓷的强化烧结与熔盐腐蚀行为

采用气氛烧结方法制备NiFe2O4基金属陶瓷材料,并进行960℃的铝电解腐蚀实验.通过分析烧结体的显微结构和物相组成、电解试样的表层形貌与成分以及电解质和阴极铝的杂质含量等,研究BaO、Yb2O3和CoO的添加以及金属相的组成对NiFe2O4基金属陶瓷烧结性能的影响;表征J该金属陶瓷强化烧结体作为铝电解惰性阳极的电解腐蚀性能;并对材料强化烧结机制和熔盐腐蚀行为进行探讨.结果表明烧结过程中,BaO和Yb2O3与该金属陶瓷中的陶瓷相反应生成新的物相,CoO与陶瓷相形成固溶体,并加快烧结致密化进程;以Cu-Ni取代纯Cu和纯Ni作为金属陶瓷的金属相,可提高材料的相对密度;NiFe2O4基金属陶瓷的高致密度可抑制电解过程中金属相的流失和陶瓷相的腐蚀,阳极表层也转变为致密的NiFe2O4相.     

Effect of Ni content on corrosion behavior of Ni/（10NiO-90NiFe2O4） cermet inert anode

Ni/（10NiO-90NiFe2O4） cermet inert anodes with metal Ni content of 0, 5, 10, 15 and 20 （mass fraction, %） were prepared and their corrosion behavior in Na3AlF6-Al2O3 melts was investigated in laboratory electrolysis tests. The results indicate that the content of metal Ni in anodes has little effect on the steady-state concentration of impurities Ni and Fe in electrolyte and the values range in （114-173）×10^-6 and （287-385）×10^-6, but the content of impurities in the metal aluminum manifolds. There is preferential corrosion for metal Ni in NiO-NiFe2O4 based cermet anodes. Considering the corrosion resistance and electrical conductivity, the cermet containing 5%Ni （mass fraction） behaves best among NiO-NiFe2O4 based cermet anodes studied, and should be further studied.     

Preparation and preliminary testing of cermet inert anode for aluminum electrolysis

1　INTRODUCTIONAluminumhasthelargest productivityamongthenonferrousmetals ,2 4Mtperyearintheworld .Whilegreatprogresshavebeenmadeintheprimaryaluminum production ,theindustrycontinuestopur sueresearchtosolvesomeformidablechallenges ,suchas quitealargeenergyintensity(14 0 0 0 15 0 0 0kW·hpertonaluminum) ,highcon sumptionofcarbonanode(5 0 0 6 0 0kgpertonalu minum) ,significantemissionsofgreenhousegas(1.71tpertonaluminum )andotherdetrimentalgases ,highcapitalinvestmentandcost[1] .Inertelectr…     

大型铝电解惰性阳极的研制

本文报导了新近研制开发的大型铝电解惰性阳极板(160×100×10mm)的制作过程,并对使用的原料准备、压制成型、烧结过程进行讨论。该阳极板可拼接为160×300~500×10mm大型阳极并组装为3000~6000A铝电解试验槽的惰性阳极。     

17（Cu-10Ni）-（NiFe2O4-10NiO）基金属陶瓷在铝电解过程中的相演变（英文）

采用冷压气氛烧结制备17(Cu-10Ni)-(NiFe2O4-10NiO)金属陶瓷,并作为阳极在960°C下分别进行10和40h的铝电解试验。对电解前后金属陶瓷的显微结构、物相成分进行分析检测。对电解质及阴极金属中的杂质含量进行分析,研究阳极组成中Fe、Ni和Cu元素的腐蚀行为。研究发现:在电解过程中,在材料表面形成NiFe2O4相致密层,该致密层随电解时间的延长而增厚。在NiFe2O4相致密层形成与增厚过程中,出现NiFe2O4相吞噬NiO相和金属相氧化的现象,金属陶瓷中Cu元素优先腐蚀溶解。并着重讨论NiFe2O4相致密层形成与增厚过程中金属相的腐蚀形式及NiO相向NiFe2O4相的转变机制。     

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 …     

铝电解金属陶瓷惰性阳极的机械加工及大型化研究

本文用普通钻头和设计的专用走具,采用传统机械加工方法对金属陶瓷铝电解惰性阳极钻孔,同时也研究了金属陶瓷惰性阳极的磨削、抛光等加工方法。用这些方法成功地解决了金属陶瓷铝电解惰性阳极的机械加工和大型化问题。     

Formation of Al-Ni master alloys using nickel anode

Nickel anode was investigated as a potential anode of aluminium electrowinning for preparation of Al-Ni master alloys. The electrolysis tests were carried out in Na3AlF6-Al2O3 based melts at 940℃. The results show that the cell voltage during electrolysis has only minor instability, and there exists NiO phase in electrolyte after 0.5 h electrolysis. Ni content in A1-Ni master alloys increases with increasing the electrolysis time. Concentration limit of Ni in Al-Ni master alloys can be up to 33.8% （mass fraction）. However, substantial corrosion of the Ni-metal substrate is observed, and the oxide scale on the nickel anode after electrolysis is porous and loose that does not prevent corrosion of the substrate.