低温铝电解的物理化学过程

为达到降低铝电解的温度的目的,对低温度下(800～900℃)电解冰晶石-氧化铝体系电解质制取金属铝的物理化学过程进行了实验研究。主要研究内容包括:用透明电解槽观测低温铝电解中进行的物理化学过程 ;低温电解质的组成和物理化学性质;低温电解中的能量消耗;铝在低温电解质中的溶解和电流效率;氧化铝在低温电解质中的溶解;低温电解质中NaF/AlF3摩尔比的检测方法;低温电解的电极过程;惰性电极在低温电解过程中的应用。     

低温铝电解用Cu-Ni-Cr 金属阳极性能研究

采用熔炼法制备Cu-25Ni-10Cr 铝电解金属阳极, 并进行氧化实验和电解实验研究。结果表明, 合金阳极在空气中的氧化动力学曲线遵循抛物线变化规律, 而在纯的氧气中的氧化动力学曲线偏离了抛物线规则。电解极化条件下的腐蚀结果与不同的试验条件相关。在不同温度、阳极电流密度和氧化铝浓度条件下, 于组成为NaF-AlF₃-NaCl-CaF₂-Al₂O₃ 的电解质体系中电解, 结果显示电解极化腐蚀的速率随电解质中氧化铝浓度的增高而减小, 随温度的增高而增大。电解过程运行平稳, 该阳极周围产生大量气泡, 电解平稳时, 槽电压在4.0～4.6 V 之间波动。低温铝电解能够发挥金属阳极的优越性。     

铝电解质初晶温度的拟合及须报

本文是对冰晶石为基的二元系及多元系初晶温度的研究。收集并选取了最近２０多年，特别是最近１０年来发表的有关冰晶石体系的初晶温度测量值。进行了回归分析，得到初晶温度与电解质组成关系的回归方程。对所得的回归方程做了统计检验，并利用此回归方程对用电解中常见电解质组成的初晶温度做了预报。计算结果表明此回归方程。可以在一定的组成范围内较好地预报铝电解质的初晶温度。     

铝电解质初晶温度和电导率数学模型的研究

测定了铝电解质的初晶温度和电导率,求出了一个范围较宽的初晶温度的数学模型。并根据工业铝电解的实际情况,分四段求出了其电解质的电导率数学模型。分析讨论了各因素对铝电解质初晶温度和电导率的影响,并求出了其等值图。     

铝电解质初晶温度和电导率数学模型的研究

测定了铝电解质的初晶温度和电导率，求出了一个范围较宽的初晶温度的数学模型。并根据工业铝电解的实际情况，分四段求出了其电解质的电导率数学模型。分析讨论了各因素对铝电解质初晶温度和电导率的影响，并求出了其等值图。     

铝电解惰性阳极材料的制备及抗腐蚀研究

本文制备了包括以NiO和Fe_2O_2为基的金属陶瓷和以SnO_2为主的氧化物陶瓷的惰性阳极材料,并测试了各种性能。研究选择了两种不同温度的电解质体系,一种是以NaF-AlF_3为主的高温体系,电解温度为960℃,另一种是以NaF-KF-AlF_3为主的低温体系,电解温度为800℃;在这两种体系中分别进行了电解试验,高温体系的平均腐蚀速率为0.0015cm/h,约是低温体系的2～3倍。     

NdF3—NaF—LiF系初晶温度的研究

我国现行稀土氟盐电解采用ＬｉＦ作添加剂，电解操作困难，电解成本高。采用廉价的ＮａＦ或其它碱金属氟化物替代或部分替代ＬｉＦ，是稀土电解的一个研究方向。本文测定ＮｄＦ３－ＮａＦ熔体对Ｎｄ２Ｏ３的溶解能力，采用二因子三次正交回归设计研究了ＮｄＦ３－ＮａＦ－ＬｉＦ系的初晶温度，得出该体系初晶温度回归方程的数学模型，分析了ＮａＦ、ＬｉＦ对初晶温度的影响。研究结果表明，从降低熔体初晶温度和提高熔体对Ｎｄ２Ｏ３溶解能力的角度出发，ＮａＦ替代或部分替代ＬｉＦ作为氟盐体系电解金属钕的支持电解质是可行的。     

惰性TiB2阴极在低温铝电解中的应用

在实验室100ATiB2阴极的垂直排铝式电解槽上进行电解,所用电解质分子比为1．5～2．2,电解温度为800～935℃,电解得到金属铝并且电流效率为82．0％～88．3％,直流电耗为11．54～12．05kW·h／kg铝,在TiB2阴极上未发现固体结壳．实验表明：由于使用TiB2阴极,并改变电解槽结构,改善了电解质的循环,既消除了低温电解时的阴极结壳,又可通过降低极距补偿了低分子比电解质的电导率下降。     

Na3AlF6—AlF3—LiF—CaF2系熔体变温电导率的研究

本文依据三因子二次正交回归设计，在较宽的成分区域内研究铝电解工业常用电解质体系（2．23～3．0）NaF·AlF3－（0～5％）LiF－（0～　　　　　15％）CaF2系熔体的变温电导率．电导率的测定采用平行四电极法，它克服了熔盐高温及氟盐侵蚀性对测定结果的影响．变温电导率（即初晶温度以上20℃时的电导率）的研究使测定结果更具有可比性．更能反应工业生产实际．经分析得到了与恒温性质不同的结论．这是本体系格体等溶变温性质研究工作的一部分，将为铝电解工业选择适宜的电解质成分提供理论依据．     

新型低温铝电解质体系的研究：氧化铝的溶解度与溶解速度

分别测定不同温度下粉末状α－Ａｌ２Ｏ３在Ｎａ３ＡｌＦ６－ＡｌＦ３（摩尔比１∶１）Ｋ３ＡｌＦ６－ＡｌＦ３（摩尔比１：１）及Ｎａ３ＡｌＦ６－Ｋ３ＡｌＦ６－ＡｌＦ３（摩尔比０．５：０．５：１）熔盐体系中的溶解度和溶解速度。探讨和分析了ＬｉＦ对Ｎａ３ＡｌＦ６－Ｋ３ＡｌＦ６－ＡｌＦ３熔体（摩尔比０．５：０．５：１）中氧化铝溶解度的影响。结果表明氧化铝在低温钾冰晶石体系Ｎａ３ＡｌＦ６－Ｋ３ＡｌＦ６－ＡｌＦ３（摩尔比０．５：０．５：１）中的溶解度和溶解速度能够满足低温电解的要求。     

冰晶石基铝电解质电导率的研究进展

综述冰晶石基铝电解质电导率的研究进展,分析各种因素对铝电解质电导率的影响,指出应该逐渐把目标转向低温电导率的研究,为实现低温铝电解提供可靠的实验数据和有益的参考资辩.     

硫酸电解液中阳极氧化铝膜的制备与表征

在硫酸电解液中对高纯铝箔进行阳极氧化,分析电解电流的变化规律,用X射线及扫描电镜研究氧化铝膜的微观形态与结构.结果表明,阳极氧化铝膜为氧化铝的无定型态,电解电流随电解时间的增加先急剧下降,后逐步回升,然后进一步调整且逐渐趋于平稳,阳极氧化铝膜纳米微孔大小及有序度随电解电压的增加而增加,电解液温度升高,孔径尺寸增大.7℃条件下氧化铝膜有序性优于2℃和13℃条件下氧化铝膜有序性.     

神经网络预报低温铝电解的电流效率

用Ｎａ３ＡｌＦ６－ＡｌＦ３－ＣａＦ２－ＭｇＦ２－ＬｉＦ－Ａｌ２Ｏ３体系中的低摩尔比（ｎ（ＮａＦ）／ｎ（ＡｌＦ３））电解质进行低温电解实验，以大量的实验数据为学习样本，让网络学习以建立各种电解条件与对应电流效率间的非线性映射，用来预报不同电解条件下的电流效率，研究了各种电解工艺参数对电流效率的影响规律。     

铝电解过程阳极气泡的析出行为

铝电解过程阳极生成的气泡在排放过程中的运动带动电解质的流动,其流动行为影响氧化铝的溶解和金属的二次反应,对电解过程影响较大。采用透明槽进行铝电解实验,用高速照相机和摄像机记录电解过程中的气泡行为并进行分析。结果表明,气泡的生成分为两个阶段：第一个阶段为气泡在阳极底部的生长,第二个阶段为气泡脱离阳极底部在电解质中上升。在阳极电流密度0.7 A/cm2下电解,在气泡生长阶段阳极底部气泡层的最大厚度为0.4 cm,气泡生长到最大需要的时间为12 s,气泡脱离阳极底部在电解质中上升需要的时间为0.27 s。整个电解过程,阳极侧部小气泡不断长大、逸出,采用Matlab数学处理软件,用直方图均衡化方法处理摄像机拍摄的实验图像,可获得阳极侧壁的气泡的生成的清晰图像,用于深入观察和分析气泡的析出行为。     

铝电解槽低电解温度的选择与稳定控制

围绕铝电解槽低电解温度稳定控制过程中遇到的一些工艺技术条件问题,对槽设定电压、分子比、铝水平、电解温度之间的关系进行了综合研究分析与测试。在此基础上,确定了低电解温度的选择。重点研究形成了完整的低电解温度稳定控制模型。     

多孔阳极氧化铝膜厚度影响因素

以H2SO4为电解液对高纯铝箔进行阳极氧化,用涡流测厚仪分析制备工艺参数对多孔氧化铝膜厚度的影响.结果表明,在一定电解液浓度及电解电压下,氧化铝膜厚度随电解液浓度及电解电压的增加而增大,但过高的电解液浓度及电解电压均会造成氧化铝膜的快速击穿.氧化铝膜厚度随电解时间的增加而增大,但初期的增长速度较快,后期随电解时间的增加变化缓慢.在一定温度范围内氧化铝膜的厚度随温度的升高而增加.