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。     

NaF含量对惰性阳极在低温电解质中电化学性质的影响

惰性阳极在NaF含量分别为12 wt%、18 wt%、25 wt%的NaF-KF-AlF_3-7 wt%Al_2O_3电解质体系中电解时,阳极表面的电化学反应进行的程度呈先增大后减小的趋势,阳极过电位呈逐渐增大的趋势,氧化铝的溶解度呈逐渐降低的趋势。以0.5A/cm~2的电流密度进行恒电流电解时,该惰性阳极在18 wt%NaF-KF-AlF_3-7 wt%Al_2O_3电解质中电解的持续时间最长最平稳。NaF含量过高或过低时,阳极寿命均会降低。电解质中的氟元素在电解过程中会渗透到阳极氧化膜的最里层,形成金属氟化物,不利于电解。     

电解质对铝电解用阳极润湿性的研究

测试了熔融状态下三种不同组分的电解质对碳阳极和自制的镍铁尖晶石基金属陶瓷惰性阳极的润湿性.实验结果表明,电解质对惰性阳极的润湿性明显好于对碳阳极的润湿性,不同电解质成分对阳极的润湿角有一定影响.工业冰晶石中加入Al2O3能够改善电解质对阳极的润湿性,添加剂CaF2对提高电解质对惰性阳极的润湿性基本没有贡献.     

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。     

惰性电极大型铝电解槽设计实验

进行了具有金属陶瓷惰性阳极及TiB2隋性阴极的电解扩大实验研究.电解实验过程38h,电流强度150A,阳极未出现任何破损和变形.相关性能测试结果较理想,阳极腐蚀速率为23mm/a,电解所得阴极铝的纯度经测定达到97.3%.实验证明设计的3000A～6000A平行配置惰性阳极和TiB2惰性阴性新型铝电解槽是可行的.     

新型铝电解金属基复合材料惰性阳极研制与应用

研制了一种了铝电解惰性阳极的新型金属基复合材料，复合材料阳极导电性好且具备优良的抗氧化耐冰晶石熔盐腐蚀性能。在温度为850℃，60安培电流，阳极电流密度为10A／cm^，摩尔分子比为18的30％氧化铝浓度的冰晶石系电解质中进行了长时间的电解应用。结果表明，电解过程进行较为平稳，阳极周围产生大量气体。阳极腐蚀速率为2391mm／year，电解铝产品质量达到98％～99％，解决金属基惰性阳极电解过程合金成分对产品的污染问题。     

基于GA-BP的NiFe2O4基金属陶瓷阳极优化设计

采用BP神经网络对铝电解NiFe2O4基金属陶瓷惰性阳极的电解腐蚀过程进行了系统辨识。建立了以Al2O3质量浓度、电解温度、分子比、面积比和电流密度为输入,腐蚀率为输出的网络模型。在材料的设计中,采用了GA-BP优化方法,BP网络参与GA迭代计算时对个体的评价。应用结果表明,NiFe2O4基金属陶瓷惰性阳极的电解腐蚀率预测结果与实测值吻合;优化设计的结果与实验值很接近。     

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。     

中温铝电解质的研制及其在铝电解中的应用

文中报道了中温铝电解质的研制结果。采用酸性冰晶石 氟化铝 氧化钙 氟化镁 氟化钡体系。在实验室的35A电解槽上;采用碳阳极以及碳阴极和惰性TiB_2阴极,进行电解,电解温度为920±5℃。     

NiO对金属陶瓷惰性阳极电化学反应过程的影响

1100 K下,电解含有适量NiO的NiFe_2O_4基金属陶瓷惰性阳极(成分中金属Cu和Fe的总含量大于金属Ni的含量)时,该金属陶瓷惰性阳极的稳态极化曲线上只出现一个反应峰,分析可能是金属Fe的氧化反应或金属Ni的氧化反应,或者是金属Fe和金属Ni的氧化反应的叠加峰,没有出现金属Cu的氧化反应峰和金属Ni的氟化反应峰。由此可以推测,当金属陶瓷惰性阳极成分中金属Cu和Fe的总量大于金属Ni的含量时,添加适量的NiO,可能可以减弱或抑制电解过程中的某些电化学反应,增强金属陶瓷惰性阳极的在低温电解质中的耐腐蚀能力。