NiFe2O4基金屬陶瓷惰性陽(yáng)極電解過(guò)程表面結(jié)構(gòu)演變及其影響因素研究.pdf

1、惰性陽(yáng)極與可潤(rùn)濕性陰極在鋁電解工業(yè)上的應(yīng)用因能夠消除現(xiàn)行碳電極帶來(lái)的溫室效應(yīng)氣體排放，降低給環(huán)境帶來(lái)的污染問(wèn)題而成為重要的課題。而惰性陽(yáng)極是開(kāi)發(fā)該新技術(shù)的關(guān)鍵。論文在國(guó)家自然基金項(xiàng)目（編號(hào):51222403）的資助下，在前期研究的基礎(chǔ)之上，以17Ni-(NiFe2O4-10NiO)金屬陶瓷為對(duì)象，在Na3AlF6-AlF3-Al2O3熔鹽體系下，研究了陽(yáng)極表層物相結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變與形貌變化;在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步研究了電解工藝（電解溫度、氧化鋁濃度

2、、電流密度等）對(duì)陽(yáng)極表層物相結(jié)構(gòu)演變特征的影響。獲得了如下主要研究結(jié)果:
　　1)金屬陶瓷惰性陽(yáng)極17Ni-(NiFe2O4-10NiO)表面中原有的NiO相以及電解過(guò)程新生態(tài)氧與金屬相Ni作用生成的NiO，可與熔體中的Al2O3反應(yīng)而生成NiAl2O4，也可與Fe2O3反應(yīng)向NiFe2O4相轉(zhuǎn)變;同時(shí)，二者新生物相在一定條件下可與陽(yáng)極原有陶瓷相共同形成穩(wěn)定的致密耐蝕層結(jié)構(gòu)，由于其有比金屬相Ni和陶瓷相NiO更強(qiáng)的耐腐蝕能力，有利

3、于提高材料的抗腐蝕性能。
　　2)電流密度對(duì)17Ni-(NiFe2O4-10NiO)金屬陶瓷惰性陽(yáng)極電解過(guò)程中表面新生物相NiAl2O4和NiFe2O4的生成影響最大，Al2O3濃度的影響其次，電解溫度最小。電流密度升高，NiFe2O4基金屬陶瓷惰性陽(yáng)極表面新生物相NiAl2O4和NiFe2O4較多，且在陽(yáng)極表面形成的穩(wěn)定致密耐蝕層越厚，但過(guò)高的電流密度下，受陽(yáng)極區(qū)域Al2O3濃度局部過(guò)低的影響很大，所獲新生物相反而減少;Al2O

4、3濃度越高，陽(yáng)極表面越易生成物相NiAl2O4和NiFe2O4;而溫度的變化則對(duì)NiAl2O4等的生成影響基本不變。
　　3)在960℃的Na3AlF6-AlF3-Al2O3熔體，當(dāng)Al2O3濃度為7.5％以上時(shí)，在電流密度為1.5 A/cm2時(shí)，17Ni-(NiFe2O4-10NiO)金屬陶瓷惰性陽(yáng)極陽(yáng)極表面的新生物相NiAl2O4和NiFe2O4，可與原有陶瓷相共同作用形成約120μm的穩(wěn)定致密層，有利于陽(yáng)極耐腐蝕性能的提高。