鋁電解用NiFe-,2-O-,4-基惰性陽(yáng)極的制備及性能研究.pdf

1、本文以開(kāi)發(fā)鋁電解惰性陽(yáng)極為目標(biāo)，用粉末冶金的方法制備出以NiFe2O4陶瓷相為基體，添加以金屬Cu作為導(dǎo)電組元的金屬陶瓷惰性電極材料；研究了不同燒結(jié)溫度、燒結(jié)時(shí)間對(duì)NiFe2O4陶瓷粉體及塊體合成條件的影響；分析了各組成電極材料的導(dǎo)電性、高溫抗氧化性以及在電解質(zhì)中的腐蝕性能。獲得如下主要結(jié)果： ⑴以NiO和Fe2O3粉末為原料，在不同的燒結(jié)溫度和燒結(jié)時(shí)間下對(duì)燒結(jié)粉體情況進(jìn)行了分析，研究表明，制備尖晶石型NiFe2O4陶瓷粉體的最

2、佳工藝條件是：1100℃～1200℃，6個(gè)小時(shí)；采用冷等靜壓成型—真空燒結(jié)工藝制備了Cu—NiFe2O4金屬陶瓷惰性陽(yáng)極，結(jié)果表明，制備該金屬陶瓷惰性陽(yáng)極的最佳燒結(jié)制度為：燒結(jié)溫度1300℃，燒結(jié)時(shí)間為8h。 ⑵在最佳燒結(jié)制度下(1300℃，8h)，得到的惰性陽(yáng)極試樣的開(kāi)口氣孔率較低，陽(yáng)極試樣的密度也較高。加入金屬相Cu能有效改善NiFe2O4的導(dǎo)電性能，隨環(huán)境溫度的提高，其電導(dǎo)率增大。Cu含量在20％以?xún)?nèi)的金屬陶瓷，在1233

3、K時(shí)的電導(dǎo)率處于(200～300)×10-2Ω—1·cm—1范圍內(nèi)，說(shuō)明加入金屬相Cu可使NiFe2O4有望作為惰性陽(yáng)極材料使用。 ⑶對(duì)惰性陽(yáng)極試樣進(jìn)行了高溫氧化實(shí)驗(yàn)，結(jié)果說(shuō)明試樣氧化增重與時(shí)間曲線符合“拋物線”規(guī)律，氧化速度較慢，說(shuō)明該惰性陽(yáng)極試樣具有較強(qiáng)的抗氧化能力，其氧化機(jī)理為“保護(hù)性氧化”。在960℃下的熱腐蝕和電解腐蝕后表明，NiFe2O4基金屬陶瓷陽(yáng)極試樣在電解質(zhì)中有很小的腐蝕速度，如5％Cu—NiFe2O4的最小的