17(xCo-Ni)-(10NiO-NiFe2O4)金屬陶瓷的制備及性能研究.pdf

1、采用環(huán)保節(jié)能的惰性陽極取代重污染的碳素陽極應(yīng)用于鋁電解已是大勢所趨。NiFe2O4基金屬陶瓷因其優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性，已經(jīng)成為目前研究最多且最具潛力的惰性陽極候選材料。
　　本文基于科技部國際合作專項（2010DFA52130）資助，并結(jié)合前期課題組對17Ni/(NiFe2O4-10NiO)金屬陶瓷研究成果，對其進(jìn)一步展開細(xì)致的研究。本文主要創(chuàng)新點是：引入Co元素與Ni元素組成合金Co-Ni相，用以代替純Ni作為金屬陶瓷的金屬相，旨在

2、尋找一種更合適的金屬相作為第二相。通過真空燒結(jié)方法制備出17(xCo-Ni)/(10NiO-NiFe2O4)金屬陶瓷，并重點研究分析了不同Co含量對17(xCo-Ni)/(10NiO-NiFe2O4)材料的微觀組織、物相組成、燒結(jié)致密化、力學(xué)性能以及高溫抗氧化性能的影響。主要研究成果如下：
　　1、采用高溫固相合成法制備出高純度的NiFe2O4-10NiO基體，燒結(jié)工藝為1200℃保溫4h。
　　2、采用冷壓-真空燒結(jié)工藝制

3、備出17(xCo-Ni)/(10NiO-NiFe2O4)金屬陶瓷（x=0、10、20、30、40、50、70），并探討得出其最佳燒結(jié)溫度為1300℃。
　　3、17Ni/(10NiO-NiFe2O4)金屬陶瓷物相組成是 NiO、NiFe2O4和 Ni三相，而17(xCo-Ni)/(10NiO-NiFe2O4)材料物相則相對復(fù)雜，其組成主要是 NiO、NiFe2O4和Co-Ni，沒有純Ni相，說明Co與Ni共同組成了金屬相；同時部分

4、Co與基體反應(yīng)生成了CoO與Fe2O3新相，新相隨Co含量的增加而增多。Fe2O3相處在NiO與NiFe2O4交界處，CoO則完全固溶于陶瓷基體。
　　4、Co的添入可以明顯改善17Ni/(10NiO-NiFe2O4)金屬陶瓷的致密度、力學(xué)性能、導(dǎo)電性能，且均是隨Co含量的增加先增大后減小，在x=20，即Co含量占金屬相20wt％時綜合性能達(dá)到最優(yōu)，其致密度、硬度、抗彎強度、斷裂韌性、抗熱震性及分別達(dá)到96.87％、820.81N