Nb2O5摻雜NiFe2O4基金屬陶瓷導(dǎo)電和熔鹽腐蝕行為的研究.pdf

1、基于惰性陽極的鋁電解新技術(shù)是提升和改造鋁電解工業(yè)的根本途徑，可望改變傳統(tǒng)鋁電解工藝中高污染高能耗等問題，實(shí)現(xiàn)原鋁生產(chǎn)節(jié)能減排的目標(biāo)。NiFe2O4基金屬陶瓷是目前最具工業(yè)化應(yīng)用前景的惰性陽極材料之一，要求其易實(shí)現(xiàn)燒結(jié)致密化，具備優(yōu)良的導(dǎo)電性能和耐高溫熔鹽腐蝕性能。論文在國家“863”、“973”等項(xiàng)目的資助下，重點(diǎn)研究了Nb2O5摻雜對(duì)NiFe2O4基陶瓷和金屬陶瓷燒結(jié)性能、導(dǎo)電性能和熔鹽腐蝕行為的影響，并對(duì)該類金屬陶瓷低溫鋁電解以及表

2、面致密層的形成機(jī)制進(jìn)行了探討。論文主要完成的研究工作和取得的結(jié)果如下:
　　 (1)采用固相反應(yīng)法合成Ni1-xNbxFe2O4(x=0，0.02，0.05，0.07，0.1，0.2)陶瓷粉體，通過等靜壓-氣氛燒結(jié)法制備陶瓷試樣。研究發(fā)現(xiàn)適量Nb2O5摻雜有助于NiFe2O4陶瓷的燒結(jié)致密化，材料高溫導(dǎo)電性能得到提升;960℃電解過程中陽極表面形成厚度不一的尖晶石致密層，Nb元素未發(fā)生優(yōu)先腐蝕，適量Nb2O5摻雜改善了陶瓷材料的

3、耐蝕性能。
　　 (2)研究了Nb2O5摻雜NiFe2O4基金屬陶瓷的燒結(jié)性、導(dǎo)電性和耐蝕性。結(jié)果表明，Nb2O5和NiO的共同作用有利于制備出高燒結(jié)密度的金屬陶瓷;導(dǎo)電活化能的降低使材料具有良好高溫導(dǎo)電性;適量Nb2O5摻雜改善了材料表層尖晶石相的耐蝕性，電解過程中更易形成厚而均勻的致密層。
　　 (3)研究了金屬陶瓷在不同低溫電解條件下的熔鹽腐蝕行為。研究發(fā)現(xiàn)較高溫度有利于電解穩(wěn)定性的提高以及表面致密保護(hù)層的形成;較