NiFe2O4惰性陽(yáng)極制備及電化學(xué)性能研究.pdf

1、傳統(tǒng)Hall-Héroult鋁電解槽由于采用消耗式炭素陽(yáng)極而存在著能耗高，炭耗大，成本高，陽(yáng)極更換頻繁和環(huán)境污染嚴(yán)重等問(wèn)題。惰性陽(yáng)極在電解過(guò)程中不參與電化學(xué)反應(yīng)，所以基本不消耗陽(yáng)極，可以避免上述問(wèn)題的發(fā)生，因而惰性陽(yáng)極成為鋁業(yè)界的研究重點(diǎn)和熱點(diǎn)，研究者們進(jìn)行大量的研究和嘗試力圖尋求符合鋁電解工業(yè)應(yīng)用的惰性陽(yáng)極材料。本文主要研究了合成陽(yáng)極材料的結(jié)構(gòu)和性能，并對(duì)這種惰性陽(yáng)極在電解過(guò)程中陽(yáng)極氣泡行為進(jìn)行了研究。
　　對(duì)合成NiFe2O4

2、惰性陽(yáng)極材料的結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)隨著合成溫度的升高，氣孔率降低。隨氣孔率的減小，抗彎強(qiáng)度呈現(xiàn)出先增大后降低的趨勢(shì)。在低溫下延長(zhǎng)燒結(jié)時(shí)間后不能有效地提升基體致密化程度。在合成NiFe2O4尖晶石(NiO過(guò)量15％(mass))的過(guò)程中，添加劑MnO2引入到原料Fe2O3和NiO粉末中，研究了添加劑對(duì)燒結(jié)及NiFe2O4尖晶石性能的影響。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)添加劑對(duì)燒結(jié)起到了一定的促進(jìn)作用，另外還能提高材料各個(gè)方面的性能。在1100℃和140

3、0℃溫度下，添加1.0wt％MnO2的樣品燒結(jié)不同時(shí)間的平均氣孔率分別為33.85％和1.82％，平均抗彎強(qiáng)度分別為12.45MPa和46.47MPa。
　　工業(yè)冰晶石+3wt％CaF2+5wt％A12O3電解質(zhì)對(duì)炭素陽(yáng)極的潤(rùn)濕角為103.1°。電解質(zhì)對(duì)NiFe2O4惰性陽(yáng)極的初始潤(rùn)濕角為76.9°，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，電解質(zhì)熔滴在陽(yáng)極表面迅速鋪展開(kāi)，到140s時(shí)潤(rùn)濕角已經(jīng)降到了23.4°。通過(guò)添加了1.0wt％MnO2后，初始潤(rùn)濕角