氧化物摻雜NiFe2O4基金屬陶瓷惰性陽(yáng)極的制備及性能研究.pdf

1、傳統(tǒng)Hall-Héroult鋁電解槽由于采用消耗式炭素陽(yáng)極而在能耗，炭耗，成本和環(huán)境污染等方面存在著不同程度的問(wèn)題。因惰性陽(yáng)極能夠較好的克服以上問(wèn)題而成為鋁業(yè)界的研究重點(diǎn)和熱點(diǎn)。研究者們進(jìn)行了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。
　　由于氧化物陶瓷陽(yáng)極導(dǎo)電性能不佳，金屬合金陽(yáng)極難以動(dòng)態(tài)控制其鈍化膜厚度，而金屬陶瓷復(fù)合材料兼?zhèn)溆刑沾傻膹?qiáng)抗腐蝕性和金屬的良好導(dǎo)電性能，因此本文選擇鎳鐵尖晶石基金屬陶瓷材料作為鋁電解

2、惰性陽(yáng)極的研究對(duì)象。
　　本文對(duì)添加金屬Cu-Ni后的材料燒結(jié)溫度和氣氛進(jìn)行了理論計(jì)算，按照計(jì)算獲得的燒結(jié)工藝進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，使用差熱分析，XRD掃描以及EDS能譜等分析手段分析燒結(jié)試樣，確定燒結(jié)工藝的可行性。并進(jìn)一步通過(guò)和基體燒結(jié)的實(shí)驗(yàn)對(duì)比，獲得最優(yōu)燒結(jié)工藝。
　　在合成NiFe2O4尖晶石基金屬陶瓷(NiO過(guò)量18％)的過(guò)程中，首次向一次燒結(jié)后的基體材料中引入了添加劑MnO2、V2O5和ZrO2。研究了各種添加劑對(duì)燒結(jié)及NiF

3、e2O4尖晶石基金屬陶瓷性能的影響。
　　研究發(fā)現(xiàn)三種添加劑對(duì)材料性能增強(qiáng)都起到了一定作用。添加MnO2后材料的綜合性能良好，致密度增加，電導(dǎo)率提高，抗腐蝕性增強(qiáng)并且抗彎強(qiáng)度也得到很好改善，在添加量最優(yōu)時(shí)，抗彎強(qiáng)度比無(wú)添加劑試樣增強(qiáng)了53％，導(dǎo)電率增強(qiáng)15％，腐蝕率也降低到無(wú)添加劑試樣的36.6％; V2O5加入后，樣品的抗彎強(qiáng)度和致密度較無(wú)添加劑試樣雖然有所下降，但是導(dǎo)電率明顯上升，腐蝕率也下降了很多，在效果最好的添加量范圍內(nèi)導(dǎo)