xM-（10NiO-NiFe-,2-O-,4-）金屬陶瓷的燒結(jié)性能、導(dǎo)電性能與耐腐蝕性能研究.pdf

1、基于惰性電極的電解新工藝可大幅度降低能耗并消除溫室氣體排放，一直是鋁業(yè)界的關(guān)注焦點(diǎn)與研究熱點(diǎn)。惰性陽極是鋁電解新工藝開發(fā)的關(guān)鍵材料和基本前提。本文在國家973計(jì)劃的資助下，在前期研究成果的基礎(chǔ)上，以提高惰性陽極的綜合性能為目標(biāo)，選取xM／(10NiO-NiFe<,2>O<,4>)(x=0～20％；M=Cu，Ni，85Cu15Ni)金屬陶瓷為對象，系統(tǒng)研究了金屬相種類及含量對xM／(10NiO-NiFe<,2>O<,4>)金屬陶瓷惰性陽極

2、的燒結(jié)性能、導(dǎo)電性能以及電解條件下耐腐蝕性能的影響，并對其腐蝕行為進(jìn)行了初步探討。獲得的主要研究結(jié)論如下： 1) 相同實(shí)驗(yàn)條件下，金屬相含量為5％的xM／(10NiO-NiFe<,2>O<,4>)金屬陶瓷的致密度最高，金屬的少量添加有利于提高相同條件下所制備材料的致密度，但大量的加入將降低材料的致密度；金屬相為Ni的金屬陶瓷的燒結(jié)性能優(yōu)于金屬相為Cu和85Cu15Ni的金屬陶瓷；5Ni／(10NiO-NiFe<,2>O<

3、,4>)的相對密度達(dá)到98.7％。 2) 10NiO-NiFe<,2>O<,4>陶瓷及xM／(10NiO-NiFe<,2>O<,4>)金屬陶瓷呈半導(dǎo)體導(dǎo)電特性，導(dǎo)電率隨溫度的變化滿足關(guān)系式Inσ=K×1／T；960℃下，金屬相為Cu和85Cu15Ni的金屬陶瓷的導(dǎo)電率隨金屬相含量的增加而增大，而金屬相為Ni的金屬陶瓷的導(dǎo)電率隨金屬相含量的變化不大；0～10％的金屬相含量范圍內(nèi)，金屬相種類對M／(10NiO-NiFe<,2

4、>O<,4>)的電導(dǎo)率影響較??；15～20％的金屬相含量范圍內(nèi)，金屬相種類對M／(10NiO-NiFe<,2>O<,4>)的導(dǎo)電率影響顯著，Cu／(10NiO-NiFe<,2>O<,4>)表現(xiàn)出比金屬相為Ni和85Cu15Nli的10NiO-NiFe<,2>O<,4>基金屬陶瓷更好的導(dǎo)電性能，960℃下20Cu／(10NiO-NiFe<,2>O<,4>)的導(dǎo)電率達(dá)到82.56S·cm<'-1>。 3)O～20％范圍內(nèi)，金

5、屬相含量對M／(10NiO-NiFe<,2>O<,4>)金屬陶瓷耐Na<,3>AlF<,6>-Al<,2>O<,3>腐蝕性能的影響規(guī)律依金屬相種類不同而存在較大差異。隨金屬相含量的增加，xCu／(10NiO-NiFe<,2>O<,4>)電解后陰極鋁中Ni、Fe含量略有增加，Cu含量增加明顯；與10NiO-NiFe<,2>O<,4>陶瓷比較，Ni／(10NiO-NiFe<,2>O<,4>)電解后陰極鋁中Fe、Ni含量提高近1倍，但金屬Ni

6、含量的變化對Ni／(10NiO-NiFe<,2>O<,4>)耐腐蝕性能影響不大；與10NiOoNiFe<,2>O<,4>陶瓷比較，(85Cu15Ni)／(10Ni-NiFe<,2>O<,4>)電解后陰極鋁中Fe含量提高1.5～2倍，Ni含量提高2～5倍，Cu含量提高2～10倍。 4) 17M／(10NiO-NiFe<,2>O<,4>)金屬陶瓷惰性陽極在相同電解條件下腐蝕后微觀形貌存在較大差別。Cu/(10NiO-NiFe