NiFe-,2-O-,4-納米金屬陶瓷的制備研究與力學(xué)性能分析.pdf

1、當(dāng)前鋁電解工業(yè)中存在的生產(chǎn)成本高、污染嚴(yán)重、效率低等問題，隨著世界各國建設(shè)節(jié)約型、環(huán)保型社會步伐的加快，惰性陽極材料的研發(fā)成為目前鋁電解技術(shù)發(fā)展的重點與熱點。本文結(jié)合目前鋁電解工業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀，追蹤了國內(nèi)外的惰性陽極材料最新研究動態(tài)，認(rèn)為NiFe2O4基金屬陶瓷具有化學(xué)穩(wěn)定性好、耐腐蝕、耐高溫等特性，能滿足作為鋁電解惰性陽極的要求，但陶瓷的脆性極大地限制了它的應(yīng)用。本文的研究目標(biāo)通過納米NiO的添加，改善NiFe2O4基金屬陶瓷的力學(xué)性能

2、，從而有利于解決惰性陽極大型化和機械加工等工程技術(shù)問題。 本研究以NiO、Fe2O3、Cu和納米NiO為原料，采用超聲波分散技術(shù)，并應(yīng)用星型球磨機球磨原料，采用單向壓制的方法制備了金屬陶瓷基惰性陽極生坯，壓制壓強為8MPa，在空氣氣氛下經(jīng)1100℃燒結(jié)得到合格的惰性陽極試樣。經(jīng)過XRD測試并計算表明試樣為納米NiFe2O4金屬陶瓷，組成成分為NiFe2O4、CuFe2O4、NiO、CuO。通過謝樂公式計算，表明試樣為納米NiFe

3、2O4金屬陶瓷。對納米NiFe2O4金屬陶瓷的力學(xué)性能進(jìn)行研究，添加納米NiO的試樣的維氏硬度比末添加納米NiO的試樣大大降低，而抗彎強度和斷裂韌性都有明顯的提高。通過微觀結(jié)構(gòu)觀察發(fā)現(xiàn)，納米NiFe2O4金屬陶瓷中的納米NiO與基體NiFe2O4材料有著良好的結(jié)合，形成了晶間型納米復(fù)相結(jié)構(gòu)，從而有效抑制了NiFe2O4晶粒在燒結(jié)過程中的生長和NiFe2O4晶粒的異常長大，晶體發(fā)生沿晶斷裂，說明了納米NiO起到了改善陶瓷材料力學(xué)性能的作用