Al-,3-Ti基惰性陽極的制備與測試.pdf

1、鋁電解用惰性陽極由于具有環(huán)保和降低鋁生產成本等優(yōu)點而備受人們關注。從Hall-He roult煉鋁法一開始，人們就開始嘗試用不同的材料來制備惰性陽極，并取得了一定的進展，但至今還沒有一種材料取代碳素陽極在工業(yè)生產中應用。本文選用金屬間化合物Al<,3>Ti作為研究對象，探求其用作新型動態(tài)陽極的可能性。 本文采用正交實驗確定了用粉末冶金法制備Al<,3>Ti的最佳工藝條件，真空燒結的最佳工藝條件為：成型壓力：200MP；燒結溫度：

2、1050℃；保溫時間：8小時。在此條件下制得試樣的相對密度可以達到99.23％。 分別在600℃、800℃靜態(tài)空氣中和800℃，0.25 m<'3>/h的氧氣氣流下進行氧化實驗。實驗發(fā)現(xiàn)，Al<,3>Ti合金陽極在兩種條件下恒溫氧化動力學曲線基本呈拋物線趨勢。溫度對氧化程度的貢獻較大，相同溫度下氧氣濃度對氧化影響不大。在800℃，0.25 m<'3>/h的氧氣氣流條件下氧化10小時后，單位面積上的增重可以達到25.2 mg。SE

3、M分析表明氧化層致密，厚度平均在50gm左右。 對合金試樣進行了高溫導電性能的測試，實驗發(fā)現(xiàn)Al<,3>Ti具有很高的高溫導電性能。試樣的電導率隨溫度的升高而降低，從500℃開始溫度對電導率影響變小，在940℃時電導率仍有1288．199 S/cm。 在900℃下，對試樣進行靜態(tài)腐蝕實驗，電解質成分為：冰晶石(CR=2.1)、3wt％CaF<,2>、5wt％LiF，Al<,2>O<,3>濃度在3～8 wt％之間。結果表明

4、，試樣耐腐蝕性能良好，在Al<,2>O<,3>濃度較大的電解質中腐蝕速率較小，8wt％的Al<,2>O<,3>時，只有16.28mg/cm<'2>·a。 通過對制得的合金陽極進行不同Al<,2>O<,3>濃度的電解實驗發(fā)現(xiàn)，加大電解質中Al<,2>O<,3>濃度對延長陽極的壽命有明顯促進作用。對電解過程進行監(jiān)測分析，發(fā)現(xiàn)陽極上有氧氣生成，認為該陽極為惰性陽極。對電解前后陽極形貌與SEM的分析發(fā)現(xiàn)，陽極尺寸變化不是很大，陽極表面出