Al-,3-Ti基惰性陽(yáng)極的制備與測(cè)試.pdf

1、鋁電解用惰性陽(yáng)極由于具有環(huán)保和降低鋁生產(chǎn)成本等優(yōu)點(diǎn)而備受人們關(guān)注。從Hall-He roult煉鋁法一開(kāi)始，人們就開(kāi)始嘗試用不同的材料來(lái)制備惰性陽(yáng)極，并取得了一定的進(jìn)展，但至今還沒(méi)有一種材料取代碳素陽(yáng)極在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用。本文選用金屬間化合物Al<,3>Ti作為研究對(duì)象，探求其用作新型動(dòng)態(tài)陽(yáng)極的可能性。 本文采用正交實(shí)驗(yàn)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(jié)的最佳工藝條件為：成型壓力：200MP；燒結(jié)溫度：

2、1050℃；保溫時(shí)間：8小時(shí)。在此條件下制得試樣的相對(duì)密度可以達(dá)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(jìn)行氧化實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，Al<,3>Ti合金陽(yáng)極在兩種條件下恒溫氧化動(dòng)力學(xué)曲線基本呈拋物線趨勢(shì)。溫度對(duì)氧化程度的貢獻(xiàn)較大，相同溫度下氧氣濃度對(duì)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(shí)后，單位面積上的增重可以達(dá)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(duì)合金試樣進(jìn)行了高溫導(dǎo)電性能的測(cè)試，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)Al<,3>Ti具有很高的高溫導(dǎo)電性能。試樣的電導(dǎo)率隨溫度的升高而降低，從500℃開(kāi)始溫度對(duì)電導(dǎo)率影響變小，在940℃時(shí)電導(dǎo)率仍有1288．199 S/cm。 在900℃下，對(duì)試樣進(jìn)行靜態(tài)腐蝕實(shí)驗(yàn)，電解質(zhì)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(jié)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(zhì)中腐蝕速率較小，8wt％的Al<,2>O<,3>時(shí)，只有16.28mg/cm<'2>·a。 通過(guò)對(duì)制得的合金陽(yáng)極進(jìn)行不同Al<,2>O<,3>濃度的電解實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，加大電解質(zhì)中Al<,2>O<,3>濃度對(duì)延長(zhǎng)陽(yáng)極的壽命有明顯促進(jìn)作用。對(duì)電解過(guò)程進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析，發(fā)現(xiàn)陽(yáng)極上有氧氣生成，認(rèn)為該陽(yáng)極為惰性陽(yáng)極。對(duì)電解前后陽(yáng)極形貌與SEM的分析發(fā)現(xiàn)，陽(yáng)極尺寸變化不是很大，陽(yáng)極表面出