NiFe2O4基陶瓷的導(dǎo)電和熔鹽腐蝕行為研究.pdf

1、NiFe2O4基金屬陶瓷是目前最具工業(yè)化應(yīng)用前景的鋁電解惰性陽極材料之一，要求陶瓷基體易實(shí)現(xiàn)高致密度燒結(jié)，并具有優(yōu)良的導(dǎo)電性能和耐高溫熔鹽腐蝕性能。論文在國(guó)家“973”、“863”等項(xiàng)目的資助下，重點(diǎn)研究了燒結(jié)氣氛、Nb2O5摻雜及第二相組元NiO對(duì)NiFe2O4基陶瓷相對(duì)密度、導(dǎo)電性能和熔鹽腐蝕行為的影響，并對(duì)電解過程中陽極表面陶瓷致密層的形成機(jī)制進(jìn)行了探討。論文主要完成了以下工作:
　　 (1)分別在空氣和氮?dú)鈿夥障聼Y(jié)制備

2、了NiFe2O4陶瓷，發(fā)現(xiàn)采用氮?dú)鈿夥諢Y(jié)能大幅度提高NiFe2O4陶瓷的相對(duì)密度、導(dǎo)電性能以及耐腐蝕性能;氮?dú)鈿夥障聼Y(jié)的NiFe2O4陶瓷電解后陽極表面形成了尖晶石陶瓷致密層，這種陶瓷致密層的形成是保證NiFe2O4陶瓷優(yōu)良耐腐蝕性能的關(guān)鍵;闡明了兩種燒結(jié)氣氛對(duì)NiFe2O4陶瓷性能的影響機(jī)制。
　　 (2)發(fā)現(xiàn)適量的Nb2O5摻雜可進(jìn)一步提高氮?dú)鈿夥障聼Y(jié)的NiFe2O4陶瓷的相對(duì)密度和導(dǎo)電性能;摻雜Nb2O5后陽極表面仍

3、能形成耐腐蝕的尖晶石陶瓷致密層;探討了Nb2O5摻雜對(duì)氮?dú)鈿夥障聼Y(jié)的NiFe2O4陶瓷性能的作用機(jī)制。
　　 (3)發(fā)現(xiàn)添加NiO可導(dǎo)致氮?dú)鈿夥障聼Y(jié)的NiFe2O4陶瓷性能的下降，但NiO的適量添加卻有利于NiFe2O4基金屬陶瓷相對(duì)密度、導(dǎo)電性能以及耐熔鹽腐蝕性能的提高，這主要是由于NiO作為“中間相”能促進(jìn)金屬陶瓷材料的燒結(jié)引起的。
　　 (4)發(fā)現(xiàn)NiO相晶粒內(nèi)“十字狀”析出物為NiFe2O4，主要是在燒結(jié)降溫

4、過程中Ni-Fe-O化合物發(fā)生過飽和共格析出形成的;NiFe2O4相析出物對(duì)電解過程中NiO相形貌演變的影響也進(jìn)行了研究。
　　 (5)明確了一種NiFe2O4基金屬陶瓷惰性陽極的熔鹽腐蝕行為。電解初期陽極表層的Cu-Ni金屬相就以一個(gè)較快的速度發(fā)生了優(yōu)先腐蝕溶解，表層金屬相腐蝕溶解的同時(shí)次表層金屬相也發(fā)生氧化反應(yīng);電解過程中，NiFe2O4和NiO相中Fe/Ni原子比均有不同程度的下降，存在Fe元素的優(yōu)先腐蝕溶解;金屬相含量的