ZrO2(f)對鋁電解惰性陽極增韌作用的研究.pdf

1、傳統(tǒng)鋁電解由于采用消耗式炭素陽極而存在能耗高和環(huán)境污染嚴重等問題，這與當(dāng)今社會發(fā)展低碳經(jīng)濟、促進可持續(xù)發(fā)展的經(jīng)濟主題相悖。新型鋁電解技術(shù)惰性陽極的應(yīng)用能克服以上問題，成為鋁業(yè)界的研究熱點。目前，作為最具工業(yè)化應(yīng)用前景的惰性陽極材料，NiFe2O4基陶瓷材料具有優(yōu)良的耐熔鹽腐蝕性能，但因韌性和抗熱震性能差而使其應(yīng)用受到限制。本文通過向NiFe2O4基體中添加氧化鋯短纖維(ZrO2(f))，以改善其韌性和抗熱震性。為此，先對高溫下氧化鋯纖維

2、(ZrO2(f))在NiFe2O4尖晶石中的穩(wěn)定性進行考察，然后研究其對陽極材料性能的影響。
　　Y穩(wěn)定的氧化鋯纖維(ZrO2(f))具有優(yōu)良的力學(xué)性能，且與NiFe2O4有良好的物理和化學(xué)相容性，1400℃的高溫氧化性氣氛下能在NiFe2O4尖晶石中穩(wěn)定存在。為了制備性能良好的ZrO2(f)/NiFe2O4陽極材料，考察了制備條件對試樣致密度和抗折強度的影響。實驗發(fā)現(xiàn)，在160MPa下壓制成型的坯體，經(jīng)1300℃燒結(jié)6h后得到的

3、復(fù)合陽極材料綜合性能較好，氣孔率約為5.50％，抗彎強度達89MPa。
　　隨著ZrO2(f)添加量的增加，陽極試樣的致密度略有下降，添加量過高時ZrO2(f)在尖晶石中分布不均的傾向變大，復(fù)合材料中缺陷增加。纖維添加量為3wt％的ZrO2(f)/NiFe2O4復(fù)合材料的力學(xué)性能最佳:抗折強度約為89MPa，斷裂韌性達4.62MPa·m1/2，比未加纖維的分別提高了32.62％和80.47％;一次熱震后的強度保持率從48.85％提