納米NiO-Cu-NiFe-,2-O-,4-金屬陶瓷惰性陽極的制備與研究.pdf

1、惰性陽極技術(shù)可降低電解鋁生產(chǎn)成本，節(jié)能增產(chǎn)，且環(huán)境友好，它的研發(fā)和應(yīng)用將帶來傳統(tǒng)鋁電解工業(yè)的技術(shù)革命，然而該技術(shù)至今未取得成功。目前需要優(yōu)先解決的問題之一是在基本性能研究的基礎(chǔ)上研究解決大型化和加工制作等工程技術(shù)問題。本論文主要圍繞鋁電解用惰性陽極的研究開展工作，結(jié)合目前鋁電解工業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀，追蹤國內(nèi)外的最新研究動態(tài)，針對尖晶石型NiFe~04氧化物陶瓷良好的耐腐蝕性和Cu金屬優(yōu)良的導(dǎo)電性能和機(jī)械性能，首次添加納米NiO來改善金屬陶瓷惰

2、性陽極可加工性差的問題。 制備出以NiFe<,2>O<,4>陶瓷相為基體，添加Cu作為導(dǎo)電組元，并添加不同量的納米NiO的金屬陶瓷惰性陽極材料，在1000℃-1200℃下燒結(jié)。運(yùn)用XRD、金相顯微鏡、高溫電阻率儀、模擬腐蝕試驗(yàn)等手段。研究了陶瓷相中納米NiO的含量，燒結(jié)溫度對金屬陶瓷惰性陽極的顯氣孔率、致密度、電導(dǎo)率、耐腐蝕性能的影響，并研究了導(dǎo)電機(jī)理和腐蝕機(jī)理。獲得主要結(jié)果如下： 1．在空氣氣氛中，以Fe<,2>O<,

3、3>、NiO、Cu和納米NiO為原料，采用粉末冶金法在1000℃-1200℃下煅燒6h得到銀黑色NiO-Cu-NiFe<,2>O<,4>金屬陶瓷，經(jīng)過xRD測試計(jì)算表明試樣為納米NiO-Cu-NiFe<,2>O<,4>金屬陶瓷，其中絕大部分是NiFe<,2>O<,4>尖晶石結(jié)構(gòu)．里面摻雜有NiO和Cu,還有少量被氧化的CuO。 2．通過金相觀察，和無納米NiO的金屬陶瓷惰性陽極相比，納米NiO-Cu-NiFe<,2>O<,4>金

4、屬陶瓷，隨著納米NiO含量的增多，發(fā)現(xiàn)氣孔明顯減少，金屬相分布均勻，形成網(wǎng)狀。 3．發(fā)現(xiàn)試樣的致密度隨著納米NiO含量的增多有增大的趨勢，但到10％又開始下降，納米含量為10％時，1100℃下燒結(jié)的試樣，具有良好的致密度，達(dá)到95.367％，表觀密度為5.1672g/cm<'3>，說明在低燒結(jié)溫度下能制備出具有高致密度的金屬陶瓷惰性陽極材料，節(jié)約了能源。 4．利用四端電極法測定了試樣的電導(dǎo)率，發(fā)現(xiàn)納米含量10％，在100