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

1、惰性陽極技術可降低電解鋁生產成本，節(jié)能增產，且環(huán)境友好，它的研發(fā)和應用將帶來傳統(tǒng)鋁電解工業(yè)的技術革命，然而該技術至今未取得成功。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上研究解決大型化和加工制作等工程技術問題。本論文主要圍繞鋁電解用惰性陽極的研究開展工作，結合目前鋁電解工業(yè)發(fā)展的現狀，追蹤國內外的最新研究動態(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)良的導電性能和機械性能，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。運用XRD、金相顯微鏡、高溫電阻率儀、模擬腐蝕試驗等手段。研究了陶瓷相中納米NiO的含量，燒結溫度對金屬陶瓷惰性陽極的顯氣孔率、致密度、電導率、耐腐蝕性能的影響，并研究了導電機理和腐蝕機理。獲得主要結果如下： 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，經過xRD測試計算表明試樣為納米NiO-Cu-NiFe<,2>O<,4>金屬陶瓷，其中絕大部分是NiFe<,2>O<,4>尖晶石結構．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)現氣孔明顯減少，金屬相分布均勻，形成網狀。 3．發(fā)現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℃下燒結的試樣，具有良好的致密度，達到95.367％，表觀密度為5.1672g/cm<'3>，說明在低燒結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率，發(fā)現納米含量10％，在100