低温电解条件下铝电解用NiFe_2O_4-10NiO基金属陶瓷阳极Fe元素腐蚀行为研究

采用粉末冶金技术制备出铝电解用NiFe2O4-10NiO陶瓷基体和30(40Cu-Ni)/(NiFe2O4-10NiO)金属陶瓷阳极,并在低温电解条件下,对NiFe2O4陶瓷相中Fe元素的腐蚀行为进行研究。结果表明,在烧结过程中,NiFe2O4尖晶石陶瓷基体会在氮气中发生离解,在动态化学腐蚀试验和电解试验中,陶瓷相中的Fe元素更容易进入电解质;电解24h后,铝液中Fe、Ni、Cu的含量分别为0.45%、0.13%和0.03%。     

烧结工艺对铝电解NiFe2O4-Cu金属陶瓷阳极性能的影响

采用粉末冶金技术制备出铝电解用NiFe2O4-Cu金属陶瓷阳极，并对烧结工艺进行了研究。研究结果表明，金属Cu与NiFe2O4的润湿性差，NiFe2O4-Cu金属陶瓷的致密化与NiFe2O4陶瓷相的致密化直接相关；一定温度下，延长烧结时间，能够提高金属陶瓷相对密度，但存在金属相溢出风险；在烧结过程中，为防止金属相的氧化和陶瓷相的离解，必须控制一定的氧分压；采用热压技术制备NiFe2O4基金属陶瓷时，陶瓷基体会被石墨模具还原。     

电解工艺对NiFe2O4基金属陶瓷阳极耐腐蚀性能的影响

研究了5%Ni-NiFe2O4金属陶瓷惰性阳极在冰晶石-氧化铝熔体中的腐蚀行为及电解参数对腐蚀率的影响.研究结果表明:当Al2O3质量分数大于5%或接近饱和时,电极腐蚀率较低;当Al2O3质量分数小于2%时,电极腐蚀加快;当在冰晶石熔体中不加Al2O3时,会发生灾变腐蚀;当分子比为2.2～2.4,电解温度为960℃时,腐蚀率较低;溶解的铝和高电流密度对惰性阳极的正常工作不利,电流密度适当时有利于降低阳极的腐蚀率;导致惰性阳极腐蚀的主要原因有铝热还原,碳化铝的溶解及电沉积、陶瓷基体的氟化反应.     

复合氧化物陶瓷在Na3AlF6-Al2O3熔体中的溶解性

用等温饱和法测定了NiFe2O44,XnFe2O4,XnAl2O4在Na3AlF6-Al2O3熔体中的溶解度,研究了电解质温度、Al2O33浓度和NaF与AlF3的分子比对NiFe2O4溶解度的影响.试验结果表明NiFe2O4组元中Ni和Fe在熔盐中的饱和溶解度分别为0.008 5%和0.070 0%;ZnFe2O4组元中Zn和Fe的饱和溶解度则为0.031 3%和0.070 0%;XnAl2O44组元中Zn的饱和溶解度为0.026 5%;NiFe2O4在铝电解质熔盐中具有较强的抗腐蚀性能,是一种较好的金属陶瓷惰性阳极基体材料;NiFe2O4的溶解过程受离解及离解产物NiO与Fe2Os的化学溶解2个过程的控制,为提高NiFe2O4基陶瓷材料的耐腐蚀性能,宜采用低电解温度、低分子比和高氧化铝浓度等电解条件.     

NiFe2O4基金属陶瓷耐腐蚀因素分析及腐蚀率预测

采用灰关联分析方法解析了铝电解5%Ni-NiFe2O4基金属陶瓷惰性阳极的电解腐蚀率与电解参数的关系,建立了预测惰性阳极腐蚀率的人工神经网络模型.研究结果表明:灰关联分析是一种新的惰性阳极腐蚀数据处理方法;根据灰关联度的计算,在很多电解参数中找出了影响惰性阳极腐蚀率的主要因素,即Al2O3质量浓度、电解温度、分子比、面积比和电流密度等,并指出了各因素对电极腐蚀的影响程度;对NiFe2O4基金属陶瓷惰性阳极电解腐蚀率的预测结果与实测值吻合,表明利用所建立的神经网络模型能有效地预测惰性阳极腐蚀率.     

金属含量对Cu-Ni-NiFe2O4金属陶瓷导电性能的影响

制备了添加不同含量的Cu和Ni金属粉末作为导电组元的NiFe2O4基金属陶瓷材料,研究了材料的物相组成、显微组织以及金属相含量对材料致密度和电导率的影响.研究结果表明,所制备的金属陶瓷材料由NiFe2O4和Cu-Ni合金相组成,其中细小且形状不规则的(Cu-Ni)相均匀地镶嵌在NiFe2O4陶瓷基体上;试样的致密度在金属含量为0～20%范围内存在极大值;Cu-Ni-NiFe2O4金属陶瓷遵循半导体导电机理,其电导率随着温度的升高和金属含量的增大而增大.     

复合氧化物陶瓷在Na3AlF6-Al2O3熔体中的溶解性

用等温饱和法测定了NiFe2O4,ZnFe2O4,ZnAl2O4在Na3AlF6 Al2O3熔体中的溶解度,研究了电解质温度、Al2O3浓度和NaF与AlF3的分子比对NiFe2O4溶解度的影响.试验结果表明:NiFe2O4组元中Ni和Fe在熔盐中的饱和溶解度分别为0.0085%和0.0700%;ZnFe2O4组元中Zn和Fe的饱和溶解度则为0.0313%和0.0700%;ZnAl2O4组元中Zn的饱和溶解度为0.0265%;NiFe2O4在铝电解质熔盐中具有较强的抗腐蚀性能,是一种较好的金属陶瓷惰性阳极基体材料;NiFe2O4的溶解过程受离解及离解产物NiO与Fe2O3的化学溶解2个过程的控制,为提高NiFe2O4基陶瓷材料的耐腐蚀性能,宜采用低电解温度、低分子比和高氧化铝浓度等电解条件.     

复合添加剂对金属陶瓷惰性阳极导电性的影响

为了改善金属相对陶瓷相的润湿,充分发挥金属相的作用,在合成含10%Ag的Ag/NiFe2O4金属陶瓷过程中引入添加剂TiO2和V2O5,采用粉末冶金法制备Ag/NiFe2O4金属陶瓷惰性阳极.原料NiO,Fe2O3,Ag和微量TiO2,V2O5经混料、成型后在1 250℃下烧结6 h.研究了添加剂TiO2,V2O5对Ag/NiFe2O4金属陶瓷微观形貌以及对试样电导率的影响.研究结果表明,复合添加TiO2,V2O5后金属银在陶瓷相中呈线状分布,EDX分析发现金属相中含有陶瓷相的组成,说明金属相与陶瓷相间的润湿性有所改善;同时试样的电导率有了显著提高.当添加0.5%TiO2,2.0%V2O5时试...     

K3AlF6加入对NiFe2O4基金属陶瓷阳极电解腐蚀的影响

采用5Cu--9.5NiO--85.5NiFe2O4金属陶瓷阳极在不同的低温铝电解质体系中进行测试.用扫描电镜和X射线衍射对电解后阳极的微观结构进行研究;用电感耦合等离子体原子发射光谱测定电解后产品铝和电解质中杂质元素含量,计算并比较不同电解质组成条件下的阳极腐蚀速率.结果表明:向Na3AlF6--30AlF3体系添加质量分数约为20%的K3AlF6,该阳极表现出好的耐腐蚀性能.     

大型铁酸镍基金属陶瓷惰性电极电解腐蚀研究

采用热压法制备了D150mm×20mm的铁酸镍基金属陶瓷惰性阳极,进行100A规模电解试验·在900℃下,通以100A电流,进行了24h的电解实验,在整个过程中槽电压比较稳定,表现出良好的导电性能·对电解后阳极试样进行电子显微分析,发现电解质对阳极的腐蚀主要有两个过程:首先是AlxOyF(2y+z-3x)-z离子在阳极放电,生成的氧与阳极中的金属发生氧化反应,产生的金属氧化物溶解在电解质熔盐中;其次阳极反应生成的AlF3沉积在阳极中的空隙中·研究认为阳极腐蚀层的热膨胀系数与阳极基体不同,而引起在阳极冷却过程中表面起层、剥离的现象·初步折算的阳极腐蚀速率为18mm/a·     

高温高浓度溴化锂溶液中磷脱氧铜耐蚀性研究

利用电化学测试技术和化学业浸泡法对磷脱氧铜在高温65%LiBr溶液中的耐蚀性进行了研究。结果表明,LiOH对腐蚀行为起双重作用,低浓度有利于形成Cu2O、CuO氧化膜,而高浓度则形成HCu2O2^-和CuO2^2-型化合物,促进氧化膜溶解;最佳LiOH浓度为0.10mol/L,65%LiBr 0.10mol/L LiOH溶液中添加200mg/L Na2MoO4时缓蚀效果较好,这是由于吸附在阳极表面的MoO4^2-参与电极反应过程,还原生成的MoO2掺杂在Cu2O和CuO氧化膜中阻碍侵蚀性Br^-吸附,有效地抑制铜的活性溶解。     

铝电解用NiO-NiFe_2O_4基金属陶瓷的制备和性能研究

本文制备了数种NiO-NiFe_2O_4基金属陶瓷电极材料,找到了较优制备工艺参数和制粉工艺,着重测试了该金属陶瓷材料的导电率,分析了其导电机制,结果表明,采用化学镀铜比机械混合铜所得金属陶瓷的金属含量较少情况下导电率较佳,最后测定了该金属陶瓷用作铝电解惰性阳极的腐蚀速率。     

钼基金属陶瓷热电偶保护管的研究

采用粉未冶金工艺,研制出三种金属陶瓷热电偶保护管:MCPT-4型(Mo-Al_2O_3-Cr_2O_3-TiO_2)在高温盐浴炉中使用寿命超过 1 400 h,MCPT-6 型(Mo-Cr-Al_2O_3-Cr_2O_3-TiO_2-MgO)在铜液中使用寿命不低于 1 000 h,MCPT-3型(Mo-MgO-Cr_2O_3)多孔管,在LD转炉中可连续使用 121炉。详细地探讨了钼基金属陶瓷材料在铁、钢、渣、铜与铜合金、BaCl_2 熔盐等高温熔体及空气中的腐蚀行为。研究结果为现场正确合理使用提供理论依据。     

金属陶瓷惰性阳极铝电解扩大实验研究

用新研制的铝电解金属陶瓷材料做铝电解阳极,在摩尔分子比为2 8、饱和氧化铝浓度的冰晶石系电解质中进行100A电流电解实验,电解温度为960℃,阳极电流密度为1 0A/cm2·实验结果表明,该金属陶瓷阳极具有优良抗热震性的同时显示出优良的抗氧化耐冰晶石熔盐腐蚀性能,阳极年腐蚀速率为24mm/a,阴极铝的质量达到98%·使用铝参比电极测得在960℃下该阳极的反电动势为2 2V·经奥氏气体分析仪检测表明,释放出的阳极气体中氧气的含量为98%～100%·     

铝电解镍基惰性阳极的研究(Ⅱ)

在文献(1)的基础上制备了三种镍基陶瓷材料作为铝电解惰性阳极材料,经过通电和不通电腐蚀实验了解试验阳极的抗热冲击力及抗腐蚀性能,结果证实实验阳极的年腐蚀率不大于1-3 cm,完全达到了对惰性阳极的要求.     

铜在大气中的腐蚀

综述了铜在不同大气气氛中的腐蚀情况,分别介绍了铜在含有硫酸铵[(NH4)2SO4]、硫酸氢铵(NH4HSO4)、二氧化硫(SO2)、臭氧(O3)、氯化钠(NaCl)的大气中的腐蚀速率、腐蚀产物及腐蚀机理。表明当(NH4)2SO4微粒存在时,可能形成铜绿中的碱式硫酸铜。铜在含SO2+O3的潮湿大气中腐蚀很快,加入少量NaCl,会使腐蚀速率显著减少;加入大量NaCl,会使腐蚀速率增加。     

Dy_2O_3改性YSZ相稳定性及熔盐腐蚀行为

以固相烧结法制备不同含量Dy_2O_3掺杂的YSZ陶瓷材料(DYSZ),通过XRD和SEM等表征手段研究了DYSZ材料的相稳定性及熔盐腐蚀行为.结果表明:在1500℃热处理24 h后,Dy_2O_3摩尔分数为6%的DYSZ材料有少量单斜相出现,随着掺量的增加,材料表现良好的相稳定性;在低温老化处理过程中,DYSZ材料具有较8YSZ材料更好的相稳定性.在熔盐腐蚀条件下,稳定剂Dy_2O_3优先析出与V2O5熔盐反应生成DyVO4,造成t/c-ZrO2向单斜相转变,相变应力及腐蚀产物生成与不规则生长造成材料的开裂失效.