铝电解中的阴极过程

对铝电解中的阴极反应、阴极过电压、阴极表面的双电层结构等阴极过程进行了研究,发现在+005～-005V(相对于铝阴极)电位区有一个还原电流峰和一个氧化电流峰,它们是Al3++3e→Al和Al-3e→Al3+·与阳极相比,阴极过电压较小,在001～3A/cm2的Taffel区,约为01V·在阴极表面的双电层中,第一层为Ca2+,Mg2+,Li+和Al3+离子,没有Na+离子,这说明,阴极过电压是因为Mg2+,Ca2+等离子形成的电化学双电层阻力所引起,同时也说明别略耶夫猜想基本是正确的·     

铝电解用Fe-Ni-Co-Al-2O3金属陶瓷惰性阳极

研制了一种新型铝电解金属陶瓷惰性阳极，阳极基体由Fe-Ni-CoAl2O3构成。在石墨坩埚中，960℃温度下，电解质中的氧化铝质量分数为60%，摩尔比为26；阳极电流密度为10 A/cm2，阳极尺寸大小为120 mm×80 mm×15 mm，石墨阴极尺寸大小为120 mm×40 mm×20 mm，通入的直流电为100～300 A，电解时间各为10 h；实验所得的电解铝产品纯度达到98%以上，杂质主要为Fe，Ni，Co；电解后的阳极外观尺寸无明显变化，阳极气体中氧气质量分数达到98%～99%。阳极的反电动势为245 V，比理论分解电压仅高出025 V证明该阳极为惰性阳极，在电解槽中进行的是Al2O3的分解反应。     

交流四探针法的电流分布

采用静电模拟法研究了交流四探针法的电压场和电流场。导出了计算电场电位、电流密度和二测量探针之间电压的表达式,并依此计算了流过测量探针的电流。发现其值很小,仅占总电流的6％,应引起人们的注意。     

铝电解中的界面现象

报道了根据多年的研究所观测到的铝电解中几种重要界面现象,涉及冰晶石-氧化铝熔液中碳电极的湿润与渗透、阳极效应、以及金属在电解液中的溶解损失。讨论了这些界面现象的发生机理问题,特别是静电引力与发生阳极效应的关系。     

冰晶石溶液结构的计算机模拟

用蒙特卡洛法计算机模拟研究了 2.7NaF·AlF_3系熔液结构。计算结果表明:熔液中 Al~(3+)离子的第一配位数平均为4个F~-离子,熔液中的主要质点因此是 AlF_4~-离子。此外在未分解的 AIF_6~(3-)离子中存在比较稳定的 AlF_3 由于质点间的交互作用还形成 Al_2F_7~-离子。     

铝在冰晶石-氧化铝熔液中溶解机理的量子化学研究

利用EHMO(扩充许克尔分子轨道)函数计算离子数达50个的原子(离子)模型,采用Hoffmann的ICON程序以非迭代方式计算。设计了一系列简单原子簇模型以计算其分子轨道波函数和其他数据,从而考查铝原子和Al~+在不同离子环境中的微观行为。认为Al在Na_3AlF_6-Al_2O_3熔液中溶解反应主要是铝与Al~(3+)和Na~+离子以某种程度的共价键结合,形成[Al_nNa_m]~(x+)一类的原子簇离子。m,n及x的数值有待进一步确定。     

耐火保温材料导热系数的测定

在中华人民共和国黑色冶金行业标准YB/T 059-91的基础上,设计并做出了测量耐火保温材料导热系数的实验仪器.阐述了此仪器的实验装置、测量原理及其测试方法、实验结果等.通过测量已知导热系数的碳化硅砖的导热系数,得其误差小于8%;通过对同一试样的两个小试样进行平行测量,得其相对偏差小于3%.     

Na_3AlF_6-AlF_3-Al_2O_3-CaF_2-LiF-NaCl系电解质密度的研究

研究了电解质中加入氯化钠,并用氯化钠取代部分氟化锂的电解质体系的密度.采用电子天平与计算机串口相结合的测量技术,根据阿基米德定律确定电解质体系的密度,误差小于1%.利用该方法,通过四因素四水平正交实验研究了Na3AlF6-AlF3(10.87%~16.67%)-Al2O3(3%)-CaF2(4%)-LiF(0~6%)-NaCl(0~8%)体系电解质密度,并且根据测量结果建立了该体系的密度数学模型:tρ(g.cm-3)=2.897 1-0.003 07AlF3(w/%)+0.003 041LiF(w/%)-0.009 32NaCl(w/%)-0.000 85t(℃).分析了不同分子比、氟化锂添加...     

铝电解中示踪金属浓度递减律

采用稀释技术测定铝电解槽电流效率时,存在着示踪金属浓度与出铝次数之间的关系。此种关系称为示踪金属浓度递减律,可用下式表示: (Ⅰ) rx=[M/M+nm]~x(r_0-r_1)+r_1 (Ⅱ) cx=r_x/1+r_x 这里,r_x——示踪金属对铅的重量比率;C_x——铝中示踪金属浓度;x——出铝次序。这些关系式已被一系列的用铜作示踪金属的工业性试验证实:铜浓度计算值跟分析值一致。文中还介绍了加钢回归法测定电流效率的实例。     

透明电解槽研究铝在冰晶石—氧化铝熔液中的溶解

本文用透明电解槽对金属铝在冰晶石一氧化铝熔液中的溶解及阳极效应进行了直接的观察,铝溶解时先放出大量细小的气泡,然后泛起蓝褐色的金属雾,一定时间后铝为一黑褐色结壳,所包裹熔液重新变清,电解后,金属雾很快消失,一旦停止电解,金属雾便重新从铝液上泛起,阳极效应时阳极上产生一股气流喷向阴极,认为铝的溶解形式主要是电化学溶解,阴极极化(电解)可以使铝的溶解得到抑制,阳极喷射则是由于阳极气体膜电离所致,使得电流效率降低。