NiFe2O4基金属陶瓷材料的制备及其耐腐蚀性能

采用传统粉末冶金技术制备了铝电解用Cu-NiFe2O4和Ni-NiFe2O4金属陶瓷惰性阳极,并对其在Na3AlF6-Al2O3熔体中的腐蚀行为进行了研究.研究结果表明:NiFe2O4基金属陶瓷阳极的腐蚀行为与热力学计算结果吻合;金属Cu与NiFe2O4陶瓷的润湿性能不好,Cu-NiFe2O4金属陶瓷的致密化和导电性能难以提高;致密度过低时,会导致金属相高温氧化和电解质浸渗,电极肿胀、开裂;在电解过程中,5%Cu-NiFe2O4存在金属相聚集和在陶瓷基体中Fe优先溶解的现象,但金属铜并未发生阳极溶解;5%Ni-NiFe2O4金属陶瓷易实现致密化烧结,在电解过程中表现出良好的耐腐蚀性能,会发生金属Ni的阳极溶解,并存在陶瓷基体中铁优先溶解的现象.     

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。     

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.     

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.     

金属陶瓷基铝电解惰性阳极材料制备及其非极化腐蚀

为了搞清NiFe2O4基金属陶瓷惰性阳极的腐蚀机理,对其复杂腐蚀过程的一个方面非极化腐蚀进行了初步探讨·实验中摸索了阳极材料的制备工艺,发现烧结温度对材料性能影响巨大·采用高温氧化增重法对阳极的氧化腐蚀进行研究,发现其腐蚀过程比较平稳,氧化率增重曲线存在若干起伏,预示着新反应的加入,加快了氧化过程的进行·金属陶瓷阳极试样长时间高温熔盐腐蚀实验发现,不同组成的电解质对试样的腐蚀能力相差较大,含MgF2的电解质对试样的腐蚀能力较强,NaCl含量不同的电解质对试样的腐蚀相差较为显著·     

NiFe2O4基金属陶瓷材料的制备及显微分析

采用粉末冶金技术,冷压烧结制得NiFe2O4基金属陶瓷板状惰性阳极,并对其进行显微组织、物相等的分析,有利于改进金属陶瓷材料的配方及制备、烧结等工艺,以提高金属陶瓷材料的抗腐蚀、导电等性能。     

NiFe2O4基金属陶瓷的高温抗氧化性

采用等温热重法,测试了NiFe2O4基金属陶瓷在1 000℃时的抗氧化性能,研究了材料相对密度、金属相成分及含量对其抗氧化性能的影响,探讨了金属陶瓷氧化过程的动力学.研究结果表明:当NiFe2O4基金属陶瓷的氧化层厚度增长到一定程度后,随时间的延长其厚度变化渐趋缓慢;当金属相含量在5%～20%范围时,材料的高温抗氧化性能主要受其相对密度影响,与金属相成分及含量无关,提高金属陶瓷的致密度有利于提高其抗氧化性能,当相对密度为95%时,在1000℃氧化600 min后其氧化层厚度小于3μm;控制金属陶瓷的致密度和高温下的氧化时间,能有效地控制金属陶瓷的氧化层厚度;金属陶瓷在1000℃时的氧化过程动力学特征与金属相的氧化过程动力学特征相似.     

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。     

铝电解镍基惰性阳极的研究

制备了以Ｎｉ２Ｏ３、ＮｉＯ为基体的５种金属陶瓷材料作为铝电解惰性阳极。在烧结过程中发现Ｎｉ２Ｏ３为基体的阳性转变为ＮｉＯ，由于晶形转变导致阳破列。ＮｉＯ为基体的惰性阳极在进行不通电腐蚀试验表明，其抗蚀能力优于ＳｎＯ２为基体的惰性阳极。     

合成工艺对NiFe_2O_4基惰性阳极性能的影响

为得到制备NiFe2O4基惰性阳极的最佳条件,利用正交实验法确定合适的工艺条件.考虑了影响惰性阳极制品的4个主要因素,每个因数又设计3个水平,通过正交实验极差分析研究了各因素对制品气孔率的影响,并确定了影响因素的主次.实验结果表明:对烧结后试样气孔率影响最大的因素是烧结温度,其次是纳米粉含量,再次是成型压力,最后是烧结时间;添加合适量的纳米粉,提高烧结温度和保温时间,增大成型压力等都有利于降低样品的气孔率.最佳工艺条件为:纳米粉质量分数20%,成型压力200 MPa,烧结温度1 400℃,烧结时间6 h.     

NiFe2O4纳米晶的合成及焙烧动力学

以α-Fe2O3和NiO粉体为原料,NaCl为稀释剂,利用固相机械化学反应,在高能球磨作用下合成了NiFe2O4纳米晶.采用X射线衍射分析了合成NiFe2O4的过程和不同焙烧温度对晶粒尺寸的影响,计算了前驱体热处理过程晶粒长大的活化能.研究结果表明:制备的NiFe2O4纳米晶的晶粒尺寸为20～30 nm;焙烧温度越高,晶粒尺寸越大;NiFe2O4晶粒长大的表观活化能为16.7 kJ/mol,这表明热处理过程的晶粒长大主要以界面扩散为主.     

纳米颗粒NiFe2O4的穆斯堡尔谱研究

用溶胶凝胶法制备了NiFe2O4纳米晶粉末样品,用XRD表征了样品的晶体结构,用谢乐公式估算了纳米晶粒的尺寸;分别在室温,80K,9K采集了样品的穆斯堡尔谱,对样品中超精细场的变化及Fe3 离子在A,B两个晶位的占位情况进行了研究.结果发现随着晶粒尺寸的减小,超精细场变小,Fe3 占据B位的比例增大,纳米颗粒呈现混合型尖晶石结构,不同于块体材料完全反型的尖晶石结构.     

NiFe2O4-SiO2纳米复合微粒的制备和表征

合成了NiFe2O4-SiO2纳米复合微粒,借助傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)、X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)等分析手段对样品的成分、结构及形貌进行了表征,利用振动样品磁场计(VSM)测定了磁核及其复合微粒的磁学性能,并在pH=6的条件下测定了样品对溴代十六烷基吡啶的饱和吸附量.结果表明:合成的纳米复合微粒分布均匀,具有磁性和吸附性能,在磁靶向治疗中具有潜在的应用价值.