铝电解惰性阳极在熔融电解质中腐蚀过程的研究进展

惰性阳极是原铝生产保持低碳化的重要研究方向,近些年,惰性阳极材料的研究取得长足进展。通过对惰性阳极材料进行分类,综述了不同种类(合金阳极、氧化物陶瓷阳极和金属陶瓷阳极)的惰性阳极在熔盐电解质中可能发生的腐蚀反应,主要探究发生的化学腐蚀和电化学腐蚀,以及腐蚀后可能对阳极的影响。明晰增加阳极耐腐蚀性的方法,或者通过抑制腐蚀反应的进行,来降低惰性阳极在冰晶石熔盐中的腐蚀速率,从而促进惰性阳极在铝电解行业中的可行性发展。

LiF-[CaF_(2)/YbF_(3)]-Yb_(2)O_(3)熔盐及Yb-Ni合金密度特性研究

LiF-[CaF_(2)/YbF_(3)]-Yb_(2)O_(3)熔盐体系的密度是电解法制备稀土Yb合金的重要参数。本文采用阿基米德法测量和分析在1173~1573 K温度范围内LiF-[CaF_(2)/YbF_(3)]-Yb_(2)O_(3)体系的密度及其变化规律,同时,利用数学模型估测Yb-Ni合金密度,分析电解过程中熔盐与合金的分离性,结果表明:在1173~1573 K温度范围内,(LiF-CaF_(2))eut(eut为熔盐体系共晶点)体系与(LiF-YbF_(3))eut体系密度均随温度升高而线性降低,同时,摩尔体积均随温度线性递增;(LiF-YbF_(3))eut体系过剩体积随温度线性递减;在1173~1573 K温度区间和Yb_(2)O_(3)质量分数在0~4%范围内,当Yb_(2)O_(3)含量一定时,(LiF-CaF_(2))eut-Yb_(2)O_(3)和(LiF-YbF_(3))eut-Yb_(2)O_(3)熔盐体系的密度均随温度升高而线性降低,当温度一定时,(LiF-CaF_(2))eut-Yb_(2)O_(3)体系在0≤x(Yb_(2)O_(3))≤2.5%范围内呈线性递增,而((LiF-YbF_(3))eut-Yb_(2)O_(3)体系在0≤x(Yb_(2)O_(3))≤3.5%范围内呈线性递增;Yb-Ni合金的密度要高于LiF-[CaF_(2)/YbF_(3)]-Yb_(2)O_(3)熔盐体系的密度,在电解过程中易于分离。

基于声学特征分析的镨钕合金无损检测方法研究

当前镨钕等稀土合金铸锭成品的质量检测工序均采用人工钻检法和化学分析法,存在着质检周期长、成本高、严重依赖人工经验等缺陷,本文基于声学特征分析的技术,结合传感器、信号处理、经典工程控制等理论,提出了一种无损的物理检测方法。首先对熔盐电解得到镨钕合金进行成分分析,确定其碳含量指标可作为金属质量的分类特征,并且依靠声学信号能判断金属碳含量;其次采集镨钕合金受到外界脉冲激励时的声学信号,通过分析声学信号的时域波形,建立镨钕合金碳含量与其声学信号特征的内在关联模型;最后正交实验结果表明,声学信号的时域特征能较好区别镨钕合金的高低碳差异。

熔盐电解法制备锆粉的研究

研究了在熔盐电解过程中锆粉的微观形貌和粒度的变化过程。通过差热分析确定了熔盐电解质的熔点及其在电解过程中的变化。分别采用扫描电镜分析、粒度分析和化学成分分析对得到的锆粉进行了研究，电解初始2h得到的锆粉为不规则形貌，粒度范围为20～60μm，随后2h为树枝状形貌，粒度约为100μm。分析了不同电解条件对锆粉的微观形貌、粒度和纯度的影响，得到了纯度大于99％的锆粉。

Cu-Ni-Al惰性金属阳极铝电解应用测试

采用Cu Ni Al合金作金属阳极 ,在温度 75 0～ 85 0℃ ,电流密度 0 75～ 1 1 0A/cm2 的不同分子比和氧化铝质量分数的Na3 AlF6 NaCl CaF2 Al2 O3 熔盐中进行电解测试·结果表明 ,在不同电解操作条件下该阳极材料的腐蚀程度不一样 ,阳极在熔盐中的腐蚀速率远大于在空气中的氧化腐蚀速率 ,而且阳极电解的腐蚀速率与电解质中的氧化铝质量分数相关 ,氧化铝质量分数大 ,则阳极腐蚀速率小·另外 。

融盐铝电解中若干物理化学问题的研究

概述了融盐铝电解中若干物理化学问题 ,这些是 5 0多年来作者一直思索着的问题·其中涉及电极湿润性 ,金属在融盐中的溶解 ,制取铝基母合金 ,工业铝电解槽的能量平衡 ,以及低温铝电解·所得的结论 ,是也有 ,非也有 ,希望继续加以研究·

熔盐电解氧化钙制备铝钙合金及其电极过程分析

采用CaCl2-CaF2熔盐体系,氧化钙为原料,液态铝作阴极,成功制备了铝钙合金,利用循环伏安法重点研究了CaCl2-CaF2体系以及添加氧化钙后体系的电化学行为过程。结果表明,在CaCl2-CaF2体系中,除了在阴阳极上分别产生钙和氯气外,还生成了中间产物CaC2;向该体系添加少量氧化钙后,O2-放电生成CO2并起到去极化作用。采用电位控制法监控反电动势的变化研究并测得了氧化钙的加料周期为20min。

熔融盐研究进展

本文简要的描述了至今已确立的几个熔盐体系。在研究这些熔盐性质时发现了许多特点，正在把这些具有离子特性的溶液的利用扩大到新的领域。

铝电解中的电极过程——Ⅰ.阳极过程

研究了铝电解中的阳极反应、阳极过电压、电解质对炭电极的湿润性、双电层电容、交流阻抗、阳极效应等阳极过程 ,得出了可以相互证明的结论·①在阳极区可发生 5个电化学反应 ,阳极产物分别是CO ,CO2 ,COF2 ,CF4 和F2 ;②在电流密度为 0 0 2～ 1 2A/cm2 范围内符合Tafel方程·反应控制步骤为化学反应CxO·O分解反应的迟滞 ,反应级数为 0 5级 ;③测量了冰晶石 氧化铝熔体在石墨电极上的湿润性和双电层电容·发现在 1 0V左右 ,湿润角有一最大值 ,双电层电容有一最小值 ,因此认为此电位为零电荷电位 ;④提出了发生阳极效应的新机理·认为当电解质中Al2 O3 质量分数 <2 %时 ,是F-离子放电引起的阳极效应 ,而当Al2 O3 质量分数 >2 %时 ,阳极效应的发生是因为阳极气体的阻塞·

Sm_2O_3掺杂金属陶瓷惰性阳极的制备及性能研究

采用氧化铝-金属复合材料,适量掺杂稀土金属氧化物(Sm2O3),制备一种新型铝电解用氧化铝基金属陶瓷惰性阳极,并对添加稀土氧化物的材料综合性能进行了研究。结果表明:添加稀土氧化物的试样晶粒生长完整,致密度高,耐高温和抗冰晶石熔盐腐蚀性能良好,年平均腐蚀速率为12.27 mm;导电性能稳定、良好,其电导率随温度的升高而增大,具有半导体的导电性质,850℃时测得添加稀土氧化物的试样电导率为63 S.cm-1。

氯化物熔体中电化学合成硼化钛

硼化钛是近年来很受重视的特种陶瓷材料，其特点是耐高温、抗腐蚀、导电性好，因而被认为是一种在结构材料和功能材料领域中都很有发展前途的材料。该论文通过对ＫＣｌＮａＣｌＫ２ＴｉＦ６ＫＢＦ４体系中Ｔｉ（Ⅳ）、Ｂ（Ⅲ）的阴极电极过程及电化学合成ＴｉＢ２的研究，探讨了该体系中Ｔｉ（Ⅳ）、Ｂ（Ⅲ）的阴极放电机理，确定了熔盐电解法制备ＴｉＢ２的优化操作条件。

钒元素对炭阳极反应活性的影响

对煅后焦中的微量元素钒进行单因素试验，并对炭阳极的二氧化碳反应性、空气反应性进行测试。结果表明，在添加量480～1480mg／kg时，钒可改善炭阳极在CO2中的残极率（达83.35％）、粉化率（仅为5．42％）。钒添加可显著恶化炭阳极在空气中反应性（低至34．16％），增加其在空气中的粉化率（增幅为18．8％）。

CaCl_2-CaF_2-CaO-SiO_2熔盐体系基础性质研究

分析了加入不同质量分数的CaO-SiO_2对CaCl_2-CaF_2空白熔盐的电导率、密度以及初晶温度的影响。结果表明,每添加2%的CaO-SiO_2,熔盐体系的初晶温度平均升高17.5℃、密度相应增加0.015 1g/cm^3、电导率增大0.224 13S/cm,侧面论证了CaO-SiO_2在基础体系中以硅酸盐分子形式存在。

异型阴极结构铝电解槽热应力场仿真

应用大型有限元软件ANSYS建立了160kA异型阴极结构铝电解槽和传统阴极结构铝电解槽的三维热应力模型,并对其进行了模拟计算。计算结果表明,异型阴极与传统阴极有着相似的位移分布,各方向上极值差别不大;异型阴极与传统阴极内部的应力场分布趋势基本相似,但异型阴极应力场要较为复杂。两种阴极正应力最大值差别不大,异型阴极XZ面的应力集中增高,XY面与YZ面的应力集中降低。阴极形状的改变使应力极值所在的位置由长轴两端变化为阴极凸起与阴极表面的连接处,因此需要在此处作加固处理。

冰晶石基铝电解质电导率的研究进展

综述冰晶石基铝电解质电导率的研究进展,分析各种因素对铝电解质电导率的影响,指出应该逐渐把目标转向低温电导率的研究,为实现低温铝电解提供可靠的实验数据和有益的参考资料。

氧化铈熔盐电解过程预还原反应的冶金热力学分析

通过热力学计算,分析了氧化铈熔盐电解过程预还原反应(2CeO2+C+CeF3=3CeOF+CO)的可行性;探讨了连续电解过程还可能存在的预还原反应(2CeO2+CO+CeF3=3CeOF+CO2)。提出了降低石墨材料(电解槽、阳极)消耗的一些设想。

铝电解槽熔体中电磁力场的计算机仿真

介绍了电解槽内电流分布、磁场和电磁力的计算模型和计算程序，结合我国自焙阳极上插棒式铝电解槽的实践计算了铝液中的电磁力，给出了电流分布、磁场及电磁力场图，为铝电解槽的设计和炉膛内形的优化提供了参考。

熔盐电解法制取Al-Si合金

按照工业铝电解生产的方式,采用Na3AlF6 Al2O3体系作为支持电解质,加入SiO2,在熔融状态下电解,得到Al Si合金·利用扫描电镜对产物的形貌和化学成分进行了分析,结果表明合金中Si的含量可达到30%以上,为过共晶产物·结晶Si的形貌是典型的针片状·此产品可作为母合金使用·根据实验结果,对熔盐电解法制备Al Si母合金的机理进行了讨论,认为Al Si合金的生成是由于两种机制共同作用的结果:Al还原了SiO2中的Si,构成Al Si合金;Si与Al同时在阴极析出,形成Al Si合金·保持Al2O3及SiO2的浓度,电解可始终进行·此法可以作为一种新的合金生产方式在实际中应用·

熔盐电解制备稀土铝合金的研究

铝中加入一定量的稀土金属后,铝合金的导电性、机械强度、耐腐蚀性和耐热性等方面都有明显的提高。稀土金属在铝合金中具有净化、细化和合金化效果。稀土铝合金因有上述的特点,而广泛地应用在电工铝的生产上。研究稀土铝合金的制取方法对稀土铝合金的广泛应用具有积极的推动作用。本实验使用熔盐电解法制备了稀土铝合金。

LaCl_3-MgCl_2-LiCl三元体系液相限的研究

借助DTA研究了LaCl_3-MgCl_2-LiCl三元体系的液相限,发现本体系内有对应于LaCl_3和α-固溶体(MgCl_2,LiCl)的两个液相面,一条二次结晶线和它的一个最低点M(63.8wt-%LaCl_3,2.0wt-%MgCl_2,34.2wt-%LiCl;492℃),结合液相限的测定,初步探讨了LnCl_3-MgCl_2-LiCl体系(Ln=La,Ce,Pr及Nd)相图中的某些变化规律。