研究和開(kāi)發(fā)替代碳素陽(yáng)極的惰性陽(yáng)極和可潤(rùn)濕性陰極材料對(duì)實(shí)現(xiàn)鋁電解工業(yè)的節(jié)能、降耗、增效與清潔生產(chǎn)具有重要意義。在各種具有潛力的材料體系中，（NiFe₂O₄+10NiO）基金屬陶瓷因?yàn)槠淞己玫目垢g性能而成為最有希望的惰性陽(yáng)極材料之一。在973計(jì)劃和863計(jì)劃的資助下，本文以進(jìn)一步提高（NiFe₂O₄+10NiO）基金屬陶瓷致密度和性能為目的，采用冷壓-燒結(jié)技術(shù)，在1050～1350℃溫度范圍內(nèi)于惰性氣氛中制備了系列（NiFe₂O₄+10NiO）基金屬陶瓷材料，研究了不同的金屬相含量，組成及存在狀態(tài)對(duì)材料致密度和力學(xué)性能，導(dǎo)電性能的影響，并初步探索了金屬相影響材料致密度和其性能的機(jī)制。獲得的主要結(jié)果如下：1．金屬相加入能促進(jìn)（NiFe₂O₄+10NiO）基金屬陶瓷的燒結(jié)，且金屬相與氧結(jié)合的能力越強(qiáng)，它對(duì)材料的燒結(jié)越有利。同時(shí)金屬相會(huì)阻礙基體燒結(jié)時(shí)的收縮，因此金屬相過(guò)多材料致密度下降。2．不同的金屬相形成液相時(shí)，對(duì)材料... 

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高溫電導(dǎo)率測(cè)試裝置圖

最終產(chǎn)生金屬Fe。表3一2給出了在控制氧分壓的條件下， (NIFeZO4+lONio)基金屬陶瓷材料在燒結(jié)過(guò)程中可能發(fā)生的反應(yīng)。表中顯示，陶瓷在燒結(jié)過(guò)程中除可能釋放出氧外，還同時(shí)產(chǎn)生金屬Fe，以及消耗金屬相中的Cu元素。圖3一3給出了成分為17(60Cu入i)/伽iFeZo4+loNio)金屬陶瓷材料的能譜分析圖。從圖中可以看出，其金屬相中出現(xiàn)元素Fe，且Cu和Ni元素的質(zhì)量比由當(dāng)初配置時(shí)的3;2變成了約1:9。顯然由于燒結(jié)過(guò)程中Cu元素的消耗使得Cu，Ni的質(zhì)量變小，同時(shí)產(chǎn)生的部分Fe元素可能擴(kuò)散到金屬相中，這從側(cè)面印證了陶瓷在燒結(jié)過(guò)程中釋放出氧的現(xiàn)象。表3一2金屬陶瓷燒結(jié)過(guò)程中存在的反應(yīng)NNNIFeZO4=NIFeZ認(rèn)一 y+xoooXNIFe204一 y=YNio+ZFe20333 ZZZCU+l/202=Cu2000Ni+l/202=Nio;;; Fe203=ZFe+3/202Cu十NIFe20;+NIO=CuxNil一+NiyFe3令04+NizFel一0幻2粉末燒結(jié)理論認(rèn)為[57]，氧化物發(fā)生氧缺失時(shí)，將在材料的晶格中形成氧空位，并成為燒結(jié)過(guò)程中重要的傳質(zhì)源而有利于燒結(jié)的進(jìn)行。顯然，NIFeZO4陶瓷的少量分解

結(jié)過(guò)程中很難相互靠近，在宏觀上表現(xiàn)為金屬阻礙陶瓷基體收縮。因此在固相燒結(jié)的困 iFeZO4+lONIO)基金屬陶瓷樣品中，經(jīng)�？梢砸�(jiàn)到金屬相被陶瓷收縮時(shí)擠壓發(fā)生變形的現(xiàn)象。如圖3一所示，圖中Ni顆粒的多棱角形貌表明，在基體燒結(jié)收縮所產(chǎn)生的壓力作用下，Ni顆粒發(fā)生了塑性變形，該現(xiàn)象充分地表現(xiàn)了Ni的添加對(duì)基體燒結(jié)致密化的阻礙作用。顯然，金屬相越多，這種阻礙作用越強(qiáng)，因此材料致密度隨金屬含量的增加呈下降的趨勢(shì)。3.5金屬相含量及成份對(duì)洲F免仇 +lONio)基金屬陶瓷力學(xué)性能的影響3.5.1金屬相含量對(duì)材料抗彎強(qiáng)度的影響圖3一5(a)一(c)給出了A，B

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]活化燒結(jié)制備TiC-Ni金屬陶瓷復(fù)合材料及其性能[J]. 吳巖,于寶海,任英磊,張海峰.  材料科學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2005(03)
[2]納米金屬陶瓷材料的微波燒結(jié)工藝研究[J]. 晉勇,薛屺,湯小文,梁棟成,周劍.  機(jī)械工程材料. 2004(12)
[3]Al2O3-W金屬陶瓷用于金屬熔體溫度測(cè)量可行性研究[J]. 孟慶民,周俐,王建軍,梅忠.  硅酸鹽通報(bào). 2004(04)
[4]高致密Ni-Fe/Al2O3納米復(fù)合材料的制備及其斷裂韌性研究[J]. 曹閏,李合琴,秦曉英.  合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2004(07)
[5]尖晶石基鋁電解惰性陽(yáng)極的研究進(jìn)展[J]. 張劍紅,席錦會(huì),劉宜漢,姚廣春.  有色礦冶. 2004(01)
[6]新型三元硼化物基金屬陶瓷的研究[J]. 王永國(guó),李兆前,張荻.  無(wú)機(jī)材料學(xué)報(bào). 2003(06)
[7]晶內(nèi)/晶間復(fù)合型Al2O3/Ni納米金屬陶瓷顯微結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能的研究[J]. 李國(guó)軍,黃校先,郭景坤.  無(wú)機(jī)材料學(xué)報(bào). 2003(01)
[8]納米塊體材料燒結(jié)技術(shù)進(jìn)展[J]. 張鳳林,王成勇,宋月賢.  硬質(zhì)合金. 2002(03)
[9]包裹和熱壓工藝制備Al2O3/Ni金屬陶瓷[J]. 李國(guó)軍,陳大明,黃校先,郭景坤.  航空材料學(xué)報(bào). 2002(01)
[10]鋁電解惰性陽(yáng)極與可濕潤(rùn)性陰極的研究與開(kāi)發(fā)進(jìn)展[J]. 劉業(yè)翔.  輕金屬. 2001(05)



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