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第1章 绪论1

1.1 引言1

1.2 Hall-Héroult炼铝工艺的不足2

1.3 惰性阳极的优点3

1.4 惰性阳极的性能要求4

1.5 惰性阳极的研究概况5

1.5.1 金属或合金阳极5

1.5.2 氧化物陶瓷阳极9

1.5.3 金属陶瓷阳极14

1.6 惰性阳极发展趋势18

1.6.1 NaF-AlF3低温电解质体系19

1.6.2 KF-AlF3低温电解质体系20

1.6.3 低温铝电解存在的问题21

参考文献22

第2章 Na3 AlF6-K3 AlF6-AlF3熔体的物理化学性质29

2.1 引言29

2.2 铝电解质的基本要求29

2.3 Na3 AlF6-K3 AlF6-AlF3熔体初晶温度30

2.3.1 初晶温度的测定30

2.3.2 热分析曲线特征32

2.3.3 AlF3对熔体初晶温度的影响35

2.3.4 K3 AlF6对熔体初晶温度的影响36

2.3.5 CR对熔体初晶温度的影响38

2.3.6 初晶温度与熔体组成的关系式38

2.3.7 LiF对熔体初晶温度的影响43

2.3.8 凝固等温线44

2.4 氧化铝在Na3 AlF6-K3 AlF6-AlF3熔体中的溶解45

2.4.1 氧化铝溶解度的测定45

2.4.2 氧化铝溶解速度的影响因素47

2.4.3 氧化铝溶解速度的数字化表征49

2.4.4 AlF3对氧化铝溶解度和溶解速度的影响52

2.4.5 K3AlF6对氧化铝溶解度和溶解速度的影响56

2.4.6 过热度对氧化铝溶解度和溶解速度的影响60

2.4.7 分子比对氧化铝溶解度和溶解速度的影响62

2.4.8 AlF3来源对氧化铝溶解的影响64

2.4.9 LiF对氧化铝溶解度和溶解速度的影响65

2.5 Na3 AlF6-K3 AlF6-AlF3熔盐的电导率69

2.5.1 氟化物熔盐电导率的测定69

2.5.2 温度对熔体电导率的影响75

2.5.3 K3 AlF6对熔体电导率的影响79

2.5.4 AlF3对熔体电导率的影响79

2.5.5 氧化铝对熔体电导率的影响81

2.5.6 LiF对熔体电导率的影响84

参考文献87

第3章 NiFe2 O4基金属陶瓷的腐蚀行为94

3.1 引言94

3.2 阳极组元与熔体间化学反应的热力学94

3.2.1 含Fe化合物反应热力学分析95

3.2.2 含Ni化合物反应热力学分析96

3.2.3 含Cu化合物反应热力学分析98

3.3 NiFe2O4基金属陶瓷的腐蚀机理99

3.3.1 化学腐蚀100

3.3.2 电化学腐蚀102

3.4 金属陶瓷阳极表面致密耐蚀层104

3.4.1 致密耐蚀层原位形成现象104

3.4.2 致密耐蚀层形成原因105

3.4.3 致密耐蚀层形成随时间的变化108

3.4.4 电解工艺对致密耐蚀层形成的影响113

3.5 阳极组元离子在电解质中的分布119

3.5.1 电解质中阳极组元离子浓度的变化119

3.5.2 电解质中离子不均匀分布理论121

3.5.3 离子分布对阳极腐蚀率估算的影响123

参考文献124

第4章 NiFe2 O4基金属陶瓷低温电解新工艺127

4.1 引言127

4.2 不同组成NiFe2 O4基金属陶瓷的腐蚀性能127

4.2.1 不同金属相金属陶瓷的腐蚀性能127

4.2.2 助烧剂CaO对NiFe2 O4-NiO陶瓷腐蚀的影响129

4.3 不同低温电解质中金属陶瓷的腐蚀134

4.3.1 Na3AlF6 -Li3AlF6-AlF3熔体中的低温腐蚀134

4.3.2 920℃ Na3 AlF6-K3 AlF6-AlF3熔体中电解腐蚀139

4.3.3 900℃ Na3 AlF6-K3 AlF6-AlF3熔体中电解腐蚀142

4.3.4 870℃ Na3 AlF6-K3 AlF6-AlF3熔体中电解腐蚀144

4.3.5 850℃ Na3 AlF6-K3 AlF6-AlF3熔体中电解腐蚀147

4.4 电解工艺参数对金属陶瓷腐蚀的影响149

4.4.1 电流密度的影响149

4.4.2 氧化铝浓度的影响153

4.4.3 电解温度的影响156

4.5 20 kA级惰性阳极铝电解槽试验157

4.5.1 电解槽结构157

4.5.2 电解槽的启动与运行160

4.5.3 存在的主要问题162

参考文献163