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第1章 铝电解电极材料与技术的发展1

1.1 铝电解工艺的历史与现状1

1.2 炭素阳极材料3

1.2.1 连续自焙阳极4

1.2.2 预焙阳极5

1.2.3 阳极反应5

1.3 惰性阳极材料6

1.3.1 合金体系8

1.3.2 金属氧化物体系10

1.3.3 金属陶瓷体系12

1.4 惰性可润湿阴极材料15

1.4.1 TiB2烧结陶瓷16

1.4.2 TiB2／炭素复合阴极材料17

1.4.3 TiB2涂层阴极材料18

1.4.4 TiB2／炭胶涂层阴极在现行铝电解槽上的应用19

1.5 低温电解质和铝电解新工艺21

参考文献24

第2章 金属陶瓷惰性阳极的电化学与组元选择32

2.1 炭素阳极电化学32

2.1.1 氧化铝分解电压的理论计算32

2.1.2 炭素阳极的电化学过程33

2.2 惰性阳极电化学36

2.2.1 惰性阳极铝电解的阳极反应过程36

2.2.2 金属陶瓷惰性阳极的化学腐蚀与电化学腐蚀38

2.3 金属陶瓷惰性阳极材料组元的选择47

2.3.1 金属相的选择47

2.3.2 基体氧化物的选择49

2.3.3 稀土氧化物添加剂的选择52

参考文献56

第3章 铁酸盐基金属陶瓷惰性阳极材料与制备工艺59

3.1 铁酸盐基金属陶瓷惰性阳极材料体系59

3.1.1 铁酸盐基金属陶瓷的陶瓷相59

3.1.2 铁酸盐基金属陶瓷的金属相63

3.2 金属陶瓷惰性阳极材料的制备技术65

3.2.1 成形66

3.2.2 压坯烧结前的处理73

3.2.3 烧结76

3.3 金属陶瓷显微结构与制备工艺的关系82

3.3.1 烧结气氛对金属陶瓷组织结构的影响82

3.3.2 烧结温度及保温时间对金属陶瓷组织结构的影响85

3.3.3 金属相种类和含量对金属陶瓷组织结构的影响86

参考文献91

第4章 铁酸镍基金属陶瓷惰性阳极的力学与导电性能95

4.1 NiFe2O4基金属陶瓷的力学性能95

4.1.1 添加剂对NiFe2O4基金属陶瓷力学性能的影响95

4.1.2 金属相对NiFe204基金属陶瓷力学性能的影响106

4.2 NiFe2O4基金属陶瓷的导电性能112

4.2.1 NiFe2O4陶瓷的导电机制112

4.2.2 添加剂对NiFe2O4基金属陶瓷导电性能的影响113

4.2.3 金属相对NiFe2O4基金属陶瓷导电性能的影响129

参考文献137

第5章 铁酸镍基金属陶瓷惰性阳极的电解腐蚀139

5.1 金属相的优先溶解与氧化139

5.1.1 金属相的优先溶解141

5.1.2 金属相的氧化144

5.2 陶瓷添加剂对NiFe2O4基金属陶瓷电解腐蚀性能的影响149

5.2.1 Yb2O3、Y2O3和CeO2的添加对金属相优先腐蚀溶解的影响150

5.2.2 添加BaO 对NiFe2O4基金属陶瓷电解腐蚀性能的影响154

5.2.3 添加CoO对NiFe2O4基金属陶瓷腐蚀性能的影响160

5.3 NiFe2O4基金属陶瓷表面致密陶瓷层的形成及腐蚀行为162

5.3.1 NiFe2O4基金属陶瓷惰性阳极的静态腐蚀162

5.3.2 NiFe2O4基金属陶瓷表面致密陶瓷层的形成164

5.3.3 表面NiFe2O4相致密层的腐蚀溶解机理173

参考文献175

第6章 铝酸盐和氧化亚铜基金属陶瓷惰性阳极材料177

6.1 铝酸盐基金属陶瓷178

6.1.1 NiAl2O4基金属陶瓷178

6.1.2 FeAl2O4基金属陶瓷180

6.2 Al2O3基金属陶瓷181

6.2.1 Al2O3基金属陶瓷的制备183

6.2.2 Al2O3基金属陶瓷的导电和抗热震性能183

6.2.3 Al2O3基金属陶瓷的电解腐蚀183

6.3 Cu2O基金属陶瓷188

6.3.1 Cu2O基金属陶瓷的制备188

6.3.2 Cu2O基金属陶瓷的力学和导电性能189

6.3.3 Cu2O基金属陶瓷的电解腐蚀191

参考文献192

第7章 基于金属陶瓷惰性阳极的铝电解槽与电解工艺194

7.1 金属陶瓷惰性阳极的新型结构铝电解槽194

7.1.1 基于Hall-Héroult结构的金属陶瓷惰性阳极铝电解槽195

7.1.2 基于竖式结构的金属陶瓷惰性阳极铝电解槽200

7.1.3 金属陶瓷惰性阳极电解槽的铝电解工艺204

7.2 金属陶瓷惰性阳极与阳极导杆的连接206

7.3 新型低温电解质及金属陶瓷惰性阳极的铝电解工艺210

7.3.1 低温电解质211

7.3.2 惰性阳极的低温铝电解工艺215

7.4 基于深杯状金属陶瓷惰性阳极的铝电解试验217

7.4.1 深杯状金属陶瓷惰性阳极4kA级铝电解试验218

7.4.2 深杯状金属陶瓷惰性阳极的2OkA级铝电解试验220

参考文献230

结束语234