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铁锌尖晶石基铝用惰性阳极及镍基底氧化物膜惰性阳极的研究

郭兴龙  
【摘要】:论文对铝用惰性阳极的研究和发展进行了回顾和展望,对已经有的各种阳极材料进行了评述。指出惰性阳极面临的主要问题是阳极的耐铝和电解质的腐蚀性差。 选择了ZnO、Fe_2O_3烧结合成ZnFe_2O_3的适宜条件为:1210℃,20h:通过选择合适的添加剂,改善了阳极试样的导电性和耐腐蚀性,研制的几种阳极材料都具有高于或接近炭素电极的导电能力,耐铝电解质腐蚀性和高温氧化性气氛下的化学稳定性良好,满足铝电解惰性阳极的要求,制作的惰性阳极在Na_3AlF_6熔盐中电化学性质是稳定的。 阳极材料在铝电解条件下的腐蚀机理复杂,铁锌阳极在Na_3AlF_6-Al_2O_3熔液中总会有一定的腐蚀,其原因有:高温电解质熔液对它的侵蚀;液态铝对它的还原作用;阳极气体的冲刷和电解质流动造成的腐蚀。 经过对锌铁尖晶石在阳极进行的电化学测试,可得以下结论:惰性电极的静态开路长时间内电势波动很小;多次重复测试结果都有较好的重复性;用静态开路电势来评价金属氧化物电极的稳定性是可行的。 对于阳极材料在铝电解质中的耐腐蚀进行了研究得出:电解质中Al_2O_3不饱和时,提高Al_2O_3浓度、降低分子比,并保持高的阳极电流,可减少电解质中的阳极损失:电解质中Al_2O_3饱和时,在电流低时,增大电流可以减少阳极的腐蚀;有铝存在的条件下腐蚀速度明显增大。 首次利用磁控溅射进行了薄膜电极的试制和试验,实验在导电基体上(Ni)溅射ZoO,用X-射线衍射(XRD)分析、电子显微(SEM)扫描分析,对实验前后的薄膜成分、形貌进行了定性分析和观察,实验结果表明:在基体上形成了致密的ZnO纳米薄膜。薄膜微小颗粒紧密排布,颗粒粒径可以达到20纳米左右,在960℃冰晶石熔盐电解质中试样电极具有良好的耐腐蚀性能,腐蚀速度约为3.2×10~(-4)g/h·cm~2。用此方法制造的电极与煅烧、冷压制作方法相比较来说表面 摘要 细致、并且有比较耐腐蚀的特性。得出一些可以借鉴的宝贵的经验,对以后此类 电极的研究和探讨具有参考作用。


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