1．能量平衡原理，热化学和理论能量消耗内容提要 1
引言 1
1.1 热力学基本原理 2
1.1.1 热力学体系 2
1.1.2 内能（U） 3
1.1.3 功（W） 4
1.1.4 热（q） 5
1.1.5 功与热 5
1.1.6 热的测定 6
1.1.7 热力学第一定律 6
1.1.8 热焓 7
1.1.9 熵 7
1.1.10 热力学第二定律 9
1.1.11 能量函数 9
1.1.12 平衡的判据 10
1.1.13 最大功 11
1.2 霍尔-埃鲁法的能量需要 12
1.2.1 △H总的热力学计算 13
1.2.2 可逆分解电压的计算 17
1.2.3 电压平衡 19
1.2.4 能量平衡 22
1.2.5 热平衡 24
1.3 节能的途径 27
参考文献 29
符号表 31
2．磁场的影响 32
内容提要 32
引言 32
2.1 定义 32
2.1.1 长圆柱形导体 35
2.1.2 铝电解槽的磁场 36
2.1.3 磁性材料的影响 38
2.2 根据阴极槽壳外部电流计算磁场的近似方法 42
2.3 精密计算磁性材料对磁场影响时所宜考虑的问题 45
2.4 铝液和电解液中的电磁推动力 46
2.5 铝液中的电流分布 52
2.6 电解槽中铝液的流动 55
2.7 铝液水平的变动与其表面的不稳定性 58
2.8 母线设计 65
参考文献 75
符号表 76
3．炭素：基础理论与原理 78
内容提要 78
引言 78
3.1 结晶碳的基本结构 79
3.1.1 石墨 79
3.1.2 金刚石 83
3.2 碳的结构变体 84
3.2.1 无定形碳 84
3.2.2 玻璃碳 85
3.2.3 碳纤维 85
3.3 碳的来源：纯度与结构 86
3.3.1 概述 86
3.3.2 煤 86
3.3.3 天然石墨 87
3.3.4 高纯碳 88
3.4 碳的相变与结晶 89
3.5 霍尔-埃鲁法中炭素制品的原料 91
3.5.1 阳极原料 91
3.5.2 槽内衬原料 99
3.6 炭素材料的制造 102
3.6.1 概述 102
3.6.2 配方 103
3.6.3 骨料炭预热 108
3.6.4 混捏 108
3.6.5 成型 109
3.6.6 焙烧 110
3.6.7 石墨化 113
3.6.8 炭素制品的性质 113
3.7 铝电解槽中炭的用途和作用 114
3.7.1 概述 114
3.7.2 电极反应 117
3.7.3 阳极消耗 118
3.7.4 电解槽炭衬 129
参考文献 134
符号表 136
4．融盐理论，电解质性质和添加剂影响内容提要 137
引言 137
4.1 融盐 138
4.1.1 理想混合焓的计算 138
4.1.2 融盐体系中应用冰点下降法的理论基础 140
4.2 电解质的结构 143
4.2.1 氧化铝的溶解 147
4.2.2 阳极反应 148
4.2.3 阴极反应 149
4.2.4 金属在电解质中的溶解 150
4.2.5 CaF2,LiF和MgF2添加剂的使用 152
4.2.6 工业电解质组成 153
4.2.7 电解质的化学稳定性 153
4.3 添加剂对电解质物理-化学性质的影响 154
4.3.1 液相线温度 155
4.3.2 氧化铝溶解度 156
4.3.3 氧化铝的溶解速度 157
4.3.4 电导率 157
4.3.5 密度 158
4.3.6 界面张力 160
4.3.7 粘度 161
4.3.8 电解质的挥发损失 162
4.3.9 物理-化学性质与电流效率 163
4.3.10 最佳电解质组成 164
参考文献 166
5．电化学原理与电流效率 169
内容提要 169
引言 169
5.1 电化学基本原理 170
5.1.1 电荷与电流 170
5.1.2 电解与电极特性 171
5.1.3 电极电位与过电压 172
5.1.4 铝电解槽的槽电压 175
5.1.5 槽电压的自动控制 178
5.1.6 法拉第定律 179
5.1.7 电流效率 180
5.1.8 霍尔-埃鲁法中的状态参数 181
5.2 电流效率降低的因素 184
5.2.1 CO2与铝液间的二次反应 185
5.2.2 设计与操作因素对二次反应速度的影响 190
5.2.3 其他形式的电流效率损失 194
参考文献 197
符号表 199
6．技术进展 202
内容提要 202
引言 202
6.1 化学工艺 202
6.1.1 电解质 202
6.1.2 氧化铝 203
6.1.3 加料 203
6.2 自动化与过程控制 204
6.3 机械化 204
6.4 电磁场 205
6.5 阴极 205
6.6 阳极 206
6.7 热平衡 207
6.8 环境保护 207
6.9 数学模型 208
6.10 增大槽尺寸 208
6.11 试验槽 209
6.12 电流效率 209
6.13 能量消耗 210
6.14 基础研究 210
6.15 炼铝新方法 211
6.16 将来的改进与需要 211
参考文献 214