1 惰性阳极——绿色低碳技术 1
1.1 电解铝工业发展现状 1
1.1.1 铝冶金历史 1
1.1.2 电解铝产量和消费量 2
1.1.3 铝工业温室效应气体 3
1.1.4 低碳经济下铝工业的责任 4
1.2 惰性阳极 5
1.2.1 炭素阳极 5
1.2.2 惰性阳极定义 5
1.2.3 惰性阳极的优点 6
1.2.4 惰性阳极材料的选择 6
1.3 惰性阳极研究现状 7
1.3.1 金属合金阳极 8
1.3.2 氧化物陶瓷阳极 9
1.3.3 金属陶瓷阳极 11
1.3.4 其他阳极材料 14
1.4 惰性阳极发展趋势 15
1.4.1 惰性阳极与低温铝电解相结合 15
1.4.2 惰性阳极与惰性阴极相结合 16
1.4.3 惰性阳极与新型电解槽相结合 16
参考文献 17
2 惰性阳极制备 24
2.1 惰性阳极制备工艺 24
2.2 惰性阳极粉体合成技术 25
2.2.1 自蔓延高温合成 25
2.2.2 低温燃烧合成 25
2.2.3 电解合成 26
2.2.4 化学共沉淀法 26
2.2.5 水热法 26
2.2.6 溶胶—凝胶法 27
2.2.7 其他方法 27
2.3 金属陶瓷基惰性阳极的制备 27
2.3.1 配料与混料 27
2.3.2 成型 28
2.3.3 烧结 30
2.4 惰性阳极结构性能测试方法 32
2.4.1 密度、气孔率对材料性能的影响 32
2.4.2 密度、气孔率测定方法 33
2.5 制备工艺对性能的影响 35
2.5.1 成型压力对金属陶瓷性能的影响 35
2.5.2 烧结温度对金属陶瓷性能的影响 35
2.5.3 保温时间对金属陶瓷性能的影响 37
参考文献 37
3 惰性阳极的电导率 40
3.1 电导率对铝电解的影响 40
3.2 电导率测定方法 40
3.2.1 基本原理 40
3.2.2 测定方法 41
3.3 金属含量、温度对电导率的影响 41
3.3.1 金属含量对电导率的影响 41
3.3.2 温度对电导率的影响 43
3.4 电导活化能的计算 44
3.5 小结 45
参考文献 45
4 惰性阳极高温氧化性能 46
4.1 阳极的高温氧化性能 46
4.2 金属高温氧化基础 46
4.2.1 反应物化学热力学稳定性 46
4.2.2 金属高温氧化动力学 47
4.3 高温氧化性能测定方法 48
4.4 金属阳极的高温氧化性能 49
4.4.1 Fe-Ni金属阳极氧化热力学分析 49
4.4.2 Fe-Ni金属阳极氧化动力学行为 49
4.4.3 Ni含量对金属阳极氧化行为的影响 50
4.4.4 表面氧化膜形貌 52
4.4.5 氧化膜破损机理 54
4.4.6 金属阳极高温氧化模型 56
4.5 金属陶瓷阳极高温氧化性能 57
4.5.1 Fe-Ni-Al2O3金属陶瓷材料热力学分析 57
4.5.2 Fe-Ni-Al2O3惰性阳极氧化动力学行为 57
4..5.3 氧化物表面形貌 60
4.5.4 氧化激活能的计算 61
4.6 小结 62
参考文献 62
5 惰性阳极耐腐蚀性能 64
5.1 阳极的腐蚀 64
5.2 耐腐蚀性能测定方法 64
5.2.1 腐蚀速度常用测试方法 64
5.2.2 腐蚀测定原理 65
5.2.3 热腐蚀性能测定 65
5.2.4 电解腐蚀性能测定 66
5.3 分子比和温度对阳极热腐蚀性能的影响 66
5.4 惰性阳极电解腐蚀性能的影响因素 68
5.4.1 分子比对电解腐蚀速率的影响 68
5.4.2 氧化铝浓度对电解腐蚀速率的影响 68
5.4.3 电流密度对电解腐蚀速率的影响 69
5.4.5 电解腐蚀形貌 70
5.5 阳极腐蚀机理 72
5.5.1 氧化物与电解质之间的反应 72
5.5.2 阳极氧化物与Al的反应 72
5.5.3 铝与氟化物之间的反应 73
5.5.4 氟化物挥发 73
5.5.5 钠还原 73
5.5.6 金属的析出 73
5.6 小结 74
参考文献 74
6 惰性阳极电化学腐蚀 75
6.1 腐蚀电化学概述 75
6.1.1 电极电位与腐蚀倾向 75
6.1.2 电极极化 75
6.2 电化学腐蚀的测定方法 76
6.2.1 腐蚀速度电化学测量方法 76
6.2.2 极化曲线的测量 77
6.2.3 电化学腐蚀的测定 77
6.3 氧化铝浓度和分子比对电化学腐蚀的影响 78
6.3.1 阳极极化曲线特征 78
6.3.2 Al2O3浓度对金属阳极电化学腐蚀的影响 79
6.3.3 分子比金属阳极电化学腐蚀的影响 80
6.3.4 添加元素对金属阳极电化学腐蚀的影响 81
6.4 小结 82
参考文献 83
7 电极反应过程研究 84
7.1 电极过程动力学 84
7.2 电极过程研究分析方法 85
7.2.1 阳极气泡观察 85
7.2.2 循环伏安 86
7.2.3 交流阻抗 86
7.3 电化学在研究电极反应过程中的应用 87
7.3.1 阳极气泡析出行为 87
7.3.2 阳极循环伏安曲线 89
7.3.3 阳极电化学阻抗谱 91
7.4 小结 94
参考文献 95