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