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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