金属相对（NiFe 2 O 4 +10NiO）基金金属陶瓷的影响
发布时间：2020-12-07 14:44
研究和开发替代碳素阳极的惰性阳极和可润湿性阴极材料对实现铝电解工业的节能、降耗、增效与清洁生产具有重要意义。在各种具有潜力的材料体系中，（NiFe2O4+10NiO）基金属陶瓷因为其良好的抗腐蚀性能而成为最有希望的惰性阳极材料之一。在973计划和863计划的资助下，本文以进一步提高（NiFe2O4+10NiO）基金属陶瓷致密度和性能为目的，采用冷压-烧结技术，在1050～1350℃温度范围内于惰性气氛中制备了系列（NiFe2O4+10NiO）基金属陶瓷材料，研究了不同的金属相含量，组成及存在状态对材料致密度和力学性能，导电性能的影响，并初步探索了金属相影响材料致密度和其性能的机制。获得的主要结果如下：1．金属相加入能促进（NiFe2O4+10NiO）基金属陶瓷的烧结，且金属相与氧结合的能力越强，它对材料的烧结越有利。同时金属相会阻碍基体烧结时的收缩，因此金属相过多材料致密度下降。2．不同的金属相形成液相时，对材料...
【文章来源】：中南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
高温电导率测试装置图
最终产生金属Fe。表3一2给出了在控制氧分压的条件下， (NIFeZO4+lONio)基金属陶瓷材料在烧结过程中可能发生的反应。表中显示，陶瓷在烧结过程中除可能释放出氧外，还同时产生金属Fe，以及消耗金属相中的Cu元素。图3一3给出了成分为17(60Cu入i)/伽iFeZo4+loNio)金属陶瓷材料的能谱分析图。从图中可以看出，其金属相中出现元素Fe，且Cu和Ni元素的质量比由当初配置时的3;2变成了约1:9。显然由于烧结过程中Cu元素的消耗使得Cu，Ni的质量变小，同时产生的部分Fe元素可能扩散到金属相中，这从侧面印证了陶瓷在烧结过程中释放出氧的现象。表3一2金属陶瓷烧结过程中存在的反应NNNIFeZO4=NIFeZ认一 y+xoooXNIFe204一 y=YNio+ZFe20333 ZZZCU+l/202=Cu2000Ni+l/202=Nio;;; Fe203=ZFe+3/202Cu十NIFe20;+NIO=CuxNil一+NiyFe3令04+NizFel一0幻2粉末烧结理论认为[57]，氧化物发生氧缺失时，将在材料的晶格中形成氧空位，并成为烧结过程中重要的传质源而有利于烧结的进行。显然，NIFeZO4陶瓷的少量分解
结过程中很难相互靠近，在宏观上表现为金属阻碍陶瓷基体收缩。因此在固相烧结的困 iFeZO4+lONIO)基金属陶瓷样品中，经常可以见到金属相被陶瓷收缩时挤压发生变形的现象。如图3一所示，图中Ni颗粒的多棱角形貌表明，在基体烧结收缩所产生的压力作用下，Ni颗粒发生了塑性变形，该现象充分地表现了Ni的添加对基体烧结致密化的阻碍作用。显然，金属相越多，这种阻碍作用越强，因此材料致密度随金属含量的增加呈下降的趋势。3.5金属相含量及成份对洲F免仇 +lONio)基金属陶瓷力学性能的影响3.5.1金属相含量对材料抗弯强度的影响图3一5(a)一(c)给出了A，B
【参考文献】：
期刊论文
[1]活化烧结制备TiC-Ni金属陶瓷复合材料及其性能[J]. 吴岩,于宝海,任英磊,张海峰. 材料科学与工程学报. 2005(03)
[2]纳米金属陶瓷材料的微波烧结工艺研究[J]. 晋勇,薛屺,汤小文,梁栋成,周剑. 机械工程材料. 2004(12)
[3]Al2O3-W金属陶瓷用于金属熔体温度测量可行性研究[J]. 孟庆民,周俐,王建军,梅忠. 硅酸盐通报. 2004(04)
[4]高致密Ni-Fe/Al2O3纳米复合材料的制备及其断裂韧性研究[J]. 曹闰,李合琴,秦晓英. 合肥工业大学学报(自然科学版). 2004(07)
[5]尖晶石基铝电解惰性阳极的研究进展[J]. 张剑红,席锦会,刘宜汉,姚广春. 有色矿冶. 2004(01)
[6]新型三元硼化物基金属陶瓷的研究[J]. 王永国,李兆前,张荻. 无机材料学报. 2003(06)
[7]晶内/晶间复合型Al2O3/Ni纳米金属陶瓷显微结构和力学性能的研究[J]. 李国军,黄校先,郭景坤. 无机材料学报. 2003(01)
[8]纳米块体材料烧结技术进展[J]. 张凤林,王成勇,宋月贤. 硬质合金. 2002(03)
[9]包裹和热压工艺制备Al2O3/Ni金属陶瓷[J]. 李国军,陈大明,黄校先,郭景坤. 航空材料学报. 2002(01)
[10]铝电解惰性阳极与可湿润性阴极的研究与开发进展[J]. 刘业翔. 轻金属. 2001(05)
本文编号：2903440
【文章来源】：中南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
高温电导率测试装置图
最终产生金属Fe。表3一2给出了在控制氧分压的条件下， (NIFeZO4+lONio)基金属陶瓷材料在烧结过程中可能发生的反应。表中显示，陶瓷在烧结过程中除可能释放出氧外，还同时产生金属Fe，以及消耗金属相中的Cu元素。图3一3给出了成分为17(60Cu入i)/伽iFeZo4+loNio)金属陶瓷材料的能谱分析图。从图中可以看出，其金属相中出现元素Fe，且Cu和Ni元素的质量比由当初配置时的3;2变成了约1:9。显然由于烧结过程中Cu元素的消耗使得Cu，Ni的质量变小，同时产生的部分Fe元素可能扩散到金属相中，这从侧面印证了陶瓷在烧结过程中释放出氧的现象。表3一2金属陶瓷烧结过程中存在的反应NNNIFeZO4=NIFeZ认一 y+xoooXNIFe204一 y=YNio+ZFe20333 ZZZCU+l/202=Cu2000Ni+l/202=Nio;;; Fe203=ZFe+3/202Cu十NIFe20;+NIO=CuxNil一+NiyFe3令04+NizFel一0幻2粉末烧结理论认为[57]，氧化物发生氧缺失时，将在材料的晶格中形成氧空位，并成为烧结过程中重要的传质源而有利于烧结的进行。显然，NIFeZO4陶瓷的少量分解
结过程中很难相互靠近，在宏观上表现为金属阻碍陶瓷基体收缩。因此在固相烧结的困 iFeZO4+lONIO)基金属陶瓷样品中，经常可以见到金属相被陶瓷收缩时挤压发生变形的现象。如图3一所示，图中Ni颗粒的多棱角形貌表明，在基体烧结收缩所产生的压力作用下，Ni颗粒发生了塑性变形，该现象充分地表现了Ni的添加对基体烧结致密化的阻碍作用。显然，金属相越多，这种阻碍作用越强，因此材料致密度随金属含量的增加呈下降的趋势。3.5金属相含量及成份对洲F免仇 +lONio)基金属陶瓷力学性能的影响3.5.1金属相含量对材料抗弯强度的影响图3一5(a)一(c)给出了A，B
【参考文献】：
期刊论文
[1]活化烧结制备TiC-Ni金属陶瓷复合材料及其性能[J]. 吴岩,于宝海,任英磊,张海峰. 材料科学与工程学报. 2005(03)
[2]纳米金属陶瓷材料的微波烧结工艺研究[J]. 晋勇,薛屺,汤小文,梁栋成,周剑. 机械工程材料. 2004(12)
[3]Al2O3-W金属陶瓷用于金属熔体温度测量可行性研究[J]. 孟庆民,周俐,王建军,梅忠. 硅酸盐通报. 2004(04)
[4]高致密Ni-Fe/Al2O3纳米复合材料的制备及其断裂韧性研究[J]. 曹闰,李合琴,秦晓英. 合肥工业大学学报(自然科学版). 2004(07)
[5]尖晶石基铝电解惰性阳极的研究进展[J]. 张剑红,席锦会,刘宜汉,姚广春. 有色矿冶. 2004(01)
[6]新型三元硼化物基金属陶瓷的研究[J]. 王永国,李兆前,张荻. 无机材料学报. 2003(06)
[7]晶内/晶间复合型Al2O3/Ni纳米金属陶瓷显微结构和力学性能的研究[J]. 李国军,黄校先,郭景坤. 无机材料学报. 2003(01)
[8]纳米块体材料烧结技术进展[J]. 张凤林,王成勇,宋月贤. 硬质合金. 2002(03)
[9]包裹和热压工艺制备Al2O3/Ni金属陶瓷[J]. 李国军,陈大明,黄校先,郭景坤. 航空材料学报. 2002(01)
[10]铝电解惰性阳极与可湿润性阴极的研究与开发进展[J]. 刘业翔. 轻金属. 2001(05)
本文编号：2903440
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