金屬相對（NiFe 2 O 4 +10NiO）基金金屬陶瓷的影響
發(fā)布時間：2020-12-07 14:44
研究和開發(fā)替代碳素陽極的惰性陽極和可潤濕性陰極材料對實現鋁電解工業(yè)的節(jié)能、降耗、增效與清潔生產具有重要意義。在各種具有潛力的材料體系中，（NiFe2O4+10NiO）基金屬陶瓷因為其良好的抗腐蝕性能而成為最有希望的惰性陽極材料之一。在973計劃和863計劃的資助下，本文以進一步提高（NiFe2O4+10NiO）基金屬陶瓷致密度和性能為目的，采用冷壓-燒結技術，在1050～1350℃溫度范圍內于惰性氣氛中制備了系列（NiFe2O4+10NiO）基金屬陶瓷材料，研究了不同的金屬相含量，組成及存在狀態(tài)對材料致密度和力學性能，導電性能的影響，并初步探索了金屬相影響材料致密度和其性能的機制。獲得的主要結果如下：1．金屬相加入能促進（NiFe2O4+10NiO）基金屬陶瓷的燒結，且金屬相與氧結合的能力越強，它對材料的燒結越有利。同時金屬相會阻礙基體燒結時的收縮，因此金屬相過多材料致密度下降。2．不同的金屬相形成液相時，對材料...
【文章來源】：中南大學湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數】：64 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
高溫電導率測試裝置圖
最終產生金屬Fe。表3一2給出了在控制氧分壓的條件下， (NIFeZO4+lONio)基金屬陶瓷材料在燒結過程中可能發(fā)生的反應。表中顯示，陶瓷在燒結過程中除可能釋放出氧外，還同時產生金屬Fe，以及消耗金屬相中的Cu元素。圖3一3給出了成分為17(60Cu入i)/伽iFeZo4+loNio)金屬陶瓷材料的能譜分析圖。從圖中可以看出，其金屬相中出現元素Fe，且Cu和Ni元素的質量比由當初配置時的3;2變成了約1:9。顯然由于燒結過程中Cu元素的消耗使得Cu，Ni的質量變小，同時產生的部分Fe元素可能擴散到金屬相中，這從側面印證了陶瓷在燒結過程中釋放出氧的現象。表3一2金屬陶瓷燒結過程中存在的反應NNNIFeZO4=NIFeZ認一 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粉末燒結理論認為[57]，氧化物發(fā)生氧缺失時，將在材料的晶格中形成氧空位，并成為燒結過程中重要的傳質源而有利于燒結的進行。顯然，NIFeZO4陶瓷的少量分解
結過程中很難相互靠近，在宏觀上表現為金屬阻礙陶瓷基體收縮。因此在固相燒結的困 iFeZO4+lONIO)基金屬陶瓷樣品中，經�？梢砸姷浇饘傧啾惶沾墒湛s時擠壓發(fā)生變形的現象。如圖3一所示，圖中Ni顆粒的多棱角形貌表明，在基體燒結收縮所產生的壓力作用下，Ni顆粒發(fā)生了塑性變形，該現象充分地表現了Ni的添加對基體燒結致密化的阻礙作用。顯然，金屬相越多，這種阻礙作用越強，因此材料致密度隨金屬含量的增加呈下降的趨勢。3.5金屬相含量及成份對洲F免仇 +lONio)基金屬陶瓷力學性能的影響3.5.1金屬相含量對材料抗彎強度的影響圖3一5(a)一(c)給出了A，B
【參考文獻】：
期刊論文
[1]活化燒結制備TiC-Ni金屬陶瓷復合材料及其性能[J]. 吳巖,于寶海,任英磊,張海峰. 材料科學與工程學報. 2005(03)
[2]納米金屬陶瓷材料的微波燒結工藝研究[J]. 晉勇,薛屺,湯小文,梁棟成,周劍. 機械工程材料. 2004(12)
[3]Al2O3-W金屬陶瓷用于金屬熔體溫度測量可行性研究[J]. 孟慶民,周俐,王建軍,梅忠. 硅酸鹽通報. 2004(04)
[4]高致密Ni-Fe/Al2O3納米復合材料的制備及其斷裂韌性研究[J]. 曹閏,李合琴,秦曉英. 合肥工業(yè)大學學報(自然科學版). 2004(07)
[5]尖晶石基鋁電解惰性陽極的研究進展[J]. 張劍紅,席錦會,劉宜漢,姚廣春. 有色礦冶. 2004(01)
[6]新型三元硼化物基金屬陶瓷的研究[J]. 王永國,李兆前,張荻. 無機材料學報. 2003(06)
[7]晶內/晶間復合型Al2O3/Ni納米金屬陶瓷顯微結構和力學性能的研究[J]. 李國軍,黃校先,郭景坤. 無機材料學報. 2003(01)
[8]納米塊體材料燒結技術進展[J]. 張鳳林,王成勇,宋月賢. 硬質合金. 2002(03)
[9]包裹和熱壓工藝制備Al2O3/Ni金屬陶瓷[J]. 李國軍,陳大明,黃校先,郭景坤. 航空材料學報. 2002(01)
[10]鋁電解惰性陽極與可濕潤性陰極的研究與開發(fā)進展[J]. 劉業(yè)翔. 輕金屬. 2001(05)
本文編號：2903440
【文章來源】：中南大學湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數】：64 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
高溫電導率測試裝置圖
最終產生金屬Fe。表3一2給出了在控制氧分壓的條件下， (NIFeZO4+lONio)基金屬陶瓷材料在燒結過程中可能發(fā)生的反應。表中顯示，陶瓷在燒結過程中除可能釋放出氧外，還同時產生金屬Fe，以及消耗金屬相中的Cu元素。圖3一3給出了成分為17(60Cu入i)/伽iFeZo4+loNio)金屬陶瓷材料的能譜分析圖。從圖中可以看出，其金屬相中出現元素Fe，且Cu和Ni元素的質量比由當初配置時的3;2變成了約1:9。顯然由于燒結過程中Cu元素的消耗使得Cu，Ni的質量變小，同時產生的部分Fe元素可能擴散到金屬相中，這從側面印證了陶瓷在燒結過程中釋放出氧的現象。表3一2金屬陶瓷燒結過程中存在的反應NNNIFeZO4=NIFeZ認一 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粉末燒結理論認為[57]，氧化物發(fā)生氧缺失時，將在材料的晶格中形成氧空位，并成為燒結過程中重要的傳質源而有利于燒結的進行。顯然，NIFeZO4陶瓷的少量分解
結過程中很難相互靠近，在宏觀上表現為金屬阻礙陶瓷基體收縮。因此在固相燒結的困 iFeZO4+lONIO)基金屬陶瓷樣品中，經�？梢砸姷浇饘傧啾惶沾墒湛s時擠壓發(fā)生變形的現象。如圖3一所示，圖中Ni顆粒的多棱角形貌表明，在基體燒結收縮所產生的壓力作用下，Ni顆粒發(fā)生了塑性變形，該現象充分地表現了Ni的添加對基體燒結致密化的阻礙作用。顯然，金屬相越多，這種阻礙作用越強，因此材料致密度隨金屬含量的增加呈下降的趨勢。3.5金屬相含量及成份對洲F免仇 +lONio)基金屬陶瓷力學性能的影響3.5.1金屬相含量對材料抗彎強度的影響圖3一5(a)一(c)給出了A，B
【參考文獻】：
期刊論文
[1]活化燒結制備TiC-Ni金屬陶瓷復合材料及其性能[J]. 吳巖,于寶海,任英磊,張海峰. 材料科學與工程學報. 2005(03)
[2]納米金屬陶瓷材料的微波燒結工藝研究[J]. 晉勇,薛屺,湯小文,梁棟成,周劍. 機械工程材料. 2004(12)
[3]Al2O3-W金屬陶瓷用于金屬熔體溫度測量可行性研究[J]. 孟慶民,周俐,王建軍,梅忠. 硅酸鹽通報. 2004(04)
[4]高致密Ni-Fe/Al2O3納米復合材料的制備及其斷裂韌性研究[J]. 曹閏,李合琴,秦曉英. 合肥工業(yè)大學學報(自然科學版). 2004(07)
[5]尖晶石基鋁電解惰性陽極的研究進展[J]. 張劍紅,席錦會,劉宜漢,姚廣春. 有色礦冶. 2004(01)
[6]新型三元硼化物基金屬陶瓷的研究[J]. 王永國,李兆前,張荻. 無機材料學報. 2003(06)
[7]晶內/晶間復合型Al2O3/Ni納米金屬陶瓷顯微結構和力學性能的研究[J]. 李國軍,黃校先,郭景坤. 無機材料學報. 2003(01)
[8]納米塊體材料燒結技術進展[J]. 張鳳林,王成勇,宋月賢. 硬質合金. 2002(03)
[9]包裹和熱壓工藝制備Al2O3/Ni金屬陶瓷[J]. 李國軍,陳大明,黃校先,郭景坤. 航空材料學報. 2002(01)
[10]鋁電解惰性陽極與可濕潤性陰極的研究與開發(fā)進展[J]. 劉業(yè)翔. 輕金屬. 2001(05)
本文編號：2903440
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