熔盐电解固态二氧化钛制备金属钛的阴极过程优化

摘要

近年来，为了降低汽车重量以节能，并满足更为严格的排放标准，汽车制造商开始逐步用钛及钛合金材料替换传统以钢为主的汽车部件和结构件。但是，钛及钛合金的应用必须解决成本问题。现代钛的工业生产采用金属热还原的方法（Kroll法：能耗约45~55 kWh/kg-Ti），最大缺点是流程长、工序多、间歇生产，以致海绵钛的生产成本居高不下。2000年9月,Chen等报道了在CaCl2熔盐中直接电解固态TiO2为金属钛的研究结果，引起各国学术界和工业界的普遍关注。工业上称其为FFC剑桥工艺（FFC Cambridge Process)，并认为该方法可以大幅度降低金属钛及其合金的生产成本。本课题组通过理论和实验研究，设计并制备了电化学性能优良的TiO2复合阴极（1g TiO2），使得氧离子能够以较快的速度扩散到熔盐中。