镍铁尖晶石基金属陶瓷惰性阳极的电解腐蚀行为

摘要

采用粉末冶金法制备了10%Ag-NiFe2O4/NiO金属陶瓷惰性阳极,阳极为圆柱形,直径50mm,高15mm.在960℃下进行电流密度为0.8A/cm2的铝电解实验,电解时间为10h.研究了阳极在Na3AlF6-5%CaF2-5%Al2O3熔体中的腐蚀行为.电解后的阳极外观尺寸略有变化,但没有发生阳极肿胀及阳极表面起层、剥离的现象,表现出较好的耐腐蚀性.计算得到阳极腐蚀率为1.5×10-4g/(cm2-h),折算为13mm/a.电解所得铝的纯度在92%～93%之间.对腐蚀后阳极的表面分析发现,陶瓷相中Ni和Fe组元并不以化学计量数溶解,陶瓷组元的Fe2O3比NiO优先溶解进入电解质.正对阴极的阳极表面和背对阴极的阳极表面氧元素的含量不同,前者中氧元素多于后者,说明在阳极正对阴极的表面发生析氧反应更剧烈一些,一部分新生态的氧与阳极表面的金属发生氧化反应生成Ag3O4.对腐蚀后阳极断面进行分析发现,电解质渗透进入阳极内部,与陶瓷基体离解产生的Fe2O3发生反应,生成FeF3沉积在阳极的空隙中.