鋁電解用Fe-Ni合金惰性陽極的腐蝕機理研究.pdf

1、本文主要圍繞鋁電解用金屬惰性陽極展開工作。針對NiFe2O4等尖晶石型氧化物具有半導(dǎo)體性質(zhì)以及耐冰晶石熔鹽腐蝕的特點，選擇了6種質(zhì)量配比的Fe-Ni合金作為鋁電解用陽極，并分別對其在700℃、800℃和950℃下的高溫氧化行為及其在冰晶石熔鹽中的電化學(xué)行為進(jìn)行了研究，探討了其相關(guān)腐蝕機制，得到的主要結(jié)論如下:
　　1.除90Fe-10Ni外，其他5種配比的合金在高溫下均會與氧氣發(fā)生反應(yīng)，在合金表面形成氧化層，氧化增重曲線符合拋物線

2、方程。根據(jù)所研究的樣品的氧化動力學(xué)曲線對比分析，在700℃和950℃，43Fe-57Ni合金樣品的抗氧化性能最優(yōu)，而在800℃下，50Fe-50Ni的抗氧化性能最優(yōu)。
　　2.Fe-Ni合金成分及氧化溫度對氧化后表層氧化物的成分影響較大。其中，20Fe-80Ni與43Fe-57Ni在700℃、800℃和950℃下氧化時所生成的氧化層都含有NiFe2O4，而50Fe-50Ni只在950℃氧化時所形成的氧化層中含有NiFe2O4。

3、r>　　3.從樣品氧化層斷面微觀形貌及斷面元素分布分析來看，合金基體表面氧化層有分層現(xiàn)象。外氧化層中主要為Fe的氧化物，而內(nèi)層氧化物中氧化鎳的含量較高。對于氧化層沒有分層的合金樣品，其氧化層中的Fe元素含量亦大于Ni含量，這是因為合金中發(fā)生了選擇性氧化所導(dǎo)致的。合金的氧化過程為:氧氣吸附在樣品表面并向基體內(nèi)擴散，與合金表面的Fe和Ni反應(yīng)生成氧化物。由于在反應(yīng)過程中，合金本體中的Fe向外層擴散的速度要遠(yuǎn)大于Ni，而且鐵的還原性更強，因此

4、Fe要先于Ni氧化，這就造成了外層氧化層中Fe的含量要大于Ni的含量。另外，也只有合金中Ni的含量足夠多時（Ni的含量大于Fe時），才會在氧化層中生成NiFe2O4。
　　4.純鐵與純鎳在分子比為2.2的冰晶石-氧化鋁熔體中的溶解電位分別為1.28V和1.80V。兩者的析氧電位相近，都在2.20V左右。純鐵的線性掃描伏安曲線上可以看到明顯鈍化，但是并沒有形成良好的鈍化膜，而純鎳沒有明顯的鈍化，但是有明顯的氧化峰。
　　5.在