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传统铝电解中采用碳素材料作阳极,不仅能耗高、污染重,而且生产成本高,并难以实现自动化。在当今能源和环保的双重压力下,研发新材料取代碳素阳极材料已迫在眉睫。虽然惰性阳极的研发已取得了一定的成果,但这一研究仍将是今后20年的最优课题。本论文结合科技部国际合作专项:铝电解新型稀土金属陶瓷惰性阳极的研发(2010DFA52130),以10NiO-NiFe2O4作陶瓷基体,制备出17Ni/(10NiO-NiFe2O4)金属陶瓷,并在此基础上分别掺杂TiO2、WO3,分析了两种添加剂的不同含量对17Ni/(10NiO-NiFe2O4)金属陶瓷材料的物相组成、微观组织、相对密度、常温导电率、力学性能以及抗高温氧化等性能的影响。获得主要结论如下:1.TiO2、WO3的掺杂均未改变17Ni/(10NiO-NiFe2O4)金属陶瓷材料的物相组成和微观结构,其仍由Ni、 NiO和NiFe2O4三相组成。2.适量TiO2掺杂17Ni/(10NiO-NiFe2O4)金属陶瓷材料有利于改善其各方面性能。具体表现为,适量的TiO2能促进材料的烧结过程,提高材料的致密度,降低气孔率和组织疏松程度,提高常温导电率;同时,材料的微观硬度、断裂韧性、抗弯强度等力学性能均有不同程度的改善,且材料的抗高温氧化性也显著提高。结果表明,17Ni/(10NiO-NiFe2O4)金属陶瓷材料中TiO2的最优掺杂量为1%,此时,材料的致密度高,疏松程度低,气孔少,且导电性好、综合力学性能优良以及抗高温氧化性强。3.适量WO3掺杂17Ni/(10NiO-NiFe2O4)金属陶瓷材料有利于改善其各方面性能。具体表现为,WO3使材料的烧结性能得到改善,致密度大幅度提高,气孔率明显下降;另外,材料的微观硬度、断裂韧性、抗热冲击性均有所改善,抗弯强度在未掺杂材料的基础上增加了一倍多;材料的抗高温氧化性也明显增强。结果表明,17Ni(/10NiO-NiFe2O4)金属陶瓷材料中WO3的最优掺杂量范围为2%-4%,此时,材料的综合性能相对于其他掺杂量的材料而言最优。