鋁電解用新型雙極性復(fù)合電極的制備及腐蝕機理的研究

本項目研究鋁電解雙極性惰性電極的制備及腐蝕機理。采用粉末冶金的方法和真空感應(yīng)熔煉的方法制備Ni-Al-Fe-Cu系合金陽極，該陽極具有鋁遷移功能。采用熱壓的方法制備多孔的TiB2陰極。采用機械的方法或熱擠壓的方法將陽極和陰極復(fù)合在一起。在電解過程中，在陰極析出的鋁部分可穿過陽極，遷移到陽極反應(yīng)面，形成氧化物保護膜，保護陽極。本項目著重研究鋁在陽極中的遷移機理，通過控制陽極結(jié)構(gòu)來控制遷移速度。研究陽極氧化膜的形成與溶解機理，以控制其溶解速度。使鋁的遷移速度與氧化膜的生成速度、溶解速度相匹配。雙極性電極的使用可以解決惰性陽極連接困難的問題，對惰性電極電解槽的研制具有促進作用。為解決鋁電解工業(yè)的節(jié)能和環(huán)保問題具有重要的意義。

本書以功能材料為主線，全面系統(tǒng)地探究了新型功能材料的制備及應(yīng)用，全書共分7章，主要內(nèi)容有緒論、磁性材料制備工藝、非晶態(tài)材料制備工藝、納米材料制備工藝、陶瓷材料制備工藝、功能復(fù)合材料制備工藝、功能高分子材料制備工藝等。

由輕質(zhì)元素構(gòu)成的KSi合金是儲氫材料研究的熱點之一。KSi合金具有較高的儲氫容量，較低的吸/放氫溫度和良好的循環(huán)穩(wěn)定性，具有潛在的應(yīng)用前景。但合金存在合成困難和吸/放動力學(xué)性能緩慢等問題，制約了其發(fā)展和應(yīng)用。針對這些問題，本項目擬采用高壓燒結(jié)輔以低壓自提純法制備高純KSi合金，并探索一種在中低溫合成KSi合金或其氫化物KSiH3的方法；系統(tǒng)地研究KSi合金的儲氫性能，獲得形貌和相結(jié)構(gòu)等微觀結(jié)構(gòu)與儲氫性能之間的關(guān)系；利用催化摻雜法來改善合金的動力學(xué)性能，揭示摻雜劑或催化劑在摻雜后所形成的催化活性組元，研究催化活性組元對合金儲氫性能的影響，獲得性能改善的作用機制。本項目獲得的結(jié)果將推進KSi儲氫合金的實用化進程，也為其它輕質(zhì)儲氫合金的儲氫性能改善提供實驗基礎(chǔ)。

由輕質(zhì)元素構(gòu)成的KSi合金是儲氫材料研究的熱點之一。KSi合金具有較高的儲氫容量，較低的吸/放氫溫度和良好的循環(huán)穩(wěn)定性，具有潛在的應(yīng)用前景。但合金存在合成困難和吸/放動力學(xué)性能緩慢等問題，制約了其發(fā)展和應(yīng)用。本項目通過高壓燒結(jié)輔以低壓自提純法實現(xiàn)高純KSi合金的制備，突破了KSi合金難以高純度制備的難點；通過KH替代K實現(xiàn)KSiH3的中低溫合成；表征了KSi合金的儲氫性能，獲得KSi合金吸放氫的熱力學(xué)和動力學(xué)數(shù)據(jù)；通過催化摻雜和構(gòu)建復(fù)合體系初步改善了KSi合金的儲氫性能；提出了AB3型超點陣儲氫合金的亞單元體積控制機制，有望用于指導(dǎo)新型超點陣儲氫合金的開發(fā)。項目執(zhí)行期間共發(fā)表標注本項目基金號的 SCI 收錄論文14 篇，申請國家發(fā)明專利 3 項，獲得國家發(fā)明專利1項，培養(yǎng)碩士研究生3名，博士研究生1名。圓滿地完成了本項目規(guī)定的考核任務(wù)。 2100433B