Тип публикации: статья из журнала
Год издания: 2019
Идентификатор DOI: 10.17580/tsm.2019.09.07
Ключевые слова: aluminium, alumina, Suspensi on, oxidation, corrosion, inert anode, Cryolite melt, Low-temperature electrolysis, алюминий, оксид алюминия, суспензия, окисление, коррозия, инертный анод, криолитовый расплав, низкотемпературный электролиз
Аннотация: Работа посвящена анодному поведению сплавов на основе Cu - Al в криолитоглиноземных расплавах и суспензиях с криолитовым отношением 1,3 и объемной долей дисперсной фазы в суспензии 0,12 и 0,15 при использовании оксида алюминия марки ЧДА со средним размером частиц 5 мкм. Сплавы исследованы методами стационарной гальвано-статической поляризации и циклической вольтамперометрии. Эксперименты проведены при 1023 К. В качестве анодов использованы сплавы Cu - 9 Al - 5 Fe (состав А1: 9 % (мас.) Al, 5 % Fe, остальное - Cu), Cu - 10 Al (А2) и Cu - 10 Al - 1,7 Be (А3), проведен анализ возможных продуктов окисления анодов, рассчитаны стандартные электродные потенциалы соответствующих реакций. Результаты исследования анодов стационарными мето да ми подтверждают перспективность анода А2. В пользу этого вывода выступают малая плотность тока окисления анода в докислородной области потенциалов в расплаве, малая парциальная плотность тока окисления анода в кислородной области потенциалов в расплаве, высокая плотность тока начала пассивации в суспензии. В расплаве при поляризации анода А1 наблюдается предельный диффузионный ток плотностью порядка 0,1-0,15 А/см2, связанный с окислением металла. При переходе к суспензиям наблюдается частичная пассивация анода А2 при анодной плотности тока примерно 0,5-0,6 А/см2 и потенциале ~3,2-3,3 В. Анод А3 претерпе вает частичную пассивацию при меньших плотностях тока и потенциалах. После опытов исследована структура оксидного слоя. Металл покрыт плотным слоем оксидов толщиной порядка 0,5-1,0 мм. Видимых трещин, повреждений и следов глубокой коррозии не обнаружено. Оксидный слой образцов состоит преимущественно из соединений Cu2O и CuAlO2. Переход от насыщенного расплава к суспензии ведет к увеличению доли оксида меди (I). Соединения CuO и CuAl2O4 обнаружены только в оксидных слоях анодов из сплава А2. Для дальней ших исследований рекомендованы состав А2 и суспензия с объемной долей дисперсной фазы не более 0,12. The work is devoted to the anodic behaviour of Cu-Al-based alloys in cryolitealumina melts and suspensions with a cryolite ratio 1.3 and a volume fraction of the dispersed phase in suspensions 0.12 and 0.15 with analytical alumina with average particle size 5 μm. The alloys were investigated by the methods of stationary galvanostatic polarization and cyclic voltammetry. The experiments were carried out at 1023 K. Alloys Cu - 9 Al - 5 Fe (composition A1), Cu - 10 Al (A2) and Cu - 10 Al - 1.7 Be (A3) were used as anodes, the possible oxidation products of the anodes were thermodynamically analyzed, and the standard electrode potentials of the corresponding reactions were calculated. After the experiments, the structure of the oxide layer was investigated. The metal is covered with a dense 0.5-1 mm thick oxides layer. Visible cracks, damage and signs of deep corrosion were not found. The oxide layers of the samples consist mainly of Cu2O and CuAlO2 compounds. The transition from the saturated melt to the suspension leads to an increase in the fraction of copper (I) oxide in the oxide layer. The compounds CuO and CuAl2O4 are found only in the oxide layers of the anodes of composition A2. Composition A2 and suspensions with the dispersed phase volume fraction of not more than 0.12 are recommended for further research.
Журнал: Цветные металлы
Выпуск журнала: №9
Номера страниц: 42-49
ISSN журнала: 03722929
Место издания: Москва
Издатель: Издательский дом "Руда и металлы"