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《铝电解用阴极材料抗渗透行为》由中南大学出版社出版。
作者简介
赖延清1974年10月生，有色金属冶金工学博士，中南大学教授、博士研究生导师，中国有色金属学会轻金属冶金学术委员会委员、副秘书长，中国金属学会熔盐化学学术委员会委员，美国矿物、金属及材料学会(TMS)会员、国际电化学会(IES)会员、美国化学会(ACS)会员。教育部“新世纪优秀人才支持计划”“国家优秀青年科学基金”资助对象。一直从事电化学冶金与材料电化学的研究工作，先后主持多项国家科技计划课题，获省部级科技进步一等奖2项、二等奖1项，发表SCI和EI论文100余篇，获得授权发明专利30余项。方钊，男，1982年11月出生于陕西省渭南市，2011年毕业于中南大学冶金与环境学院，获工学博士学位，现为西安建筑科技大学冶金工程学院副教授。主要从事铝冶金理论与工艺、节能电极材料及冶金废弃物资源化等方面的研究工作。先后主持国家自然科学基金项目2项，主持陕西省自然科学基金项目1项，主持陕西省教育厅专项1项，参与多项国家重点科研课题。发表相关学术论文20余篇，参编教材3部。
目录
第1章绪论
1.1引言
1.2现行铝电解工艺的弊病
1.2.1碳素阳极消耗及其带来的问题
1.2.2碳素阴极与铝液不润湿及其带来的问题
1.2.3碳素内衬材料带来的其他问题
1.2.4铝电解槽的水平式结构及其带来的问题
1.3现行铝电解用碳素阴极
1.3.1阴极炭块的种类及阴极性能要求
1.3.2侧部炭块、阴极糊和炭胶泥
1.3.3碳阴极的制备工艺
1.3.4改善阴极性能的途径
1.4铝电解阴极过程
1.4.1阴极上的主要过程是铝的析出
1.4.2钠优先析出的条件
1.4.3阴极过电压
1.4.4钠的析出及其行为
1.4.5阴极的其他副过程
1.5可润湿性阴极的研究现状
1.5.1可润湿性陶瓷材料
1.5.2可润湿性涂层阴极
1.5.3碳胶可润湿性复合阴极
1.6铝电解槽的破损形式及其原因
1.7碱金属和电解质对阴极的渗透侵蚀
1.7.1碱金属和电解质的渗透对阴极产生的影响
1.7.2碱金属和电解质对铝电解阴极的渗透
1.7.3铝电解阴极用黏结剂抗渗透性能分析
1.7.4铝电解阴极抗碱金属侵蚀性能的测试与研究方法
1.8铝电解阴极耐腐蚀性能的研究进展
1.8.1碳质阴极耐腐蚀性能
1.8.2可润湿性阴极耐腐蚀性能研究进展
第2章低温电解质熔体中半石墨质阴极电解膨胀研究
2.1引言
2.2半石墨质阴极电解后形貌及元素分布
2.3分子比对半石墨质阴极电解膨胀的影响
2.4钾冰晶石对半石墨质阴极电解膨胀的影响
2.5电流密度对半石墨质阴极电解膨胀的影响
2.6过热度对半石墨质阴极电解膨胀的影响
2.7半石墨质阴极中碱金属K、Na的渗透速率
2.8半石墨质阴极电解膨胀率经验计算式及等电解膨胀率图
第3章碱金属的析出及其在阴极中的渗透迁移
3.1引言
3.2电解质熔体中碱金属的析出
3.3碱金属在阴极中的渗透迁移行为
3.4碱金属渗透对阴极的影响
第4章可润湿性复合阴极材料的抗渗透结构
4.1引言
4.2实验电解槽结构的设计与选择
4.3电解实验过程
4.4阴极的电解膨胀
4.5阴极的低温电解腐蚀行为
4.6阴极抗渗透性能机理研究
4.7改性沥青基可润湿性阴极的电解膨胀性能
第5章基于惰性电极（阳极和阴极）的新型铝电解槽
5.1现行电解槽阴极结构
5.1.1槽壳结构
5.1.2内衬结构
5.1.3筑炉的基本规范
5.2新型槽结构
5.2.1单独采用惰性阳极的电解槽
5.2.2单独采用可润湿性阴极的电解槽
5.2.3联合使用惰性阳极和可润湿性阴极的电解槽
5.2.4新型铝电解槽的未来发展
文摘
版权页：
插图：
铝电解过程是在较高的温度下进行的，在这种情况下，阴极表面所生成的液态铝会与熔体中的NaF或KF发生置换反应，生成碱金属K和Na。同时，熔体中的Na+和K+在一定条件下也可能在阴极表面直接放电，析出碱金属K和Na。电解质中，碱金属K、Na的析出反应如式（1—4）和式（1—5）所示。
这部分碱金属K、Na会通过碳素晶格或孔隙扩散渗透至碳素晶格层间，并与之反应形成GICs，从而加大了石墨层间距离，宏观上则表现为阴极试样的膨胀和破损。因此，阴极表面碱金属K、Na生成量的多少会直接影响阴极表面K、Na的浓度，进而影响到碱金属K、Na的扩散动力学参数，最终，对阴极的电解膨胀性能产生影响。随着电解质分子比的增大，钠、钾与铝的析出电位差值减小，钠和钾在阴极上的析出量增加，从而加剧了K和Na对阴极的渗透，促使插层反应向生成插层化合物的方向进行，导致阴极电解膨胀率的增大。同时，分子比也会影响反应方程式（1—4）的平衡，随着分子比的增加，电解质中Na+和K+的活度增加，反应方程式（1—4）向右移动，致使钾和钠的析出量增加，从而引起阴极电解膨胀率的增大。
《铝电解用阴极材料抗渗透行为》由中南大学出版社出版。
作者简介
赖延清1974年10月生，有色金属冶金工学博士，中南大学教授、博士研究生导师，中国有色金属学会轻金属冶金学术委员会委员、副秘书长，中国金属学会熔盐化学学术委员会委员，美国矿物、金属及材料学会(TMS)会员、国际电化学会(IES)会员、美国化学会(ACS)会员。教育部“新世纪优秀人才支持计划”“国家优秀青年科学基金”资助对象。一直从事电化学冶金与材料电化学的研究工作，先后主持多项国家科技计划课题，获省部级科技进步一等奖2项、二等奖1项，发表SCI和EI论文100余篇，获得授权发明专利30余项。方钊，男，1982年11月出生于陕西省渭南市，2011年毕业于中南大学冶金与环境学院，获工学博士学位，现为西安建筑科技大学冶金工程学院副教授。主要从事铝冶金理论与工艺、节能电极材料及冶金废弃物资源化等方面的研究工作。先后主持国家自然科学基金项目2项，主持陕西省自然科学基金项目1项，主持陕西省教育厅专项1项，参与多项国家重点科研课题。发表相关学术论文20余篇，参编教材3部。
目录
第1章绪论
1.1引言
1.2现行铝电解工艺的弊病
1.2.1碳素阳极消耗及其带来的问题
1.2.2碳素阴极与铝液不润湿及其带来的问题
1.2.3碳素内衬材料带来的其他问题
1.2.4铝电解槽的水平式结构及其带来的问题
1.3现行铝电解用碳素阴极
1.3.1阴极炭块的种类及阴极性能要求
1.3.2侧部炭块、阴极糊和炭胶泥
1.3.3碳阴极的制备工艺
1.3.4改善阴极性能的途径
1.4铝电解阴极过程
1.4.1阴极上的主要过程是铝的析出
1.4.2钠优先析出的条件
1.4.3阴极过电压
1.4.4钠的析出及其行为
1.4.5阴极的其他副过程
1.5可润湿性阴极的研究现状
1.5.1可润湿性陶瓷材料
1.5.2可润湿性涂层阴极
1.5.3碳胶可润湿性复合阴极
1.6铝电解槽的破损形式及其原因
1.7碱金属和电解质对阴极的渗透侵蚀
1.7.1碱金属和电解质的渗透对阴极产生的影响
1.7.2碱金属和电解质对铝电解阴极的渗透
1.7.3铝电解阴极用黏结剂抗渗透性能分析
1.7.4铝电解阴极抗碱金属侵蚀性能的测试与研究方法
1.8铝电解阴极耐腐蚀性能的研究进展
1.8.1碳质阴极耐腐蚀性能
1.8.2可润湿性阴极耐腐蚀性能研究进展
第2章低温电解质熔体中半石墨质阴极电解膨胀研究
2.1引言
2.2半石墨质阴极电解后形貌及元素分布
2.3分子比对半石墨质阴极电解膨胀的影响
2.4钾冰晶石对半石墨质阴极电解膨胀的影响
2.5电流密度对半石墨质阴极电解膨胀的影响
2.6过热度对半石墨质阴极电解膨胀的影响
2.7半石墨质阴极中碱金属K、Na的渗透速率
2.8半石墨质阴极电解膨胀率经验计算式及等电解膨胀率图
第3章碱金属的析出及其在阴极中的渗透迁移
3.1引言
3.2电解质熔体中碱金属的析出
3.3碱金属在阴极中的渗透迁移行为
3.4碱金属渗透对阴极的影响
第4章可润湿性复合阴极材料的抗渗透结构
4.1引言
4.2实验电解槽结构的设计与选择
4.3电解实验过程
4.4阴极的电解膨胀
4.5阴极的低温电解腐蚀行为
4.6阴极抗渗透性能机理研究
4.7改性沥青基可润湿性阴极的电解膨胀性能
第5章基于惰性电极（阳极和阴极）的新型铝电解槽
5.1现行电解槽阴极结构
5.1.1槽壳结构
5.1.2内衬结构
5.1.3筑炉的基本规范
5.2新型槽结构
5.2.1单独采用惰性阳极的电解槽
5.2.2单独采用可润湿性阴极的电解槽
5.2.3联合使用惰性阳极和可润湿性阴极的电解槽
5.2.4新型铝电解槽的未来发展
文摘
版权页：
插图：
铝电解过程是在较高的温度下进行的，在这种情况下，阴极表面所生成的液态铝会与熔体中的NaF或KF发生置换反应，生成碱金属K和Na。同时，熔体中的Na+和K+在一定条件下也可能在阴极表面直接放电，析出碱金属K和Na。电解质中，碱金属K、Na的析出反应如式（1—4）和式（1—5）所示。
这部分碱金属K、Na会通过碳素晶格或孔隙扩散渗透至碳素晶格层间，并与之反应形成GICs，从而加大了石墨层间距离，宏观上则表现为阴极试样的膨胀和破损。因此，阴极表面碱金属K、Na生成量的多少会直接影响阴极表面K、Na的浓度，进而影响到碱金属K、Na的扩散动力学参数，最终，对阴极的电解膨胀性能产生影响。随着电解质分子比的增大，钠、钾与铝的析出电位差值减小，钠和钾在阴极上的析出量增加，从而加剧了K和Na对阴极的渗透，促使插层反应向生成插层化合物的方向进行，导致阴极电解膨胀率的增大。同时，分子比也会影响反应方程式（1—4）的平衡，随着分子比的增加，电解质中Na+和K+的活度增加，反应方程式（1—4）向右移动，致使钾和钠的析出量增加，从而引起阴极电解膨胀率的增大。
| ISBN | 9787548722298 |
|---|---|
| 出版社 | 中南大学出版社 |
| 作者 | 方钊 |
| 尺寸 | 16 |