TiO2掺杂的NiO-NiFe2O4电导率及合成动力学研究.pdfVIP

助 材 料 2011年第12期(42)卷 TiO2掺杂的NiO—NiFe2O4电导率及合成动力学研究 王淑兰 ，李荣梅 ，姚广春。 (1．东北大学 理学院，辽宁 沈阳 110004；2．东北大学 材料与冶金学院，辽宁 沈阳 110004) 摘 要 ： 采用固相合成法 ，在 1173～1213K温度范 的速率及掺杂 0．5 TiO。对合成 NiFeO 反应速率 围内合成 了NiO—NiFe2O 和 0．5 TiO2掺杂的Nio— 的影响，为改进 NiFeO 的制备工艺提供参考 。 NiFe 。用 x射线衍射表征 了合成产物。在合成过 2 实 验 程 中将试样置于两个铂片之 间，通过连 续测量加 热过 程 中试样的电阻，获得 了试样 电导率随时间的变化规 将 FeO。和 NiO粉 (1：1．5摩尔 比)混合 、球磨 律 ，建立了稳态扩散控制的NiFeO 合成动力学方程， 24h后过 200目的筛子 ，在 58～312MPa压力范 围内 并讨论了掺杂 0．5 TiO 对 NiFe2O 合成反应速率 压成直径为 15mm 圆片。在刚玉管(外径 20mm，厚度 的影响，获得 了0．5 TiO 掺杂的NiFe2O 合成反应 5mm )一端锯 出一豁 口，将试样、铂片 (长 15mm，宽 的速率系数 、活化能，、Ni 和 Fe抖 离子的平均扩散 系 15mm，并分别焊接 了 0．5mm 的铂丝)和刚玉垫片按 数 。 照刚玉片／铂片／试样 ／铂片／N玉片的顺序放入刚玉管 关键词 ： NiFe2O ；电导率 ；动力学 的豁 口处 ，用弹簧压紧 。整个装置放人 已经恒温 的卧 中图分类号： TF821 文献标识码：A 式电阻炉 中。将两根铂丝冷端接到Agilent34401A 文章编号 ：1001—9731(2011)12—2130-03 数字表上，通过计算机 自动记录试样 电阻的变化。测 量结束后，待试样冷却到室温，取出研碎，做 X射线衍 1 引 言 射分析 。 开发惰性 阳极减少 cO和 CO。温室气体排放、直 3 结果与讨论 接产生环境友好的O：对铝 电解工业乃至 国民经济 的 可持续发展具有非常重要的意义。NiFeO 基金属 陶 图 1表示在 1173K烧结 8h合成 的NiO—NiFe。O 瓷兼有陶瓷抗腐蚀和氧化性及金属良好的导电性和抗 x射线衍射谱 。所有的衍射峰全部来 自NiFeO和剩 热震性的共同优点，是一种很有前途的惰性 阳极材料 ， 余的NiO。没有检测到FeO。相。这说明 1173K温 广泛用于铝电解惰性阳极的研究中口。 。为了改善 度下烧结 8hFe0。完全转化为 NiFe。O 。 和提高NiFe。O 的力学性能、耐腐蚀性和烧结性能，在 制备 NiFeO 的过 程 中加入各 种添 加剂_5。 ，如 MnO 、TiO 、BaO和 CaO等。席锦会等r5]研究掺杂 TiO。和MnO 的NiFe。O 基陶瓷 ，掺杂 l96／TiO 可使 墨 陶瓷的空隙率 降至 3．6 ；掺杂 1．5 MnO 时，气孔 星 率降至 20．73 。Oliveira等[8]掺杂 5 (体积分数) 的BaO或 CaO，由于形成 了液相烧结 ，铝硅酸盐 陶瓷 的致密度和力学性能都得到改善 。在固相反应的研究 中，人们建立 了多种方法来研究反应动力学 ，例如 X 图1 1173K烧结8h的NiO—NiFeO X射线衍射谱 射线 (XRD)、扫描电子显微镜 (SEM)、发射电子显微 Fig1X—raypatternofNi