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石油焦煅烧程度对铝用炭阳极显微结构及电解消耗的影响被引量：3: 2016年; 以不同煅烧程度石油焦为骨料,煤沥青为黏结剂制备铝用低煅焦炭阳极.通过激光共聚焦扫描显微镜和图像分析方法对炭阳极孔隙结构进行分析表征,并考察阳极反应性和电解消耗性能.在煅后焦微晶尺寸1.7~2.7 nm范围内降低石油焦煅烧程度,炭阳极小孔隙逐渐沿骨料-黏结剂界面演变为裂纹状大孔隙,炭阳极孔隙率、形状因子及连通率均先减小后增大,视孔隙比表面积呈减小趋势.煅后焦微晶尺寸降低至1.9 nm较为适宜,对应的炭阳极空气和CO2反应质量损失率最少为9.6%和3.0%,每吨铝阳极碳耗为355.4 kg.低煅焦炭阳极过量消耗机制从以黏结剂选择性消耗转变为骨料与黏结剂共同消耗,使碳渣量减少.; 冯鲁兴薛济来方宁郎光辉林日福包崇爱; 关键词：铝电解石油焦煅烧阳极

Ambient electrical conductivity of carbon cathode materials for aluminum reduction cells被引量：1: 2015年; The ambient electrical conductivity (AEC) of carbon cathode materials was investigated in respect to their open porosity, crystal structure and graphite content using hydrostatic method, four-probe technique and X-ray diffraction (XRD), respectively. The AEC is proportional to the specific conductivity (σ0) and the exponential of (1?ε) (ε is porosity) by a quasi-uniform formula based on the percolation theory. Theσ0 can reflect the intrinsic conductivity of the carbon cathodes free of pores, and it depends on the mean crystallite size parallel to the layer (002). The exponentn is dependent on the materials nature of the cathode aggregates, while an averaged value, 4.65, can practically work well with 5 types of cathode materials. The calculation ofσ0 can be extended to the graphitic cathodes containing different aggregates using the simple rule of mixture.; 朱骏薛济来张亚楠李想陈通; 关键词：POROSITY

F^-在γ-Al_2O_3(110)表面吸附的密度泛函理论研究被引量：2: 2015年; 采用密度泛函理论广义梯度近似平面波赝势法结合周期平板模型,研究F离子在γ-Al_2O_3(110)非极性表面的吸附行为,分析了F^-离子在其表面不同吸附位以及不同覆盖度下吸附构型和电子特性。结果表明:表面配位不饱和的Al为F^-离子活性吸附位,F离子在γ-Al_2O_3(110)表面化学吸附后形成F-Al键促使F^-离子活化;F^-离子在Al_Ⅲ(1)桥位吸附时最稳定。随着覆盖度增加,吸附能增大,F离子与表层原子的距离(d_(F^--surf)缩短:同时表面吸附F离子引起表层及次表层原子层间距发生不同程度偏移,最大幅度为10.07%。差分电荷密度与电子态密度分析指出,F离子在γ-Al_2O_3(110)表面吸附主要是由F^-离子2s和2p轨道与γ-Al_2O_3基底Al的3p轨道相互作用所致。; 张亚楠薛济来庄卫东李想朱骏朱鸿民; 关键词：密度泛函理论电子态密度

孔隙结构对铝用碳阴极材料电阻率的影响被引量：2: 2015年; 研究了半石墨质(HC35)、全石墨质(HC100)和石墨化(SMH)三种工业阴极碳块的孔隙结构对电阻率的影响。结果表明,HC35的孔隙形状因子较大,而SMH的平均孔径较大,但二者孔隙尺寸分布情况相似;HC100具有较小平均孔径和孔隙形状因子及最窄孔径尺寸分布范围。三种阴极碳块孔隙结构特征的差异导致三者表现出不同的阻—温稳定性。SMH电阻率最小,阻—温稳定性最好;HC100电阻率介于HC35和SMH之间,但阻—温稳定性最低。此外,三种典型工业阴极产品的室温电阻率(ρ)与孔隙率(ε)的关系可量化表达为:ρ=ρ0(1-ε)-4.63。; 朱骏薛济来陈通李想; 关键词：孔隙结构电阻率铝电解

铝用石墨质阴极不同焙烧温度下孔隙结构演化被引量：8: 2014年; 采用图像分析方法研究铝用石墨质阴极在不同焙烧温度下孔隙结构特征及其演变,考察孔隙率、孔径分布、形状因子、视孔隙比表面积、连通性等参数的变化规律和孔隙复杂度的分形特征.结果表明:随着焙烧温度增加,孔隙率逐渐增大,而视孔隙比表面积、形状因子和连通性呈先减小后增大趋势;石墨质阴极试样不同温度下焙烧生成孔隙均符合分形规律,借助图像分析孔隙结构参数和分形维数可界定不同典型焙烧温度下阴极孔隙结构的演变特征,并据此提出相应的孔隙特征演化模式.; 李想薛济来郎光辉朱骏张亚楠陈通; 关键词：铝电解阴极材料石墨孔隙结构分形维数

电解质渗透对铝电解石墨质阴极材料高温导电性的影响被引量：2: 2014年; 测试了半石墨质(HC35)和全石墨质(HC100)两种工业阴极碳块在铝电解前后的高温电阻率。结果表明,电解前,由于热膨胀引起的有关孔隙结构参数变化影响阴极材料电阻率;电解时,钠和电解质渗透亦影响阴极电阻率。孔隙平均直径和连通率越大、曲折度越小,越有利于钠和电解质的渗透,电解前后阴极材料电阻率变化也越大。; 朱骏薛济来李想王维陈通; 关键词：钠电阻率铝电解

Investigating wettability of cryolitic melts on carbon/graphite cathode materials in cooperation with image analysis: Wetting and penetration of cryolitic melts into carbon cathodes during aluminum electrolysis is an important f...; 朱骏薛济来高院玲李吉刚张亚楠; 关键词：WETTING

阳极电流密度对预焙阳极孔隙结构及电解消耗的影响被引量：1: 2015年; 采用图像分析方法对铝用预焙阳极在不同阳极电流密度下孔隙结构结构及其演变过程进行分析表征,考察孔隙率、孔径分布、形状因子、连通性等孔隙结构参数的变化规律和阳极消耗之间的关系。结果表明,随阳极电流密度升高,反应表面孔隙形状因子减小,而孔隙率、平均孔径、连通性均先减小后增大。阳极消耗和碳渣量随反应表面孔隙的形状因子、孔隙率、平均孔径、连通性的减小而降低,局部大孔孔隙率增大到某一临界值时骨料从阳极表面脱落进入电解质形成碳渣,造成阳极过量消耗。; 冯鲁兴薛济来方宁郎光辉包崇爱林日福; 关键词：铝电解孔隙结构电流密度阳极消耗

铝用碳阳极电流密度对其孔隙结构和碳渣量的影响被引量：2: 2015年; 为了探究铝电解过程中碳阳极底面中心与边缘区域不均匀消耗问题,采用图像分析方法对铝用碳阳极底面中心及边缘区域在不同电流密度下孔隙结构及其演变过程进行分析表征,考察孔径分布、孔隙率、视孔隙比表面积、连通性、形状因子等孔隙结构参数,碳渣量与阳极电流密度之间的关系。结果表明：从阳极底面中心到边缘区域,孔隙率、视孔隙比表面积及连通性均增大,形状因子逐渐减小;随电流密度升高,中心区域孔径变化不大,但边缘区域孔径800μm以上变化较大;孔径800~1 500μm大孔隙主要是骨料脱落而形成碳渣,600μm可能是碳渣形成的临界孔径;当电流密度为0.75和1.00A/cm^2时,阳极底面边缘碳渣量大于中心区域的,当电流密度为0.80~0.90A/cm^2时,碳渣量较少且无明显区域差异。; 冯鲁兴薛济来李想郎光辉包崇爱林日福; 关键词：有色金属冶金铝电解电流密度孔隙结构

铝用石墨阴极孔隙结构与石墨化程度关系研究被引量：3: 2014年; 铝用石墨阴极孔隙结构的常规研究方法难以对不同石墨化程度材料进行快速量化和智能化分析。根据体视学原理在二维空间定义孔隙结构参数,采用图像分析技术对不同类型石墨阴极孔隙结构的孔隙率、孔径、形状因子、孔隙取向及连通率等进行分析表征。结果表明,所用图像分析方法可定量分析石墨阴极材料的孔隙结构特征,并显示其与材料石墨化程度的规律性关系,所获数据有助于评价阴极材料性能和优化阴极制备过程参数。; 李想薛济来陈通方宁; 关键词：人造石墨孔隙结构石墨化孔径分布

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国家教育部博士点基金(20110006110003)

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机构

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