一种NiFe2O4陶瓷基体及其制备方法技术

本发明专利技术属于陶瓷复合材料技术领域。具体涉及一种NiFe2O4陶瓷基体及其制备方法。其技术方案是：先分别将NiO粉末和Fe2O3粉末以球料质量比为（18~22）∶1放入高能球磨机中球磨0.5~5小时，再将球磨后的NiO粉末和Fe2O3粉末以摩尔比为（1.0~1.2）∶1混合均匀，然后将混合均匀的粉末置于烧结炉内，在空气气氛中升温至1000~1100℃，保温10~180分钟，自然冷却，即得NiFe2O4陶瓷基体。其中：Fe2O3粉末的纯度≥99wt%，Fe2O3粉末的粒度为0.8~2.5μm；NiO粉末的纯度≥99wt%，NiO粉末的粒度为0.8~15.3μm。本发明专利技术制备的NiFe2O4陶瓷基体的转化率高和能降低电解铝生产成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于陶瓷复合材料
具体涉及一种NiFe2O4陶瓷基体及其制备方法。
技术介绍
在目前电解铝的生产中，利用金属陶瓷材料作为惰性阳极来还原Al2O3制备工业纯铝是一种不可避免的趋势。因为金属陶瓷惰性阳极不仅可以避免以C作为阳极电解时的电极损耗问题，还可以在电解时释放氧气，减少污染性气体的产生。近年来，众多科研人员关注的焦点集中在NiFe2O4基金属陶瓷。NiFe2O4陶瓷基体不是自然存在的，需要人为制备，因而在所有的研究中，如何提高NiFe2O4陶瓷基体的转化率成为重点。NiFe2O4陶瓷基体是由NiO和Fe2O3粉末混合烧结后制得的。在现有的研究中，都是将NiO和Fe2O3两种粉末混合进行球磨，一方面是为了粉末混合均匀(赖清延等.金属含量对Cu-N1-NiFe2O4金属陶瓷导电性能的影响[J].中南大学学报，2004, 35(6))，对于球磨产生的影响并未做任何阐述，球磨只是单纯的用于混合粉末，使其分布均匀；另一方面也是为了输入能量(朱湘萍等.高能球磨Co系纳米粉末的应变和宏观应力[J].西华师范大学学报，2007，28 (3))，主要以应变能为主，以提高NiFe2O4陶瓷基体的转化率，在球磨过程中，粉末破 碎会产生表面能，同时粉末在破碎变形过程中也会产生应变，在粉末中累积大量的应变能。但是，采用混合球磨的方法制备的NiFe2O4陶瓷基体，其转化率较低。
技术实现思路
本专利技术旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种NiFe2O4陶瓷基体的制备方法，用该方法制备的NiFe2O4陶瓷基体转化率高和能降低电解铝工业的生产成本。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是先分别将NiO粉末和Fe2O3粉末以球料质量比为(18 22) I放入高能球磨机中球磨O. 5飞小时，再将球磨后的NiO粉末和Fe2O3粉末以摩尔比为(1. (Tl. 2) I混合均匀，然后将混合均匀的粉末置于烧结炉内，在空气气氛中升温至100(Γ1100 ，保温10 180分钟，自然冷却，即得NiFe2O4陶瓷基体。所述Fe2O3粉末的纯度彡99wt%, Fe2O3粉末的粒度为O. 8 2. 5 μ m。所述NiO粉末的纯度彡99wt%，NiO粉末的粒度为O. 8^15. 3 μ m。由于采用上述技术方案，本专利技术对NiO粉末和Fe2O3粉末分别单独进行球磨，球磨过程中，Fe2O3和NiO两种不同粉末没有互相接触，这就避免了在球磨的压力下粉末固溶的现象。另外，球磨过程中输入的能量并没有变化，而且单一粉末的物理性质一致，球磨后的粉末粒度也便于控制。在现有的球磨体系中，为了混合粉末和输入能量，将Fe2O3和NiO两种粉末进行混合球磨，但将两种粉末混合球磨会产生粉末固溶的现象，这在一定程度上影响了 NiFe2O4陶瓷基体的转化率，使其NiFe2O4陶瓷基体转化率仅为65%。采用本技术方案后，NiFe2O4陶瓷基体的转化率相对现有技术提高了 4 15%。从而显著地提高了 NiFe2O4陶瓷基体的转化率。另外，传统的电解铝生产中采用石墨C作为电解阳极，而在电解过程中，石墨C电极会参加反应，造成电极损耗，这也增加了电解铝生产的成本。在采用本专利技术所制备的NiFe2O4陶瓷基体中添加金属制成金属陶瓷惰性阳极，可在电解铝生产中避免参加反应，减少阳极损耗，节约生产成本。且本专利技术的NiFe2O4陶瓷基体的转化率高，也能节约生产惰性阳极的材料。因此，本专利技术制备的NiFe2O4陶瓷基体的转化率高和能降低电解铝生产成本。具体实施例方式下面结合具体实施方式对本专利技术做进一步的描述，并非对本专利技术保护范围的限制。为避免重复，先将本具体实施方式的原料的理化参数统一描述如下，实施例中不再赘述 Fe2O3粉末纯度≥99wt%，Fe2O3粉末的粒度为O. 8 2. 5 μ m ; NiO粉末纯度≥99wt%, NiO粉末的粒度为O. 8^15. 3 μ m。实施例1 一种NiFe2O4陶瓷基体及其制备方法。先分别将NiO粉末和Fe2O3粉末以球料质量比为(18^20) I放入高能球磨机中球磨O. 5^1小时，再将球磨后的NiO粉末和Fe2O3粉末以摩尔比为(1. (Tl. 03) I混合均匀，然后将混合均匀的粉末置于烧结炉内，在空气气氛中升温至100(Γ1100 ，保温120 180分钟，自然冷却，即得NiFe2O4陶瓷基体。本实施例所制备的NiFe2O4陶瓷基体，与混合球磨粉末相比，NiFe2O4的转化率提高了 4 7%。实施例2 一种NiFe2O4陶瓷基体及其制备方法。先分别将NiO粉末和Fe2O3粉末以球料质量比为(2(Γ22) I放入高能球磨机中球磨f 2小时，再将球磨后的NiO粉末和Fe2O3粉末以摩尔比为(1.031.07) I混合均匀，然后将混合均匀的粉末置于烧结炉内，在空气气氛中升温至100(Γ1100 ，保温60 120分钟，自然冷却，即得NiFe2O4陶瓷基体。本实施例所制备的NiFe2O4陶瓷基体，与混合球磨粉末相比，NiFe2O4的转化率提高了 6 9%。实施例3 一种NiFe2O4陶瓷基体及其制备方法。先分别将NiO粉末和Fe2O3粉末以球料质量比为(18^20) I放入高能球磨机中球磨2 3小时，再将球磨后的NiO粉末和Fe2O3粉末以摩尔比为(1.07 1. 10) I混合均匀，然后将混合均匀的粉末置于烧结炉内，在空气气氛中升温至100(Γ1100 ，保温120 180分钟，自然冷却，即得NiFe2O4陶瓷基体。本实施例所制备的NiFe2O4陶瓷基体，与混合球磨粉末相比，NiFe2O4的转化率提高了 8 11%。实施例4 一种NiFe2O4陶瓷基体及其制备方法。先分别将NiO粉末和Fe2O3粉末以球料质量比为(2(Γ22) I放入高能球磨机中球磨3 4小时，再将球磨后的NiO粉末和Fe2O3粉末以摩尔比为(1. l(Tl. 15) I混合均匀，然后将混合均匀的粉末置于烧结炉内，在空气气氛中升温至100(Γ1100 ，保温6(Γ120分钟，自然冷却，即得NiFe2O4陶瓷基体。本实施例所制备的NiFe2O4陶瓷基体，与混合球磨粉末相比，NiFe2O4的转化率提高了 1(Γ13%。实施例5 一种NiFe2O4陶瓷基体及其制备方法。先分别将NiO粉末和Fe2O3粉末以球料质量比为(18^20) I放入高能球磨机中球磨4飞小时，再将球磨后的NiO粉末和Fe2O3粉末以摩尔比为(1. 15 1.20) I混合均匀，然后将混合均匀的粉末置于烧结炉内，在空气气氛中升温至100(Γ1100 ，保温10 60分钟，自然冷却，即得NiFe2O4陶瓷基体。本实施例所制备的NiFe2O4陶瓷基体，与混合球磨粉末相比，NiFe2O4的转化率提高了 12 15%。 本具体实施方式对NiO粉末和Fe2O3粉末分别单独进行球磨，球磨过程中，Fe2O3和NiO两种不同粉末没有互相接触，这就避免了在球磨的压力下粉末固溶的现象。另外，球磨过程中输入的能量并没有变化，而且单一粉末的物理性质一致，球磨后的粉末粒度也便于控制。在现有的球磨体系中，为了混合粉末和输入能量，将Fe2O3和NiO两种粉末进行混合球磨，但将两种粉末混合球磨会产生粉末固本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种NiFe2O4陶瓷基体的制备方法，其特征在于先分别将NiO粉末和Fe2O3粉末以球料质量比为（18~22）∶1放入高能球磨机中球磨0.5~5小时，再将球磨后的NiO粉末和Fe2O3粉末以摩尔比为（1.0~1.2）∶1混合均匀，然后将混合均匀的粉末置于烧结炉内，在空气气氛中升温至1000~1100℃，保温10~180分钟，自然冷却，即得NiFe2O4陶瓷基体。

【技术特征摘要】
1.一种NiFe2O4陶瓷基体的制备方法，其特征在于先分别将NiO粉末和Fe2O3粉末以球料质量比为(18 22) I放入高能球磨机中球磨O. 5飞小时，再将球磨后的NiO粉末和Fe2O3粉末以摩尔比为(1. (Tl. 2) I混合均匀，然后将混合均匀的粉末置于烧结炉内，在空气气氛中升温至100(Γ1100 ，保温10 180分钟，自然冷却，即得NiFe2O4陶瓷基体。2.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱远志，郭莹莹，林启权，
申请(专利权)人：武汉科技大学，
类型：发明
国别省市：