الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه(شماره حساب)ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.comشامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر --مقالات آماده سفارش داده شده پس از تایید به ایمیل شما ارسال خواهند شد.
قیمت
قیمت این مقاله: 25000 تومان
(ایران ترجمه - irantarjomeh)
توضیح
بخش زیادی از این مقاله بصورت رایگان ذیلا قابل مطالعه می باشد.
شماره
۵۱
کد مقاله
MTL051
مترجم
گروه مترجمین ایران ترجمه – irantarjomeh
نام فارسی
اثر مقدار نیکل بر رفتار خوردگی آند بی اثر سرمتی Ni(10NiO-90NiFe2O4)
نام انگلیسی
Effect of Ni content on corrosion behavior of Ni/(10NiO-90NiFe2O4) cermet inert anode
تعداد صفحه به فارسی
۱۷
تعداد صفحه به انگلیسی
۵
کلمات کلیدی به فارسی
الکترولیز آلومینیوم, آند بی اثر، سرعت با پایه ، مقاومت در برابر خوردگی
کلمات کلیدی به انگلیسی
aluminum electrolysis; inert anode; NiFe2O4 based cermet; corrosion resistance
مرجع به فارسی
کالج علوم متالورژی و مهندسی، دانشگاه جنوب مرکزی، چانگشا، چین
مرجع به انگلیسی
School of Metallurgical Science and Engineering, Central South University, Changsha, China, Science Direct
کشور
چین
اثر مقدار نیکل بر رفتار خوردگی آند بی اثر سرمتیNi(10NiO-90NiFe2O4)
چکیده
آندهای بی اثر سرمتی با مقدار نیکل فلزی ۰, ۵، ۱۰، ۱۵ و ۲۰ (کسر جرمی، %) تهیه شده اند و رفتار خوردگی آنها در مذابهای در آزمایشهای الکترولیز آزمایشگاهی بررسی شده اند. نتایج نشان می دهند که مقدار نیکل فلزی در آندها بر غلظت حالت پایای ناخالصیهای Ni و Fe در الکترولیت اثر کمی دارد و این مقادیر در محدوده و تغییر می کنند اما مقدار ناخالصیها در آلومینیم فلزی چند برابر می باشد. برای نیکل فلزی در آندهای سرمتی با پایه خوردگی ترجیحی وجود دارد. با در نظر گرفتن مقاومت در برابر خوردگی و رسانایی الکتریکی، در میان آندهای سرمتی بررسی شده با پایه ، سرمتی که محتوی Ni 5% (کسرجرمی) می باشد، بهترین رفتار را دارد و باید بیشتر مورد مطالعه قرار گیرد.
واژگان کلیدی: الکترولیز آلومینیوم, آند بی اثر، سرعت با پایه ، مقاومت در برابر خوردگی
نیکل رفتار خوردگی آند بی اثر سرمتی
۱- مقدمه
این نکته معلوم شده که فرایند هال- هرولت، ابداع شده در سال ۱۸۸۶، تنها روش تجاری برای تولید آلومینیوم است و این روش معایبی دارد از جمله مصرف انرژی, ضایعات کربن و آلودگی محیط زیست. انجام تکنولوژی جدید مبتنی بر الکترودهای بی اثر می تواند منجر به ایجاد انرژی قابل توجه و مزایای زیست محیطی شود و یک تمرکز تحقیقی را ایجاد کرده است [۲-۱]. علیرغم تلاشهای تحقیقی گسترده، هیچ ماده آندی بی اثر کاملا رضایتبخشی یافت نشده است. سرمت با پایه ، در مقایسه با فلزات و اکسیدها که ظاهرا به خاطر داشتن خواص مناسب مواد فلزی و نیز خواص سرامیکها اطمینان بخش هستند، یکی از اطمینان بخش ترین مواد به عنوان آند بی اثر برای الکترولیز آلومینیوم می باشند [۴-۳].
در تحقیق قبلی ما، اثر مقدارNiO بر مقاومت سرمت با پایه در برابر خوردگی مورد بررسی قرار گرفت و مقدارNiO در فاز سرامیکی ۱۰% (کسرجرمی، همانند زیر) تعیین شد [۵]. با این وجود، مقاومت مذابهای در برابر خوردگی نه تنها تحت تاثیر فاز سرامیکی بلکه فاز فلزی نیز قرار می گیرند. گر چه این نتایج [۸-۶] نشان می دهند که نیکل به علت تمایل آن به حل شدن آندی، در آند بی اثر سرمتی یک فاز فلزی غیر قابل قبول است، اولسن و تانستد [۹] ادعا کردند که ضریب انتقال جرم Ni از الکترولیت به آلومینیوم مذاب نصف() ضریب مربوط به Cu می باشد و خوردگی ترجیحی Ni فلزی نمی تواند روی دهد. علاوه بر این، بر اساس تحقیق ما [۱۰]، قابلیت مرطوب شدگی بین Cu و از قابلیت مرطوب شدگی بین Ni و بدتر است و این امر انجام کلوخه سازی بهتر را نشان می دهد. بنابراین انجام یک مطالعه سیستماتیک درباره اثر مقدارNi بر رفتار خوردگی سرمتهای در الکترولیز آلومیینویم ضروری است.
در این تحقیق، آندهای بی اثر سرمتی با پایه با مقدار نیکل۰، ۵، ۱۰، ۱۵ و ۲۰ (کسر جرمی، %) بوسیله فشرده سازی-کلوخه سازی سرد بر اساس تحقیقات قبلی ما تهیه شده اند و مقاومت مذابهای کریولیت- آلومینا در برابر خوردگی تحت شرایط الکترولیز متداول بررسی شده اند. هدف از این تحقیق، تعیین نوع مقدارفلزی است که باید برای اصلاح مقاومت آندهای بی اثر سرمتی با پایه در برابر خوردگی، انتخاب شود.
نیکل رفتار خوردگی آند بی اثر سرمتی
۲- بخش تجربی
۲-۱ تهیه سرامیک و سرمتها
مواد خام، پودر Ni فلزی، NiO و Fe2O3 همگی دارای خلوص تجزیه ای بودند. نمونه های سرمت با پایه بوسیله فرایند فشرده سازی- کلوخه سازی ایزواستاتیک سرد تهیه شدند. [۱]. مقادیر مناسب NiO و Fe2O3 با استفاده از آسیاب گلوله ای با هم مخلوط شدند و سپس کلسینه شدند تا پودر سرامیکی بدست آید.
پودر سرامیکی کلسینه شده مجددا با مقادیر مختلف (۰، ۵%، ۱۰%، ۱۵% ۲۰%) پودر نیکل بوسیله آسیاب گلوله ای در محیطی که محتوی پراکنده ساز و چسب آلی جهت جلوگیری از اکسایش فلز بود، مخلوط گردید. سرانجام، پودر سرامیکی- فلزی مخلوط شده خشک شد و در فشار به صورت قطعات استوانه ای (d20mm ×۴۰mm) به حالت ایزواستاتیک فشرده شد و به مدت ۲ ساعت در دمای ۱۳۵۰ درجه سانتی گراد و در اتمسفری از فشار جزیی اکسیژن با کنترل موثر کلوخه شد تا نمونه های سرمت مطلوب را ایجاد نماید. ترکیب و خواص وابسته به هم این آندهای بی اثر سرمتی تهیه شده در جدول ۱ فهرست شده اند.
۲-۲ طراحی سل
طرحی از یک سل تجربی در شکل ۱ ارائه شده است. در انتهای بوته گرافیتی یک سوراخ ایجاد شد و ۹۰ گرم آلومینیوم فلزی افزوده شد. بنابراین، سطح کاتدی پایا باید در طی الکترولیز حاصل شود. یک روکش آلومینا در بوته گرافیتی قرار داده شد و در حدود ۸۰۰ گرم الکترولیت داخل آن ریخته شد. این سل تحت شرایط عملکردی آزمایشگاهی، محافظت گرمایی شد. فراهم کردن گرمای اضافی بوسیله قراردادن سل با آند در یک کوره آزمایشگاهی عمودی ضروری بود و این کوره تا دمای مناسب حرارت داده شد.
۲-۳ آزمایش الکترولیز
الکترولیت از Na3AlF6 ، Al2O3 و CaF2 با خلوص تجزیه ای (آزمایشگاهی)، AlF3 با خلوص صنعتی با CR (نسبت مولی NaF به AlF3) 3/2، ۰/۵% CaF2 و ۴% Al2O3 تهیه شد. تمام ترکیبات در دمای ۱۲۰ درجه سانتی گراد به مدت ۴۸ ساعت خشک شدند تا قبل از استفاده، آب آنها خارج شود. آلومینیوم فلزی قبل از الکترولیز اضافه شد. دما در ۹۷۰ درجه سانتی گراد یعنی با ابر گرمای (گرمای اضافی) ۱۰ درجه سانتی گراد کنترل شد. ناحیه تماسی حمام آندی بوسیله فروبردن در عمق آند که cm1 بود، کنترل گردید. چگالی جریان انتهای آند ۱ A/cm2 بود. جریان و ولتاژ سل بوسیله یک پتانسیواستات / گالوانوستات چند منظوره (مدل (۲۷۳A/10 دستگاه های پرکین- المر) ایجاد و کنترل شد. بر اساس محاسبات، غلظت Al2O3 در حمام در طی ۸ ساعت الکترولیز و در صورتی که بازده جریان ۸۵% [۱۲] بود و Al2O3 اضافه نشده بود، ۵/۱% کاهش یافت. علاوه بر این، روکش آلومینا نیز در نگهداشتن غلظت Al2O3 مشارکت داشت. بنابراین، Al2O3 در طی آزمایش اضافه نشد.
نیکل رفتار خوردگی آند بی اثر سرمتی
۳- نتایج و بحث
۳-۱ انواع غلظت های ناخالصی ها در حمام در طی الکترولیز
دیانگ [۱۳] این نکته را خاطر نشان کرد که برای استوکیومتری در مذاب های کریولیت، تقریبا ۸ ساعت طول می کشد تا محلول به غلظت حالت پایا که انحلال پذیری را در نظر می گیرد، برسد. لانی و همکارانش [۱۴] نشان دادند که این فرایند ۶-۴ ساعت به طول می انجامد. بنابراین در تحقیق حاضر، تمام آزمایشهای الکترولیز ۸ ساعت طول کشیدند. انواع غلظتهای ناخالصی ها که از اجزای آندی بی اثر سرمتی به داخل مذابها خورده می شوند، در جدول ۲ و جدول ۳ فهرست شده اند.
۳-۲ اثر مقدار Ni فلزی بر مقدار ناخالصی ها در آلومینیوم فلزی
مقدار اجزای آندی Fe و Ni در آلومینیوم فلزی بازیابی شده در کاتد پس از آزمایش در جدول ۴ فهرست شده است. این نکته کاملا معلوم است که مقدار ناخالصی ها در محتوای آلومینیوم فلزی هنگامی که Ni فلزی افزوده می شود، افزایش می یابد. در محدوده مقداری ۲۰%-۰ از Ni فلزی، مقادیر ناخالصی های Fe و Ni به ترتیب در محدوده و تغییر می کنند. به این نکته باید توجه کرد که مقدار ناخالصی در آلومینیوم فلزی، هنگامی که مقدار Ni فلزی ۱۵% است، بالاترین مقدار است و مقدار کل ناخالصی ها می باشد که با غلظت ناخالصی ها در حمام مطابقت دارد. دلیل این امر آشکار نیست و باید بیشتر مطالعه شود. علاوه بر این، نسبت جرمی ناخالصی های Fe به Ni در آلومینیوم فلزی نه آنچنانکه دیانگ ذکر کرد از ۳ تا ۸ تغییر می کند و نه همانند سرمتها در حدود ۴/۱ است بلکه ۶/۱۱- ۶/۲ می باشد. دلایل زیر ممکن است این پدیده را توضیح دهند. اولا، افزودن Ni و NiO انحلال Fe از آندها را محدود می کند و نسبت جرمی را کاهش می دهد. ثانیا، مکانیسم خوردگی پلاریزه (قطبیده) فاز سرامیکی در سرمتها که تحت تاثیر انحلال شیمیایی، خوردگی الکتروشیمیایی و غیره قرار می گیرد، احتمالا از مکانیسم خوردگی استاتیک (مکانیسم خوردگی غیرقطبیده) که فقط بوسیله انحلال شیمیایی کنترل می شود، متفاوت است. ثالثا، سرعت انتقال ناخالصی های مختلف از الکترولیت به آلومینیوم مذاب متفاوت است و سرعت ناخالصی Fe در حدود دو برابر سرعت ناخالصی Ni می باشد. [۸].
۳-۳ ریز ساختار آند های بی اثر سرمتی پس از الکترولیز
برای بدست آوردن اطلاعات بیشتر در مورد فرایند خوردگی، آندهای بی اثر سرمتی ۱، ۲، ۳ و ۵ پس از آزمایشهای الکترولیز قطعه قطعه شده، ثابت شده و صیقلی می شوند. تصاویر توزیع معکوس (پخش به عقب) آندهای بی اثر سرمتی در شکل ۲ نشان داده شده اند.
نیکل رفتار خوردگی آند بی اثر سرمتی
۴- نتیجه گیری
۱) با افزایش مقدار Ni فلزی در آندهای بی اثر سرمتی از ۰% تا ۲۰% ، بر روی غلظت حالت پایای ناخالصی های Ni و Fe در حمام اثر کمی وجود دارد و مقادیر و می باشند. اما مقادیر ناخالصی های Ni و Fe در آلومینیوم فلزی چند برابر است و به ترتیب در محدوده و تغییر می کنند.
۲) ریز ساختار آندهای بی اثر پس از الکترولیز نشان می دهد که فاز Ni فلزی در آندهای بی اثر سرمتی به صورت ترجیحی خورده می شود و تعدادی حفره و سوراخ ایجاد می کند و توزیع فاز فلزی نزدیک سطح می تواند به صورت لایه خوردگی ترجیحی، لایه گذار و بدنه در نظر گرفته شود.
۳) با استفاده از بررسی های بعدی حاصل از مطالعه SEM برای آندهای بی اثر سرمتی و مقدار ناخالصی در آلومینیوم فلزی بازیابی شده در کاتد، آند بی اثر سرمتی با مقدار پایین فلز Ni برای اصلاح مقاومت آن در برابر خوردگی باید انتخاب شود. با در نظر گرفتن مقاومت در برابر خوردگی و رسانایی الکتریکی، در میان آندهای سرمتی با پایه که مطالعه شده، سرمت محتوی ۵% فلز نیکل بهترین رفتار را دارد و باید بیشتر مورد مطالعه قرار گیرد.
لطفا به جای کپی مقالات با خرید آنها به قیمتی بسیار متناسب مشخص شده ما را در ارانه هر چه بیشتر مقالات و مضامین ترجمه شده علمی و بهبود محتویات سایت ایران ترجمه یاری دهید.
