陽極氣體傳質對鋁液中氧化鋁夾雜形成影響機理研究
作者：賀永東; 李慶新 新疆大學物理科學與技術學院; 新疆農六師煤電有限公司; 金川集團有限責任公司鎳鈷設計研究院
摘要：采用第一性原理的分子動力學方法模擬研究陽極氣體對鋁液傳質形成Al2O3夾雜過程的影響。結果表明,在電解鋁液中,CO2分解成CO和O,鋁被氧化。反應過程相對勢壘變化為初始結構(0Ha)→過渡態Ⅰ(0.019Ha)→中間態(0.030Ha)→過渡態Ⅱ(-0.042Ha)→反應結束(-0.056 Ha)。CO2與電解鋁液反應過程為:CO2→CO2(ad)→COad+[O]→CO↑+[O],3[O]+2Al→Al2O3,總反應為:3CO2+2Al→Al2O3+3CO↑。離解產物氧與鋁結合形成的鋁氧鍵非常穩定。以電解鋁液為原料,配制了一組工業純鋁試樣,采用掃描電鏡研究了凝固試樣的組織。對高溫電解鋁液而言,陽極氣體是一種極強的氧化劑,能同高溫鋁液劇烈反應生成Al2O3夾雜。電解鋁液中氧化夾雜對鋁樣組織產生冶金遺傳效應,氧化夾雜聚集在純鋁上,氣孔比較發達,表明氣體通過氧化夾雜形核、長大。
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