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Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions B 3/2017

27.03.2017

Sintering of (Ni,Mg)(Al,Fe)2O4 Materials and their Corrosion Process in Na3AlF6-AlF3-K3AlF6 Electrolyte

verfasst von: Yibiao Xu, Yawei Li, Jianhong Yang, Shaobai Sang, Qinghu Wang

Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions B | Ausgabe 3/2017

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Abstract

The application of ledge-free sidewalls in the Hall–Héroult cells can potentially reduce the energy requirement of aluminum production by about 30 pct (Nightingale et al. in J Eur Ceram, 33:2761–2765, 2013). However, this approach poses great material challenges since such sidewalls are in direct contact with corrosive electrolyte. In the present paper, (Ni,Mg)(Al,Fe)2O4 materials were prepared using fused magnesia, reactive alumina, nickel oxide, and iron oxide powders as the starting materials. The sintering behaviors of specimens as well as their corrosion resistance to molten electrolyte have been investigated by means of X-ray diffraction and scanning electron microscope. The results show that after firing at temperature ranging from 1673 K (1400 °C) up to 1873 K (1600 °C), all the specimens prepared are composed of single-phase (Ni,Mg)(Al,Fe)2O4 composite spinel, the lattice parameter of which increases with increasing Fe3+ ion concentration. Increasing the iron oxide content enhances densification of the specimens, which is accompanied by the formation of homogeneously distributed smaller pores in the matrix. The corrosion tests show that corrosion layers consist of fluoride and Ni(Al,Fe)2O4 composite spinel grains are produced in specimens with Fe/Al mole ratio no more than 1, whereas dense Ni(Al,Fe)2O4 composite spinel layers are formed on the surface of the specimens with Fe/Al mole ratio more than 1. The dense Ni(Al,Fe)2O4 composite spinel layers formed improve the corrosion resistance of the specimens by inhibiting the infiltration of electrolyte and hindering the chemical reaction between the specimen and electrolyte.

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Metadaten
Titel
Sintering of (Ni,Mg)(Al,Fe)2O4 Materials and their Corrosion Process in Na3AlF6-AlF3-K3AlF6 Electrolyte
verfasst von
Yibiao Xu
Yawei Li
Jianhong Yang
Shaobai Sang
Qinghu Wang
Publikationsdatum
27.03.2017
Verlag
Springer US
Erschienen in
Metallurgical and Materials Transactions B / Ausgabe 3/2017
Print ISSN: 1073-5615
Elektronische ISSN: 1543-1916
DOI
https://doi.org/10.1007/s11663-017-0969-x

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