بررسي مورفولوژي پوسته اكسيدي تشكيل شده بر روي آلياژ Ni-11Fe-10Cu-6Al و مقاومت به خوردگي آن در محيط كلريد كلسيم مذاب

Morphologic study of oxide film formed on Ni-11Fe-10Cu-6Al alloy and its corrosion resistance in molten calcium chloride

يكي از مهمترين نقايص استخراج الكتروشيميايي FFC-Cambridge، استفاده از آندهاي گرافيتي و به تبع آن توليد گازهاي گلخانه‌اي CO/CO2 مي‌باشد. استفاده از آندهاي خنثي بهترين روش براي مقابله با اين نقص به شمار مي‌رود. در اين راستا آندهاي فلزي خنثي پايه نيكلي با تركيب Ni-11Fe-10Cu-6Al در اين فرآيند مورد استفاده و رفتار خوردگي آن‌ها مورد مطالعه قرار گرفت. پس از انجام عمليات اكسيداسيون سطحي در دماي ?C1000 و به مدت 100 ساعت، مورفولوژي و تركيب لايه‌هاي اكسيدي تشكيل شده بر روي اين آندها به ترتيب با استفاده از تصاوير SEM و آناليزهاي EDS، X-ray map و XRD بررسي شد. مهمترين فازهاي ايجاد شده در اثر اكسيداسيون سطحي عبارت بودند از: NiO، NiFe2O4، Al2O3، FeAl2O4، FeNi3 و به دليل مكانيزم تشكيل لايه اكسيدي در عمليات اكسيداسيون سطحي، اين لايه(به خصوص Al2O3) حاوي ترك بوده است. پس از اكسيداسيون، از دو آند اكسيدشده در مدت زمان‌هاي 4 و 16 ساعت در راكتور FFC كه در آن كاتد در پتانسيل 6/1- ولت نسبت به الكترود مرجع گرافيت پلاريزه شده است، استفاده شد. همچنين به منظور بررسي تاثير پيش اكسيداسيون بر رفتار خوردگي اين آلياژ، از يك آند اكسيد نشده نيز به مدت 16 ساعت استفاده شده و رفتار خوردگي تمامي آندها با استفاده از تصاوير SEM و آناليزهاي EDS و X-ray map مطالعه شد. نتايج به دست آمده از آندهاي استفاده شده در راكتور FFC در زمان‌هاي برابر نشان داد كه آند اكسيدنشده در مقايسه با آند اكسيدشده از مقاومت در برابر خوردگي مناسب‌تري برخوردار بوده است.

Evolution of greenhouse gases on graphite anodes is the most important problem in electrochemical extraction of Ti by FFC method. This can be removed by utilizing of inert anodes. In this research the corrosion behavior of Ni-11Fe-10Cu-6Alalloy as a candidate for inert anode has been investigated. The alloy was oxidized at 1000 oC for 100 hrs. The morphology of the oxide layer was evaluated by SEM and its composition was studied by EDS and XRD analysis methods. The alloys after preoxidation were exposed to corrosion in FFC electrolysis cell for 4, 16 in which the TiO2 cathode was polarized in the potential of -1.6 Vgraphite. In addition a sample of above mentioned alloy was exposed to above mentioned conditions without preoxidation for comparison. The anodes were analysed by SEM and XRD studies after corrosion. The studies showed that peroxided alloys has the weakest corrosion resistance in molten calcium chloride salt. The results indicated that oxidation of the alloy can not produce a uniform and dense oxide layer. Therefore the anode without oxidized layer showed better corrosion behavior.