亞氧化鈦可溶電極及其制備方法與在熔鹽電解制備高純鈦中的應(yīng)用
【專利摘要】本發(fā)明所述亞氧化鈦可溶電極的制備方法，所述亞氧化鈦為TiO、Ti3O5、Ti4O7、Ti5O9、Ti6O11、Ti7O13、Ti8O15或Ti9O17，首先將原料制備成亞氧化鈦塊體，或亞氧化鈦與鈦棒或石墨棒結(jié)合在一起的亞氧化鈦復(fù)合塊體，再將亞氧化鈦塊體或亞氧化鈦復(fù)合塊體精加工即可得到亞氧化鈦可溶電極，制備亞氧化鈦塊體或亞氧化鈦復(fù)合塊體工藝步驟如下：(1)配料；(2)混料與干燥；(3)采用放電等離子燒結(jié)系統(tǒng)進行燒結(jié)。本發(fā)明還提供了上述方法制備的亞氧化鈦可溶電極及其在熔鹽點解制備高純鈦中的應(yīng)用。本發(fā)明方法能得到低C、N含量且又高導(dǎo)電的含鈦可溶電極，從而在以此亞氧化鈦可溶電極為陽極和/或陰極電解制備金屬鈦時得到不受陽極污染的高純金屬鈦。
【專利說明】
亞氧化鐵可溶電極及其制備方法與在膝鹽電解制備高純鐵中 的應(yīng)用
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于有色金屬冶金技術(shù)領(lǐng)域，特別設(shè)及亞氧化鐵可溶電極及其制備方法與 在烙鹽電解制備高純鐵中的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 金屬鐵尤其是高純金屬鐵具有密度小、比強度高、可塑性好、耐腐蝕等優(yōu)點，并且 具有特殊的記憶性能及儲氨性能，因此被廣泛應(yīng)于航空、軍工及原子能工業(yè)等領(lǐng)域。高純鐵 還可W用于醫(yī)療領(lǐng)域生物替代材料及作為電子工業(yè)的瓣射鍛膜用的祀材，具有巨大的發(fā)展 潛力。然而高純鐵應(yīng)用的瓶頸在于其制備較困難。目前工業(yè)上常用的制備高純金屬鐵的方 法是Kroll法，但由于其復(fù)雜的生產(chǎn)工藝流程及昂貴的原料及能耗，使得鐵的成本居高不 下，大大限制了鐵的工業(yè)化應(yīng)用。隨著技術(shù)的進步，烙鹽電解法已廣泛用于高純金屬制備的 提純。鐵的烙鹽電解精煉法是利用鐵的面化物的電化學(xué)特征制備高純鐵。該方法可通過采 用具有足夠?qū)щ娐实蔫F的化合物作為可溶陽極，W含有鐵離子的烙鹽作為電解介質(zhì)在一定 的電流密度下制備得到高純鐵。與傳統(tǒng)的Kroll法相比得到的鐵的純度更高，且可W大大降 低生產(chǎn)成本，因而具有巨大的發(fā)展?jié)摿?。CN103451682A公開了一種使用含鐵可溶陽極烙鹽 電解提取高純鐵的方法，其W含鐵物料和碳還原劑作為原料，在含氮氣氛、1000~2000°C高 溫下反應(yīng)制備得到TiCx〇yNz、Ti〇xNy、TiNx中的一種或幾種作為可溶陽極，W金屬鐵或金屬鋼 等作為陰極制備金屬鐵。該方法存在W下幾個問題：（l)TiCx〇yNz等作為可溶陽極，其中的C 及N元素會對制備的高純鐵有一定的污染。（2)其陽極的制備過程仍然依賴于高溫的還原條 件(最高2000°C)，此外其陽極制備的時間較長(最長eOOmin)，不能從本質(zhì)上降低生產(chǎn)成本。 美國MER公司開發(fā)的烙鹽電解工藝(W02005/019501)WTi〇2和C于llOCrC~1300°C碳熱還原 制備得到鐵的低價氧化物和碳的混合物，并W其作為可溶陽極于堿金屬烙鹽體系中電解制 備金屬鐵。該工藝中電化學(xué)溶解的過程中會有陽極泥和剩碳，剩碳的存在會嚴(yán)重污染產(chǎn)品 鐵，并可能造成電極短路和阻礙鐵離子從陽極向烙鹽中的遷移。可見，現(xiàn)有烙鹽電解法中鐵 產(chǎn)品容易受可溶陽極污染，如何制備不含C、N等雜質(zhì)元素且又高導(dǎo)電的含鐵可溶陽極成為 制備高純鐵的關(guān)鍵。
[0003] 鐵氧化合物，包括TiO，Ti3〇日，Magn自li相亞氧化鐵Tin〇2n-i(4蘭η蘭9)具有基于金紅 石型Ti化晶格的結(jié)構(gòu)，其幾種不同的亞氧化鐵化合物都具有較高的導(dǎo)電率，并且由于其不 含C、N等雜質(zhì)元素，運使其可W成為電化學(xué)應(yīng)用的電極材料及烙鹽電解的可溶陽極材料。但 目前通常使用也還原制備亞氧化鐵Tin〇2n-i(l蘭η蘭9)，但由于氨還原只能還原與氨氣接觸 的原始粉末，從而產(chǎn)量很低，同時需要大量氨源，成本高，且氨處理操作復(fù)雜，具有很大的危 險性。而使用C還原的現(xiàn)有方法在制備亞氧化鐵Tin〇2n-l(l^n^9)時通常使用石墨碳管爐或 真空燒結(jié)爐，將物料一層層堆放在石墨舟或托盤上，所得產(chǎn)物往往含有大量的剩碳。并且現(xiàn) 有方法制備的多是亞氧化鐵粉體，要制備塊體需要將亞氧化鐵粉體通過燒結(jié)成塊制備亞氧 化鐵粉體，工藝復(fù)雜，耗時較長。目前未見直接制備得到亞氧化鐵塊體的相關(guān)研究。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供亞氧化鐵可溶電極及其制備方法與 在烙鹽電解制備高純鐵中的應(yīng)用，W得到低C、N含量且又高導(dǎo)電的含鐵可溶電極，并簡化亞 氧化鐵塊體制備工藝，從而在W此亞氧化鐵可溶電極為陽極和/或陰極電解制備金屬鐵時 得到不受陽極污染的高純金屬鐵，同時降低鐵的生產(chǎn)成本，實現(xiàn)工業(yè)化批量生產(chǎn)。
[0005] 本發(fā)明所述亞氧化鐵可溶電極的制備方法，所述亞氧化鐵為TiO、Ti3〇5、Ti4〇7、 115〇9、116〇11、117〇13、118〇1日或119〇17，首先將原料制備成亞氧化鐵塊體，或亞氧化鐵與鐵棒或 石墨棒結(jié)合在一起的亞氧化鐵復(fù)合塊體，再將亞氧化鐵塊體或亞氧化鐵復(fù)合塊體精加工即 可得到亞氧化鐵可溶電極，制備亞氧化鐵塊體或亞氧化鐵復(fù)合塊體工藝步驟如下：
[0006] (1)配料
[0007] 原料為Ti與0的化合物粉體和還原劑，按照各亞氧化鐵的化學(xué)式及所用原料之間 的化學(xué)反應(yīng)計算出制備相應(yīng)亞氧化鐵塊體或亞氧化鐵復(fù)合塊體的原料的摩爾比：
[000引 a、制備Ti90i7塊體或Ti90i復(fù)合塊體的原料摩爾比
[0009] Ti與0的化合物粉體:還原劑=9: (1.2~2)
[0010] b、制備TisOi日塊體或TisOi遍合塊體的原料摩爾比
[0011] Ti與0的化合物粉體:還原劑=8: (1.2~2)
[001^ C、制備Ti7013塊體或Ti70l復(fù)合塊體的原料摩爾比
[0013] Ti與0的化合物粉體:還原劑=7: (1.2~2)
[0014] d、制備TisOii塊體或TisOi復(fù)合塊體的原料摩爾比
[0015] Ti與0的化合物粉體:還原劑=6: (1.2~2)
[0016] e、制備Ti5〇9塊體或Ti5〇9復(fù)合塊體的原料摩爾比
[0017] Ti與0的化合物粉體:還原劑=5: (1.2~2)
[001引 f、制備Ti407塊體或Ti407復(fù)合塊體的原料摩爾比
[0019] Ti與0的化合物粉體:還原劑=4: (1.2~2)
[0020] g、制備Ti3〇5塊體或Ti3〇5復(fù)合塊體的原料摩爾比
[0021 ] Ti與0的化合物粉體:還原劑=3: (1.2~2)
[0022] h、制備TiO塊體或TiO復(fù)合塊體的原料摩爾比
[0023] Ti與0的化合物粉體:還原劑=1: (1.2~1.5);
[0024] (2)混料與干燥
[0025] 將步驟(1)計量好的原料放入球磨機中，加入研磨球體和濕磨介質(zhì)進行濕磨，使原 料混合均勻，濕磨介質(zhì)的加入量W浸沒所述原料和研磨球體為限，然后過篩分離出研磨球 體得混合漿料，將所得的混合漿料進行干燥得到制備Ti9〇17塊體或Ti9〇17復(fù)合塊體的混合粉 料、制備Ti8〇15塊體或TisOi遍合塊體的混合粉料、制備Ti7〇13塊體或Ti7〇l復(fù)合塊體的混合 粉料、制備TisOll塊體或TisOii復(fù)合塊體的混合粉料、制備Ti5〇9塊體或Ti5〇9復(fù)合塊體的混合 粉料、制備Ti4〇7塊體或Ti4〇7復(fù)合塊體的混合粉料、制備Ti3〇5塊體或Ti3〇5復(fù)合塊體的混合粉 料、或者制備TiO塊體或TiO復(fù)合塊體的混合粉料；
[0026] (3)燒結(jié)
[0027] 采用放電等離子燒結(jié)系統(tǒng)進行燒結(jié)，將步驟(2)制得的混合粉料裝入石墨模具，然 后將裝有混合粉料的石墨模具置于放電等離子燒結(jié)系統(tǒng)的燒結(jié)爐中，安裝好限位片，調(diào)整 好光學(xué)測溫儀后關(guān)閉爐口并抽真空，待爐內(nèi)真空度低于10化時，在保持真空或通入保護氣 體的條件下施加燒結(jié)壓力，并加熱到燒結(jié)反應(yīng)溫度進行保溫保壓燒結(jié)，燒結(jié)結(jié)束后關(guān)閉電 源，隨爐冷卻至室溫后取出并脫模得到亞氧化鐵塊體；
[0028] 或采用放電等離子燒結(jié)系統(tǒng)進行燒結(jié)，將步驟(2)制得的混合粉料裝入石墨模具， 并在石墨模具中屯、位置放置鐵棒或石墨棒，使鐵棒或石墨棒被混合粉料完全包覆，然后將 裝有混合粉料及鐵棒或石墨棒的模具置于放電等離子燒結(jié)系統(tǒng)的燒結(jié)爐中，安裝好限位 片，調(diào)整好光學(xué)測溫儀后關(guān)閉爐口并抽真空，待爐內(nèi)真空度低于10化時，在保持真空或通入 保護氣體的條件下施加燒結(jié)壓力，并加熱到燒結(jié)反應(yīng)溫度進行保溫保壓燒結(jié)，燒結(jié)結(jié)束后 關(guān)閉電源，隨爐冷卻至室溫后取出并脫模得到亞氧化鐵復(fù)合塊體；
[0029] 當(dāng)混合粉料為制備Ti9〇17塊體或Ti9〇17復(fù)合塊體的混合粉料時，燒結(jié)反應(yīng)溫度為 860°C~900°C，燒結(jié)壓力為化N~100KN，保溫保壓時間為5min~60min;
[0030] 當(dāng)混合粉料為制備TisOis塊體或TisOis復(fù)合塊體的混合粉料時，燒結(jié)反應(yīng)溫度為 900°C~950°C，燒結(jié)壓力為化N~100KN，保溫保壓時間為5min~60min;
[0031] 當(dāng)混合粉料為制備Ti7〇13塊體或Ti7〇13復(fù)合塊體的混合粉料時，燒結(jié)反應(yīng)溫度為 950°C~1000°C，燒結(jié)壓力為化N~100KN，保溫保壓時間為5min~60min;
[0032] 當(dāng)混合粉料為制備TisOii塊體或TisOii復(fù)合塊體的混合粉料時，燒結(jié)反應(yīng)溫度為 1000°C~1100°C，燒結(jié)壓力為化N~100KN，保溫保壓時間為5min~60min;
[0033] 當(dāng)混合粉料為制備Ti5〇9塊體或Ti5〇9復(fù)合塊體的混合粉料時，燒結(jié)反應(yīng)溫度為 1100°C~1150°C，燒結(jié)壓力為化N~100KN，保溫保壓時間為5min~60min;
[0034] 當(dāng)混合粉料為制備Ti4〇7塊體或Ti4〇7復(fù)合塊體的混合粉料時，燒結(jié)反應(yīng)溫度為 1150°(：~1250°(：，燒結(jié)壓力為化1^~100腳，保溫保壓時間為5111111~60111111;
[0035] 當(dāng)混合粉料為制備Ti3〇5塊體或Ti3〇5復(fù)合塊體的混合粉料時，燒結(jié)反應(yīng)溫度為 1250°(：~1400°(：，燒結(jié)壓力為化1^~100腳，保溫保壓時間為5111111~60111111;
[0036] 當(dāng)混合粉料為制備TiO塊體或TiO復(fù)合塊體的混合粉料時，燒結(jié)反應(yīng)溫度為1400°C ~1600°C，燒結(jié)壓力為化N~100KN，保溫保壓時間為5min~60min。
[0037] 上述方法中，步驟（1)中所述Ti與0的化合物粉體為Ti化粉體、此Ti〇3粉體、TiOS〇4 粉體中的一種，所述Ti化粉體為納米級或微米級Ti化粉體。
[0038] 上述方法中，步驟（1)中所述還原劑為碳質(zhì)還原劑和/或鐵質(zhì)還原劑。所述碳質(zhì)還 原劑為石墨粉、炭黑粉、活性炭粉中的至少一種，所述鐵質(zhì)還原劑為鐵粉或氨化鐵。
[0039] 上述方法中，步驟(3)中所述保護氣體為氮氣和/或氣氣。
[0040] 上述方法中，使用的放電等離子燒結(jié)系統(tǒng)為市售普通放電等離子燒結(jié)系統(tǒng)，主要 由燒結(jié)爐、軸向壓力裝置、真空系統(tǒng)、直流脈沖系統(tǒng)、位移測量系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)組成。本發(fā)明 所述方法中，可根據(jù)需要的電極尺寸來定制的石墨模具作為燒結(jié)模具與壓頭，并采用光學(xué) 測溫儀進行溫度測定及控制。
[0041] 本發(fā)明提供的上述方法制備的亞氧化鐵可溶電極。
[0042] 本發(fā)明所述亞氧化鐵可溶電極在烙鹽電解制備高純鐵中的應(yīng)用。
[0043] 上述亞氧化鐵可溶電極在烙鹽電解制備高純鐵中的應(yīng)用，具體工藝如下：
[0044] W亞氧化鐵可溶電極為陽極，W金屬鐵、不誘鋼、金屬鋼、亞氧化鐵可溶電極中的 一種為陰極，W混合烙鹽為電解質(zhì)，所述混合烙鹽由CsCl2XaCl2、LiCl、^Cl、KCl、LiF、CaF 中的至少一種與11(：13、1'1(：12、1(211。6、化211。6中的至少一種組成，混合烙鹽中11離子的質(zhì)量 百分含量為2%~8%，陰極和陽極的電流密度為0.5A/cm2~2A/cm2，電解溫度為300°C~ 1000 °C，槽電壓為0.5V~10V。
[0045] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有W下有益效果：
[0046] 1、本發(fā)明所述方法采用放電等離子燒結(jié)工藝直接對原料進行燒結(jié)，使亞氧化鐵的 制備和燒結(jié)成塊一步完成。燒結(jié)過程中脈沖電流流經(jīng)壓頭分兩個流向，經(jīng)過石墨模具的電 流產(chǎn)生大量焦耳熱作為外部加熱熱源，經(jīng)過混合原料粉體的電流將誘發(fā)粉末顆粒間產(chǎn)生放 電，激發(fā)等離子體，凈化和活化粉末顆粒表面，同時在顆粒表面接觸處產(chǎn)生瞬時局部高溫， 引起烙化和蒸發(fā)，促進顆粒接觸處形成"燒結(jié)頸"完成致密化燒結(jié)。整個制備工藝簡單，且可 W根據(jù)需要選擇不同尺寸的相蝸燒結(jié)制得不同尺寸的亞氧化鐵塊體，大大降低了生產(chǎn)和加 工成本，易于實現(xiàn)工業(yè)化。
[0047] 2、本發(fā)明所述方法采用放電等離子燒結(jié)工藝，在還原過程中進行保溫及加壓，當(dāng) 反應(yīng)結(jié)束并燒結(jié)完成時，電流將誘發(fā)殘余還原劑間產(chǎn)生放電，激發(fā)等離子體，使其在還原劑 顆粒表面接觸處產(chǎn)生瞬時局部高溫導(dǎo)致烙化和蒸發(fā)，從而消耗還原劑，使制得的亞氧化鐵 塊體中殘余C、N含量遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)工藝且電導(dǎo)率較高，從而可W保證在烙鹽電解過程中亞氧 化鐵中的鐵WTi3+和Ti2+離子的形式溶入電解質(zhì)中，其中的0W化形式析出，不存在陽極剩碳 污染等問題，因而采用本發(fā)明所述方法制備的亞氧化鐵作為可溶陽極烙鹽電解制備鐵能得 到純度較高的金屬鐵。
[0048] 3、本發(fā)明所述亞氧化鐵可溶電極在燒結(jié)時加入鐵棒或石墨棒，得到中間包裹了鐵 棒或石墨棒的電極，可進一步增大導(dǎo)電率。
[0049] 4、本發(fā)明所述亞氧化鐵可溶電極在烙鹽電解制備高純鐵的應(yīng)用中，采用本發(fā)明制 得的高純亞氧化鐵作為可溶陽極，由于高純亞氧化鐵可溶電極的生產(chǎn)成本降低，并且能實 現(xiàn)工業(yè)化批量生產(chǎn)，同時利用烙鹽電解直接在陰極上獲得高純金屬鐵，可通過連續(xù)更換陽 極和陰極的方法實現(xiàn)工業(yè)連續(xù)化生產(chǎn)，因此本發(fā)明能降低鐵的生產(chǎn)成本，實現(xiàn)工業(yè)化批量 生產(chǎn)。
【附圖說明】
[0050] 圖1是實施例10制備的亞氧化鐵可溶電極的宏觀形貌圖。
[0051 ]圖2是實施例10制備的亞氧化鐵可溶電極的沈Μ圖。
[0052] 圖3是實施例12制備的亞氧化鐵可溶電極的宏觀形貌圖。
[0053] 圖4是實施例12制備的亞氧化鐵可溶電極的沈Μ。
[0054] 圖5是實施例14制備的亞氧化鐵可溶電極的宏觀形貌圖。
[0055] 圖6是實施例14制備的亞氧化鐵可溶電極的沈Μ圖。
[0056] 圖7是實施例17制備的亞氧化鐵可溶電極的宏觀形貌圖。
[0057] 圖8是實施例17制備的亞氧化鐵可溶電極的沈Μ圖。
[0058] 圖9是制備亞氧化鐵塊體時采用放電等離子燒結(jié)工藝（簡稱SPS)的燒結(jié)流程示意 圖。
[0059] 圖10是制備亞氧化鐵復(fù)合塊體時采用放電等離子燒結(jié)工藝(簡稱SPS)的燒結(jié)流程 示意圖。
[0060] 圖中，1-混合粉料，2-模具，3-壓頭，4-限位片，5-鐵棒或石墨棒。
【具體實施方式】
[0061] 下面通過實施例對本發(fā)明所述高純亞氧化鐵可溶電極及其制備方法與在烙鹽電 解制備高純鐵中的應(yīng)用做進一步說明。
[0062] W下實施例中，所述原料粉體均可W從市場購買。
[0063] 實施例1
[0064] Ti地17可溶電極的制備及其作為陽極電解制備高純金屬鐵。
[0065] (1)配料
[0066] 原料為微米Ti化粉體、微米炭黑粉體，按照Ti9〇i7塊體的化學(xué)式及所用原料之間的 化學(xué)反應(yīng)，計算各原料的摩爾比；
[0067] 微米Ti化粉體:微米炭黑粉體=9:1.2 [006引（2)混料與干燥
[0069] 將步驟（1)計量好的原料放入滾動式球磨機中，加入WC-8wt%Co硬質(zhì)合金球作為 研磨球體，加入無水乙醇為濕磨介質(zhì)，在球磨轉(zhuǎn)速30r/min下研磨分散48小時，使原料混合 均勻，無水乙醇的加入量W浸沒所述原料和研磨球體為限，然后過篩分離出研磨球體得混 合漿料，將所得的混合漿料置于烘箱內(nèi)在60°C下干燥4小時得混合粉料。
[0070] (3)燒結(jié)
[0071] 采用定制的石墨模具（Φ 100mm、高200mm)作為制備電極片所用的燒結(jié)模具與壓 頭，并采用光學(xué)測溫儀進行溫度測定及控制。取步驟(2)制得的混合粉料600g裝入石墨模具 中，為防止原料與模具反應(yīng)而導(dǎo)致污染及便于脫模，在裝料前放入一層光滑柔性碳紙依附 在模具內(nèi)壁使其與原料隔開，并在石墨模具外面套上一層石墨拉W用于減少熱福射。將裝 填好原料的模具置于SPS系統(tǒng)的燒結(jié)爐中，安裝好限位片，調(diào)整好光學(xué)測溫儀，關(guān)閉燒結(jié)爐 口并抽真空，待爐內(nèi)真空度低于10化時，保持真空氣氛，施加100KN的燒結(jié)壓力，將加熱爐加 熱到900°C后保溫60min。燒結(jié)過程中，原料在碳熱固相反應(yīng)的同時燒結(jié)形成塊體，反應(yīng)過程 中壓力保持恒定。燒結(jié)結(jié)束后關(guān)閉電流降低溫度，隨爐冷卻至室溫后取出進行脫模既得到 亞氧化鐵塊體，其為14%的TisOi日和86%的Ti9〇i7,電阻率為154mQ · cm。將所得亞氧化鐵塊 體進行表面清理后通過精加工制備得到特定尺寸的亞氧化鐵可溶電極。
[0072] (4)烙鹽電解
[0073] W步驟(3)所得亞氧化鐵可溶電極為溶陽，陰極使用金屬鐵電極，陰極和陽極的電 流密度為2A/cm2,使用石墨相蝸盛放電解質(zhì)NaCl-KCl-TiCl2混合烙鹽，該混合烙鹽各組分的 質(zhì)量百分含量為化C1 30%、KC1 67%、TiCl2 3%，電解質(zhì)中Ti離子的質(zhì)量百分含量為3%， 電解溫度為1000 °C，槽電壓控制在10V，進行恒電流電解，3小時后取出陽極和陰極，用Iwt% 的稀鹽酸溶液清洗電極表面的電解質(zhì)，再用去離子水洗凈氯離子，烘干后重復(fù)上述電解過 程3次。電解完成后更換陽極，并從陰極獲得電解鐵產(chǎn)物，對產(chǎn)物進行XRD結(jié)構(gòu)成分分析的結(jié) 果是該產(chǎn)物為金屬鐵的單一相。
[0074] 實施例2
[0075] Ti地17可溶電極的制備及其作為陽極電解制備高純金屬鐵。
[0076] (1)配料
[0077] 原料為微米Ti化粉體、石墨粉，按照Ti9〇i7塊體的化學(xué)式及所用原料之間的化學(xué)反 應(yīng)，計算各原料的摩爾比；
[007引微米Ti化粉體:石墨粉=9:2
[0079] (2)混料與干燥
[0080] 將步驟（1)計量好的原料放入滾動式球磨機中，加入WC-8wt%Co硬質(zhì)合金球作為 研磨球體，加入無水乙醇為濕磨介質(zhì)，在球磨轉(zhuǎn)速30r/min下研磨分散48小時，使原料混合 均勻，無水乙醇的加入量W浸沒所述原料和研磨球體為限，然后過篩分離出研磨球體得混 合漿料，將所得的混合漿料置于烘箱內(nèi)在60°C下干燥4小時得混合粉料。
[00川 （3)燒結(jié)
[0082] 采用定制的石墨模具（Φ 10mm、高20mm)作為制備電極片所用的燒結(jié)模具與壓頭， 并采用光學(xué)測溫儀進行溫度測定及控制。取步驟(2)制得的混合粉料60g裝入石墨模具中， 為防止原料與模具反應(yīng)而導(dǎo)致污染及便于脫模，在裝料前放入一層光滑柔性碳紙依附在模 具內(nèi)壁使其與原料隔開，并在石墨模具外面套上一層石墨拉W用于減少熱福射。將裝填好 原料的模具置于SPS系統(tǒng)的燒結(jié)爐中，安裝好限位片，調(diào)整好光學(xué)測溫儀，關(guān)閉燒結(jié)爐口并 抽真空，待爐內(nèi)真空度低于10化時，保持真空氣氛，施加1KN的燒結(jié)壓力，將加熱爐加熱到 860°C后保溫5min。燒結(jié)過程中，原料在碳熱固相反應(yīng)的同時燒結(jié)形成塊體，反應(yīng)過程中壓 力保持恒定。燒結(jié)結(jié)束后關(guān)閉電流降低溫度，隨爐冷卻至室溫后取出進行脫模既得到亞氧 化鐵塊體，其為12%的TisOi日和88%的Ti9〇i7,電阻率為134πιΩ . cnuLECO檢測殘余碳含量為 0.09%。將所得亞氧化鐵塊體進行表面清理后通過精加工制備得到特定尺寸的亞氧化鐵可 溶電極。
[0083] (4)烙鹽電解
[0084] W步驟(3)所得亞氧化鐵可溶電極為溶陽，陰極使用金屬鐵電極，陰極和陽極的電 流密度為2A/cm2,使用石墨相蝸盛放電解質(zhì)NaCl-KCl-TiCl2混合烙鹽，該混合烙鹽各組分的 質(zhì)量百分含量為化C1 30%、KC1 67%、TiCl2 3%，電解質(zhì)中Ti離子的質(zhì)量百分含量為3%， 電解溫度為1000 °C，槽電壓控制在10V，進行恒電流電解，3小時后取出陽極和陰極，用Iwt% 的稀鹽酸溶液清洗電極表面的電解質(zhì)，再用去離子水洗凈氯離子，烘干后重復(fù)上述電解過 程3次。電解完成后更換陽極，并從陰極獲得電解鐵產(chǎn)物，對產(chǎn)物進行XRD結(jié)構(gòu)成分分析的結(jié) 果是該產(chǎn)物為金屬鐵的單一相。
[0085] 實施例3
[0086] Ti地17可溶電極的制備及其作為陽極電解制備高純金屬鐵
[0087] (1)配料
[0088] 原料為微米Ti化粉體、活性炭粉，按照Ti9〇i7塊體的化學(xué)式及所用原料之間的化學(xué) 反應(yīng)，計算各原料的摩爾百分比；
[0089] 微米Ti化粉體:活性炭粉= 9:2。
[0090] (2)混料與干燥
[0091] 將步驟（1)計量好的原料放入滾動式球磨機中，加入WC-8wt%Co硬質(zhì)合金球作為 研磨球體，加入無水乙醇為濕磨介質(zhì)，在球磨轉(zhuǎn)速30r/min下研磨分散48小時，使原料混合 均勻，無水乙醇的加入量W浸沒所述原料和研磨球體為限，然后過篩分離出研磨球體得混 合漿料，將所得的混合漿料進行干燥得置于烘箱內(nèi)在60°C下干燥4小時得混合粉料。
[0092] (3)燒結(jié)
[0093] 采用定制的石墨模具(flOmm、高20mm)作為制備電極片所用的燒結(jié)模具與壓頭， 并采用光學(xué)測溫儀進行溫度測定及控制。取步驟(2)制得的混合粉料60g裝入石墨模具中， 為防止原料與模具反應(yīng)而導(dǎo)致污染及便于脫模，在裝料前放入一層光滑柔性碳紙依附在模 具內(nèi)壁使其與原料隔開，并在石墨模具外面套上一層石墨拉W用于減少熱福射。將裝填好 原料的模具置于SPS系統(tǒng)的燒結(jié)爐中，安裝好限位片，調(diào)整好光學(xué)測溫儀，關(guān)閉燒結(jié)爐口并 抽真空，待爐內(nèi)真空度低于10化時，充入氣氣作為保護氣體，施加化N的燒結(jié)壓力，將加熱爐 加熱到850°C后保溫20min。燒結(jié)過程中，原料在碳熱固相反應(yīng)的同時燒結(jié)形成塊體，反應(yīng)過 程中壓力保持恒定。燒結(jié)結(jié)束后關(guān)閉電流降低溫度，使試樣隨爐冷卻至室溫后取出試樣進 行脫模，既得到亞氧化鐵塊體，其為4%的TisOi日和96 %的Ti9〇i7，電阻率為166m Ω . cm。將所 得亞氧化鐵塊體進行表面清理后通過精加工制備得到特定尺寸的亞氧化鐵可溶電極。
[0094] (4)烙鹽電解
[0095] W步驟(3)所得亞氧化鐵可溶電極為陽極和陰極，陰極和陽極的電流密度范圍為 0.5A/cm2,使用石墨相蝸盛放電解質(zhì)NaCl-KCl-TiCl3混合烙鹽，該混合烙鹽各組分的質(zhì)量百 分含量為化C1 30%、KC1 60%、TiCl3 10%，電解質(zhì)中Ti離子的質(zhì)量百分含量為8%，電解 溫度為l〇〇〇°C，槽電壓控制在5V，進行恒電流電解，3小時后取出陽極和陰極用Iwt%的稀鹽 酸溶液清洗電極表面的電解質(zhì)，再用去離子水洗凈氯離子，烘干后重復(fù)上述電解過程3次。 電解完成后更換陽極，并從陰極獲得電解鐵產(chǎn)物，對產(chǎn)物進行XRD結(jié)構(gòu)成分分析的結(jié)果是該 產(chǎn)物為金屬鐵的單一相。
[0096] 實施例4
[0097] Ti8化5可溶電極的制備及其作為陽極電解制備金屬鐵。
[009引 （1)配料
[0099] 原料為出Ti化粉體、石墨粉，按照TisOis塊體的化學(xué)式及所用原料之間的化學(xué)反應(yīng)， 計算各原料的摩爾比；
[0100] 出11〇3粉體:石墨粉=8:1.2
[0101] (2)混料與干燥
[0102] 將步驟（1)計量好的原料放入滾動式球磨機中，加入WC-8wt%Co硬質(zhì)合金球作為 研磨球體，加入無水乙醇為濕磨介質(zhì)，在球磨轉(zhuǎn)速30;r/min下研磨分散48小時，使原料混合 均勻，無水乙醇的加入量W浸沒所述原料和研磨球體為限，然后過篩分離出研磨球體得混 合漿料，將所得的混合漿料置于烘箱內(nèi)在60°C下干燥4小時得混合粉料。
[0103] (3)燒結(jié)
[0104] 采用定制的石墨模具（Φ 100mm、高200mm)作為制備電極片所用的燒結(jié)模具與壓 頭，并采用光學(xué)測溫儀進行溫度測定及控制。取步驟(2)制得的混合粉料600g裝入石墨模具 中，為防止原料與模具反應(yīng)而導(dǎo)致污染及便于脫模，在裝料前放入一層光滑柔性碳紙依附 在模具內(nèi)壁使其與原料隔開，并在石墨模具外面套上一層石墨拉W用于減少熱福射。將裝 填好原料的模具置于SPS系統(tǒng)的燒結(jié)爐中，安裝好限位片，調(diào)整好光學(xué)測溫儀，關(guān)閉燒結(jié)爐 口并抽真空，待爐內(nèi)真空度低于10化時，保持真空氣氛，施加100KN的燒結(jié)壓力，將加熱爐加 熱到950°C后保溫60min。燒結(jié)過程中，原料在碳熱固相反應(yīng)的同時燒結(jié)形成塊體，反應(yīng)過程 中壓力保持恒定。燒結(jié)結(jié)束后關(guān)閉電流降低溫度，隨爐冷卻至室溫后取出進行脫模既得到 亞氧化鐵塊體，其為14%的Ti9〇i7和86%的TisOi日，電阻率為144mQ · cm。將所得亞氧化鐵塊 體進行表面清理后通過精加工制備得到特定尺寸的亞氧化鐵可溶電極。
[0105] (4)烙鹽電解
[0106] W步驟(3)所得亞氧化鐵可溶電極為溶陽，陰極使用金屬鐵電極，陰極和陽極的電 流密度為2A/cm2,使用石墨相蝸盛放電解質(zhì)NaCl-KCl-TiCl2混合烙鹽，該混合烙鹽各組分的 質(zhì)量百分含量為化C1 30%、KC1 67%、TiCl2 3%，電解質(zhì)中Ti離子的質(zhì)量百分含量為3%， 電解溫度為1000 °C，槽電壓控制在10V，進行恒電流電解，3小時后取出陽極和陰極，用Iwt% 的稀鹽酸溶液清洗電極表面的電解質(zhì)，再用去離子水洗凈氯離子，烘干后重復(fù)上述電解過 程3次。電解完成后更換陽極，并從陰極獲得電解鐵產(chǎn)物，對產(chǎn)物進行XRD結(jié)構(gòu)成分分析的結(jié) 果是該產(chǎn)物為金屬鐵的單一相。
[0107] 實施例5
[0108] Ti8化5可溶電極的制備及其作為陽極電解制備金屬鐵。
[0109] (1)配料
[0110] 原料為出Ti化粉體、石墨粉，按照TisOis塊體的化學(xué)式及所用原料之間的化學(xué)反應(yīng)， 計算各原料的摩爾百分比；
[0111] 出11〇3粉體:石墨粉=8:2。
[0112] (2)混料與干燥
[0113]將步驟（1)計量好的原料放入滾動式球磨機中，加入WC-8wt%Co硬質(zhì)合金球作為 研磨球體，加入無水乙醇為濕磨介質(zhì)，在球磨轉(zhuǎn)速30r/min下研磨分散48小時，使原料混合 均勻，無水乙醇的加入量W浸沒所述原料和研磨球體為限，然后過篩分離出研磨球體得混 合漿料，將所得的混合漿料進行干燥得置于烘箱內(nèi)在60°C下干燥4小時得混合粉料。
[0114] (3)燒結(jié)
[0115] 采用定制的石墨模具（Φ 10mm、高40mm)作為制備電極片所用的燒結(jié)模具與壓頭， 并采用光學(xué)測溫儀進行溫度測定及控制。取步驟(2)制得的混合粉料400g裝入石墨模具中， 為防止原料與模具反應(yīng)而導(dǎo)致污染及便于脫模，在裝料前放入一層光滑柔性碳紙依附在模 具內(nèi)壁使其與原料隔開，并在石墨模具外面套上一層石墨拉W用于減少熱福射。將裝填好 原料的模具置于SPS系統(tǒng)的燒結(jié)爐中，安裝好限位片，調(diào)整好光學(xué)測溫儀，關(guān)閉燒結(jié)爐口并 抽真空，待爐內(nèi)真空度低于10化時，充入氨氣和氣氣的混合氣體作為保護氣體，施加化N的 燒結(jié)壓力。將加熱爐加熱到900°C后保溫5min，燒結(jié)過程中，原料在碳熱固相反應(yīng)的同時燒 結(jié)形成塊體，反應(yīng)過程中壓力保持恒定。燒結(jié)結(jié)束后關(guān)閉電流降低溫度，使試樣隨爐冷卻至 室溫后取出試樣進行脫模，既得到亞氧化鐵塊體，其為89%的TisOis和11%的Ti7〇i3,電阻率 為96mΩ . cm。將所得亞氧化鐵塊體進行表面清理后通過精加工制備得到特定尺寸的亞氧 化鐵可溶電極。
[0116] (4)烙鹽電解
[0117] W步驟(3)所得亞氧化鐵可溶電極為溶陽，陰極使用高純石墨電極，陰極和陽極的 電流密度范圍為5A/cm2,使用石墨相蝸盛放電解質(zhì)化Cl-KCl-TiCl3混合烙鹽，該混合烙鹽各 組分的質(zhì)量百分含量為化C1 30%、KC1 60%、TiCl3 10%，電解質(zhì)中Ti離子的質(zhì)量百分含 量為8%，電解溫度為800°C，槽電壓控制在5V，進行恒電流電解，3小時后取出陽極和陰極用 Iwt%的稀鹽酸溶液清洗電極表面的電解質(zhì)，再用去離子水洗凈氯離子，烘干后重復(fù)上述電 解過程3次。電解完成后更換陽極，并從陰極獲得電解鐵產(chǎn)物，對產(chǎn)物進行XRD結(jié)構(gòu)成分分析 的結(jié)果是該產(chǎn)物為金屬鐵的單一相。
[011引實施例6
[0119] Ti8化5可溶電極的制備及其作為陽極電解制備金屬鐵。
[0120] (1)配料
[0121] 原料為微米Ti化粉體、納米碳黑粉，按照TisOis塊體的化學(xué)式及所用原料之間的化 學(xué)反應(yīng)，計算各原料的摩爾百分比；
[0122] 微米Ti化粉體:納米碳黑粉=8:1.5。
[0123] (2)混料與干燥
[0124] 將步驟（1)計量好的原料放入滾動式球磨機中，加入WC-8wt%Co硬質(zhì)合金球作為 研磨球體，加入無水乙醇為濕磨介質(zhì)，在球磨轉(zhuǎn)速30r/min下研磨分散48小時，使原料混合 均勻，無水乙醇的加入量W浸沒所述原料和研磨球體為限，然后過篩分離出研磨球體得混 合漿料，將所得的混合漿料進行干燥得置于烘箱內(nèi)在60°C下干燥4小時得混合粉料。
[0125] (3)燒結(jié)
[0126] 采用定制的石墨模具（Φ 10mm、高40mm)作為制備電極片所用的燒結(jié)模具與壓頭， 并采用光學(xué)測溫儀進行溫度測定及控制。取步驟(2)制得的混合粉料60g裝入石墨模具中， 為防止原料與模具反應(yīng)而導(dǎo)致污染及便于脫模，在裝料前放入一層光滑柔性碳紙依附在模 具內(nèi)壁使其與原料隔開，并在石墨模具外面套上一層石墨拉W用于減少熱福射。將裝填好 原料的模具置于SPS系統(tǒng)的燒結(jié)爐中，安裝好限位片，調(diào)整好光學(xué)測溫儀，關(guān)閉燒結(jié)爐口并 抽真空，待爐內(nèi)真空度低于10化時，施加10KN的燒結(jié)壓力。將加熱爐加熱到920°C后保溫 20min，燒結(jié)過程中，原料在碳熱固相反應(yīng)的同時燒結(jié)形成塊體，反應(yīng)過程中壓力保持恒定。 使試樣隨爐冷卻至室溫后取出試樣進行脫模，既得到亞氧化鐵塊體，其為92%的TisOis和 8%的Ti7〇i3,電阻率為lOlmQ . cm。將所得亞氧化鐵塊體進行表面清理后通過精加工制備 得到特定尺寸的亞氧化鐵可溶電極。
[0127] (4)烙鹽電解
[0128] W步驟(3)所得亞氧化鐵可溶電極為溶陽，陰極使用高純金屬鋼電極，陰極和陽極 的電流密度范圍為〇.5A/cm2,使用石墨相蝸盛放電解質(zhì)化Cl-KCl-TiCl3混合烙鹽，該混合烙 鹽各組分的質(zhì)量百分含量為NaCl 30%、KC1 67%、TiCl3 3%，電解質(zhì)中Ti離子的質(zhì)量百分 含量為3%，電解溫度為800°C，槽電壓控制在6V，進行恒電流電解，3小時后取出陽極和陰極 用Iwt%的稀鹽酸溶液清洗電極表面的電解質(zhì)，再用去離子水洗凈氯離子，烘干后重復(fù)上述 電解過程3次。電解完成后更換陽極，并從陰極獲得電解鐵產(chǎn)物，對產(chǎn)物進行XRD結(jié)構(gòu)成分分 析的結(jié)果是該產(chǎn)物為金屬鐵的單一相。
[0129] 實施例7
[0130] Ti7化3可溶電極的制備及其作為陽極電解制備金屬鐵。
[0131] (1)配料
[0132] 原料為納米Ti化粉體、石墨粉，按照Ti7〇i3塊體的化學(xué)式及所用原料之間的化學(xué)反 應(yīng)，計算各原料的摩爾百分比；
[0133] 納米Ti化粉體:石墨粉= 7:2。
[0134] (2)混料與干燥
[0135] 將步驟（1)計量好的原料放入滾動式球磨機中，加入WC-8wt%Co硬質(zhì)合金球作為 研磨球體，加入無水乙醇為濕磨介質(zhì)，在球磨轉(zhuǎn)速30r/min下研磨分散48小時，使原料混合 均勻，無水乙醇的加入量W浸沒所述原料和研磨球體為限，然后過篩分離出研磨球體得混 合漿料，將所得的混合漿料進行干燥得置于烘箱內(nèi)在60°C下干燥4小時得混合粉料。
[0136] (3)燒結(jié)
[0137] 采用定制的石墨模具（Φ 100mm、高100mm)作為制備電極片所用的燒結(jié)模具與壓 頭，并采用光學(xué)測溫儀進行溫度測定及控制。取步驟(2)制得的混合粉料600g裝入石墨模具 中，為防止原料與模具反應(yīng)而導(dǎo)致污染及便于脫模，在裝料前放入一層光滑柔性碳紙依附 在模具內(nèi)壁使其與原料隔開，并在石墨模具外面套上一層石墨拉W用于減少熱福射。將裝 填好原料的模具置于SPS系統(tǒng)的燒結(jié)爐中，安裝好限位片，調(diào)整好光學(xué)測溫儀，關(guān)閉燒結(jié)爐 口并抽真空，待爐內(nèi)真空度低于10化時，施力日100KN的燒結(jié)壓力。將加熱爐加熱到1000°C后 保溫60min，燒結(jié)過程中，原料在碳熱固相反應(yīng)的同時燒結(jié)形成塊體，反應(yīng)過程中壓力保持 恒定。燒結(jié)結(jié)束后關(guān)閉電流降低溫度，使試樣隨爐冷卻至室溫后取出試樣進行脫模，既得到 亞氧化鐵塊體，其為12%的TisOi日和88%的Ti7〇i3,電阻率為71mQ · cm。將所得亞氧化鐵塊 體進行表面清理后通過精加工制備得到特定尺寸的亞氧化鐵可溶電極。
[013引（4)烙鹽電解
[0139] W步驟(3)所得亞氧化鐵可溶電極為溶陽，陰極使用高純金屬鐵電極，陰極和陽極 的電流密度范圍為5A/cm2,使用石墨相蝸盛放電解質(zhì)化Cl-KCl-TiCl3混合烙鹽，該混合烙鹽 各組分的質(zhì)量百分含量為化C1 30%、KC1 67%、TiCl3 3%，電解質(zhì)中Ti離子的質(zhì)量百分含 量為3%，電解溫度為1000°C，槽電壓控制在10V，進行恒電流電解，3小時后取出陽極和陰極 用Iwt%的稀鹽酸溶液清洗電極表面的電解質(zhì)，再用去離子水洗凈氯離子，烘干后重復(fù)上述 電解過程3次。電解完成后更換陽極，并從陰極獲得電解鐵產(chǎn)物，對產(chǎn)物進行XRD結(jié)構(gòu)成分分 析的結(jié)果是該產(chǎn)物為金屬鐵的單一相。
[0140] 實施例8
[0141] Ti7化3可溶電極的制備及其作為陽極電解制備金屬鐵。
[0142] (1)配料
[0143] 原料為微米Ti化粉體、納米炭黑粉，按照Ti7〇i3塊體的化學(xué)式及所用原料之間的化 學(xué)反應(yīng)，計算各原料的摩爾百分比；
[0144] 微米Ti化粉體:納米炭黑粉=7:1.2。
[0145] (2)混料與干燥
[0146] 將步驟（1)計量好的原料放入滾動式球磨機中，加入WC-8wt%Co硬質(zhì)合金球作為 研磨球體，加入無水乙醇為濕磨介質(zhì)，在球磨轉(zhuǎn)速30r/min下研磨分散48小時，使原料混合 均勻，無水乙醇的加入量W浸沒所述原料和研磨球體為限，然后過篩分離出研磨球體得混 合漿料，將所得的混合漿料進行干燥得置于烘箱內(nèi)在60°C下干燥4小時得混合粉料。
[0147] (3)燒結(jié)
[0148] 采用定制的石墨模具（Φ 10mm、高10mm)作為制備電極片所用的燒結(jié)模具與壓頭， 并采用光學(xué)測溫儀進行溫度測定及控制。取步驟(2)制得的混合粉料60g裝入石墨模具中， 為防止原料與模具反應(yīng)而導(dǎo)致污染及便于脫模，在裝料前放入一層光滑柔性碳紙依附在模 具內(nèi)壁使其與原料隔開，并在石墨模具外面套上一層石墨拉w用于減少熱福射。將裝填好 原料的模具置于SPS系統(tǒng)的燒結(jié)爐中，安裝好限位片，調(diào)整好光學(xué)測溫儀，關(guān)閉燒結(jié)爐口并 抽真空，待爐內(nèi)真空度低于10化時，充入氣氣作為保護氣體，施加化N的燒結(jié)壓力。將加熱爐 加熱到950°C后保溫5min，燒結(jié)過程中，原料在碳熱固相反應(yīng)的同時燒結(jié)形成塊體，反應(yīng)過 程中壓力保持恒定。燒結(jié)結(jié)束后關(guān)閉電流降低溫度，使試樣隨爐冷卻至室溫后取出試樣進 行脫模，既得到亞氧化鐵塊體，其為12 %的TisOi日和78 %的Ti7〇i3，電阻率為11 Im Ω . cm。將 所得亞氧化鐵塊體進行表面清理后通過精加工制備得到特定尺寸的亞氧化鐵可溶電極。
[0149] (4)烙鹽電解
[0150] W步驟(3)所得亞氧化鐵可溶電極為溶陽，陰極使用高純金屬鐵電極，陰極和陽極 的電流密度范圍為〇.5A/cm2,使用石墨相蝸盛放電解質(zhì)NaCl-KCl-TiCl2-TiCl3混合烙鹽，該 混合烙鹽各組分的質(zhì)量百分含量為NaCl 30%、KC1 64%、TiCb 3%、TiCl33%，電解質(zhì)中Ti 離子的質(zhì)量百分含量為6%，電解溫度為800°C，槽電壓控制在6V，進行恒電流電解，3小時后 取出陽極和陰極用Iwt%的稀鹽酸溶液清洗電極表面的電解質(zhì)，再用去離子水洗凈氯離子， 烘干后重復(fù)上述電解過程3次。電解完成后更換陽極，并從陰極獲得電解鐵產(chǎn)物，對產(chǎn)物進 行XRD結(jié)構(gòu)成分分析的結(jié)果是該產(chǎn)物為金屬鐵的單一相。
[0151] 實施例9
[0152] Ti7化3可溶電極的制備及其作為陽極電解制備金屬鐵。
[0153] (1)配料
[0154] 原料為納米Ti化粉體、納米炭黑粉，按照Ti7〇i3塊體的化學(xué)式及所用原料之間的化 學(xué)反應(yīng)，計算各原料的摩爾百分比；
[0155] 納米Ti化粉體:納米炭黑粉=7:1.5。
[0156] (2)混料與干燥
[0157] 將步驟（1)計量好的原料放入滾動式球磨機中，加入WC-8wt%Co硬質(zhì)合金球作為 研磨球體，加入無水乙醇為濕磨介質(zhì)，在球磨轉(zhuǎn)速30r/min下研磨分散48小時，使原料混合 均勻，無水乙醇的加入量W浸沒所述原料和研磨球體為限，然后過篩分離出研磨球體得混 合漿料，將所得的混合漿料進行干燥得置于烘箱內(nèi)在60°C下干燥4小時得混合粉料。
[015引（3)燒結(jié)
[0159] 采用定制的石墨模具（〇20mm、高60mm)作為制備電極片所用的燒結(jié)模具與壓頭， 并采用光學(xué)測溫儀進行溫度測定及控制。取步驟(2)制得的混合粉料120g裝入石墨模具中， 為防止原料與模具反應(yīng)而導(dǎo)致污染及便于脫模，在裝料前放入一層光滑柔性碳紙依附在模 具內(nèi)壁使其與原料隔開，并在石墨模具外面套上一層石墨拉W用于減少熱福射。將裝填好 原料的模具置于SPS系統(tǒng)的燒結(jié)爐中，安裝好限位片，調(diào)整好光學(xué)測溫儀，關(guān)閉燒結(jié)爐口并 抽真空，待爐內(nèi)真空度低于10化時，充入氣氣作為保護氣體，施加15KN的燒結(jié)壓力。將加熱 爐加熱到980°C后保溫30min，燒結(jié)過程中，原料在碳熱固相反應(yīng)的同時燒結(jié)形成塊體，反應(yīng) 過程中壓力保持恒定。燒結(jié)結(jié)束后關(guān)閉電流降低溫度，使試樣隨爐冷卻至室溫后取出試樣 進行脫模，既得到亞氧化鐵塊體，其為11%的TisOi日和79%的Ti7〇i3,電阻率為102πιΩ . cm。 將所得亞氧化鐵塊體進行表面清理后通過精加工制備得到特定尺寸的亞氧化鐵可溶電極。
[0160] (4)烙鹽電解
[0161] W步驟(3)所得亞氧化鐵可溶電極為溶陽，陰極使用高純金屬鐵電極，陰極和陽極 的電流密度范圍為〇.5A/cm2,使用石墨相蝸盛放電解質(zhì)NaCl-KCl-TiCl2-TiCl3混合烙鹽，該 混合烙鹽各組分的質(zhì)量百分含量為NaCl 30%、KC1 67%、TiCb l%、TiCl32%，電解質(zhì)中Ti 離子的質(zhì)量百分含量為3%，電解溫度為800°C，槽電壓控制在lOV，進行恒電流電解，3小時 后取出陽極和陰極用Iwt%的稀鹽酸溶液清洗電極表面的電解質(zhì)，再用去離子水洗凈氯離 子，烘干后重復(fù)上述電解過程3次。電解完成后更換陽極，并從陰極獲得電解鐵產(chǎn)物，對產(chǎn)物 進行XRD結(jié)構(gòu)成分分析的結(jié)果是該產(chǎn)物為金屬鐵的單一相。
[0162] 實施例10
[0163] Ti6化1可溶電極的制備及其作為陽極電解制備金屬鐵。
[0164] (1)配料
[0165] 原料為微米Ti化粉體、石墨粉，按照TisOii塊體的化學(xué)式及所用原料之間的化學(xué)反 應(yīng)，計算各原料的摩爾百分比；
[0166] 微米Ti化粉體:石墨粉=6:2。
[0167] (2)混料與干燥
[0168] 將步驟（1)計量好的原料放入滾動式球磨機中，加入WC-8wt%Co硬質(zhì)合金球作為 研磨球體，加入無水乙醇為濕磨介質(zhì)，在球磨轉(zhuǎn)速30r/min下研磨分散48小時，使原料混合 均勻，無水乙醇的加入量W浸沒所述原料和研磨球體為限，然后過篩分離出研磨球體得混 合漿料，將所得的混合漿料進行干燥得置于烘箱內(nèi)在60°C下干燥4小時得混合粉料。
[0169] (3)燒結(jié)
[0170] 采用定制的石墨模具OplOOmm、高100mm)作為制備電極片所用的燒結(jié)模具與壓 頭，并采用光學(xué)測溫儀進行溫度測定及控制。取步驟(2)制得的混合粉料600g裝入石墨模具 中，為防止原料與模具反應(yīng)而導(dǎo)致污染及便于脫模，在裝料前放入一層光滑柔性碳紙依附 在模具內(nèi)壁使其與原料隔開，并在石墨模具外面套上一層石墨拉W用于減少熱福射。將裝 填好原料的模具置于SPS系統(tǒng)的燒結(jié)爐中，安裝好限位片，調(diào)整好光學(xué)測溫儀，關(guān)閉燒結(jié)爐 口并抽真空，待爐內(nèi)真空度低于10化時，充入氣氣作為保護氣體，施加100KN的燒結(jié)壓力。將 加熱爐加熱到ll〇〇°C后保溫60min，燒結(jié)過程中，原料在碳熱固相反應(yīng)的同時燒結(jié)形成塊 體，反應(yīng)過程中壓力保持恒定。燒結(jié)結(jié)束后關(guān)閉電流降低溫度，使試樣隨爐冷卻至室溫后取 出試樣進行脫模，既得到亞氧化鐵塊體，其為92 %的TisOii和8%的Ti7〇i3，電阻率為81m Ω . cm。將所得亞氧化鐵塊體進行表面清理后通過精加工制備得到特定尺寸的亞氧化鐵可溶電 極，宏觀形貌見圖1，SEM圖見圖2。
[0171] (4)烙鹽電解
[0172] W步驟(3)所得亞氧化鐵可溶電極為溶陽，陰極使用高純金屬鐵電極，陰極和陽極 的電流密度范圍為5A/cm2，使用石墨相蝸盛放電解質(zhì)NaF-KF-K2TiF2混合烙鹽，該混合烙鹽 各組分的質(zhì)量百分含量為化C1 30%、KF60%、K2TiF2l0%，電解質(zhì)中Ti離子的質(zhì)量百分含量 為8%，電解溫度為1000°C，槽電壓控制在10V，進行恒電流電解，3小時后取出陽極和陰極用 Iwt%的稀鹽酸溶液清洗電極表面的電解質(zhì)，再用去離子水洗凈氯離子，烘干后重復(fù)上述電 解過程3次。電解完成后更換陽極，并從陰極獲得電解鐵產(chǎn)物，對產(chǎn)物進行XRD結(jié)構(gòu)成分分析 的結(jié)果是該產(chǎn)物為金屬鐵的單一相。
[0173] 實施例11
[0174] Ti6化1可溶電極的制備及其作為陽極電解制備金屬鐵。
[0175] (1)配料
[0176] 原料為微米Ti化粉體、納米碳黑粉，按照TisOii塊體的化學(xué)式及所用原料之間的化 學(xué)反應(yīng)，計算各原料的摩爾百分比；
[0177] 微米Ti化粉體:納米碳黑粉=6:1.2。
[017引（2)混料與干燥
[0179] 將步驟（1)計量好的原料放入滾動式球磨機中，加入WC-8wt%Co硬質(zhì)合金球作為 研磨球體，加入無水乙醇為濕磨介質(zhì)，在球磨轉(zhuǎn)速30r/min下研磨分散48小時，使原料混合 均勻，無水乙醇的加入量W浸沒所述原料和研磨球體為限，然后過篩分離出研磨球體得混 合漿料，將所得的混合漿料進行干燥得置于烘箱內(nèi)在60°C下干燥4小時得混合粉料。
[0180] (3)燒結(jié)
[0181] 采用定制的石墨模具（φ 10mm、高10mm)作為制備電極片所用的燒結(jié)模具與壓頭， 并采用光學(xué)測溫儀進行溫度測定及控制。取步驟(2)制得的混合粉料60g裝入石墨模具中， 為防止原料與模具反應(yīng)而導(dǎo)致污染及便于脫模，在裝料前放入一層光滑柔性碳紙依附在模 具內(nèi)壁使其與原料隔開，并在石墨模具外面套上一層石墨拉W用于減少熱福射。將裝填好 原料的模具置于SPS系統(tǒng)的燒結(jié)爐中，安裝好限位片，調(diào)整好光學(xué)測溫儀，關(guān)閉燒結(jié)爐口并 抽真空，待爐內(nèi)真空度低于10化時，在真空氣氛下，施加1KN的燒結(jié)壓力。將加熱爐加熱到 1000°C后保溫30min，燒結(jié)過程中，原料在碳熱固相反應(yīng)的同時燒結(jié)形成塊體，反應(yīng)過程中 壓力保持恒定。燒結(jié)結(jié)束后關(guān)閉電流降低溫度，使試樣隨爐冷卻至室溫后取出試樣進行脫 模，既得到亞氧化鐵塊體，其為72%的TisOii和28 %的Ti7〇i3，電阻率為89m Ω . cm。將所得亞 氧化鐵塊體進行表面清理后通過精加工制備得到特定尺寸的亞氧化鐵可溶電極。
[0182] (4)烙鹽電解
[0183] W步驟(3)所得亞氧化鐵可溶電極為溶陽，陰極使用高純金屬鐵電極，陰極和陽極 的電流密度范圍為〇.5A/cm2,使用金屬鐵相蝸盛放電解質(zhì)化F-KF-K2TiF2混合烙鹽，該混合 烙鹽各組分的質(zhì)量百分含量為化C1 30%、KF67%、K2TiF23%，電解質(zhì)中Ti離子的質(zhì)量百分 含量為3%，電解溫度為700°C，槽電壓控制在5V，進行恒電流電解，3小時后取出陽極和陰極 用Iwt%的稀鹽酸溶液清洗電極表面的電解質(zhì)，再用去離子水洗凈氯離子，烘干后重復(fù)上述 電解過程3次。電解完成后更換陽極，并從陰極獲得電解鐵產(chǎn)物，對產(chǎn)物進行XRD結(jié)構(gòu)成分分 析的結(jié)果是該產(chǎn)物為金屬鐵的單一相。
[0184] 實施例12
[0185] Tis化可溶電極的制備及其作為陽極電解制備金屬鐵。
[0186] (1)配料
[0187] 原料為納米Ti化粉體、石墨粉，按照Ti5〇9塊體的化學(xué)式及所用原料之間的化學(xué)反 應(yīng)，計算各原料的摩爾百分比；
[018引納米Ti化粉體:石墨粉=5:2。
[0189] (2)混料與干燥
[0190] 將步驟（1)計量好的原料放入滾動式球磨機中，加入WC-8wt%Co硬質(zhì)合金球作為 研磨球體，加入無水乙醇為濕磨介質(zhì)，在球磨轉(zhuǎn)速30;r/min下研磨分散48小時，使原料混合 均勻，無水乙醇的加入量W浸沒所述原料和研磨球體為限，然后過篩分離出研磨球體得混 合漿料，將所得的混合漿料進行干燥得置于烘箱內(nèi)在60°C下干燥4小時得混合粉料。
[0191] (3)燒結(jié)
[0192] 采用定制的石墨模具（(pWOmm、高100mm)作為制備電極片所用的燒結(jié)模具與壓 頭，并采用光學(xué)測溫儀進行溫度測定及控制。取步驟(2)制得的混合粉料600g裝入石墨模具 中，為防止原料與模具反應(yīng)而導(dǎo)致污染及便于脫模，在裝料前放入一層光滑柔性碳紙依附 在模具內(nèi)壁使其與原料隔開，并在石墨模具外面套上一層石墨拉W用于減少熱福射。將裝 填好原料的模具置于SPS系統(tǒng)的燒結(jié)爐中，安裝好限位片，調(diào)整好光學(xué)測溫儀，關(guān)閉燒結(jié)爐 口并抽真空，待爐內(nèi)真空度低于10化時，充入氣氣作為保護氣體，施加100KN的燒結(jié)壓力。將 加熱爐加熱到1150°C后保溫60min，燒結(jié)過程中，原料在碳熱固相反應(yīng)的同時燒結(jié)形成塊 體，反應(yīng)過程中壓力保持恒定。燒結(jié)結(jié)束后關(guān)閉電流降低溫度，使試樣隨爐冷卻至室溫后取 出試樣進行脫模，既得到亞氧化鐵塊體，其為82%的Ti5〇9和18%的Ti4〇7,電阻率為51πιΩ . cm。將所得亞氧化鐵塊體進行表面清理后通過精加工制備得到特定尺寸的亞氧化鐵可溶電 極，宏觀形貌見圖3，SEM圖見圖4。
[0193] (4)烙鹽電解
[0194] W步驟(3)所得亞氧化鐵可溶電極為溶陽，陰極使用高純金屬鐵電極，陰極和陽極 的電流密度范圍為5A/cm2,使用金屬鐵相蝸盛放電解質(zhì)化Cl-KCl-TiCb混合烙鹽，該混合烙 鹽各組分的質(zhì)量百分含量為化C1 30%、KC1 60%、TiCb 10%，電解質(zhì)中Ti離子的質(zhì)量百 分含量為8%，電解溫度為1000°C，槽電壓控制在10V，進行恒電流電解，3小時后取出陽極和 陰極用Iwt%的稀鹽酸溶液清洗電極表面的電解質(zhì)，再用去離子水洗凈氯離子，烘干后重復(fù) 上述電解過程3次。電解完成后更換陽極，并從陰極獲得電解鐵產(chǎn)物，對產(chǎn)物進行XRD結(jié)構(gòu)成 分分析的結(jié)果是該產(chǎn)物為金屬鐵的單一相。
[0195] 實施例13
[0196] Tis化可溶電極的制備及其作為陽極電解制備金屬鐵。
[0197] (1)配料
[019引原料為微米Ti化粉體、納米炭黑粉，按照Ti509塊體的化學(xué)式及所用原料之間的化 學(xué)反應(yīng)，計算各原料的摩爾百分比；
[0199] 微米Ti化粉體:納米炭黑粉=5:1.2。
[0200] (2)混料與干燥
[0201] 將步驟（1)計量好的原料放入滾動式球磨機中，加入WC-8wt%Co硬質(zhì)合金球作為 研磨球體，加入無水乙醇為濕磨介質(zhì)，在球磨轉(zhuǎn)速30;r/min下研磨分散48小時，使原料混合 均勻，無水乙醇的加入量W浸沒所述原料和研磨球體為限，然后過篩分離出研磨球體得混 合漿料，將所得的混合漿料進行干燥得置于烘箱內(nèi)在60°C下干燥4小時得混合粉料。
[0202] (3)燒結(jié)
[0203] 采用定制的石墨模具（如〇皿皿、高10mm)作為制備電極片所用的燒結(jié)模具與壓頭， 并采用光學(xué)測溫儀進行溫度測定及控制。取步驟(2)制得的混合粉料60g裝入石墨模具中， 為防止原料與模具反應(yīng)而導(dǎo)致污染及便于脫模，在裝料前放入一層光滑柔性碳紙依附在模 具內(nèi)壁使其與原料隔開，并在石墨模具外面套上一層石墨拉W用于減少熱福射。將裝填好 原料的模具置于SPS系統(tǒng)的燒結(jié)爐中，安裝好限位片，調(diào)整好光學(xué)測溫儀，關(guān)閉燒結(jié)爐口并 抽真空，待爐內(nèi)真空度低于10化時，在真空氣氛下，施加1KN的燒結(jié)壓力。將加熱爐加熱到 llOOr后保溫5min，燒結(jié)過程中，原料在碳熱固相反應(yīng)的同時燒結(jié)形成塊體，反應(yīng)過程中壓 力保持恒定。燒結(jié)結(jié)束后關(guān)閉電流降低溫度，使試樣隨爐冷卻至室溫后取出試樣進行脫模， 既得到亞氧化鐵塊體，其為92%的Tis〇9和8%的Ti4〇7,電阻率為61mQ · cm。將所得亞氧化 鐵塊體進行表面清理后通過精加工制備得到特定尺寸的亞氧化鐵可溶電極。
[0204] (4)烙鹽電解
[0205] W步驟(3)所得亞氧化鐵可溶電極為溶陽，陰極使用高純金屬鐵電極，陰極和陽極 的電流密度范圍為〇.5A/cm2,使用金屬鐵相蝸盛放電解質(zhì)化Cl-KCl-TiCb混合烙鹽，該混合 烙鹽各組分的質(zhì)量百分含量為化C1 30%、KC1 67%、TiCb 3%，電解質(zhì)中Ti離子的質(zhì)量百 分含量為3%，電解溫度為800°C，槽電壓控制在5V，進行恒電流電解，3小時后取出陽極和陰 極用Iwt%的稀鹽酸溶液清洗電極表面的電解質(zhì)，再用去離子水洗凈氯離子，烘干后重復(fù)上 述電解過程3次。電解完成后更換陽極，并從陰極獲得電解鐵產(chǎn)物，對產(chǎn)物進行XRD結(jié)構(gòu)成分 分析的結(jié)果是該產(chǎn)物為金屬鐵的單一相。
[0206] 實施例14
[0207] Ti4〇7可溶電極的制備及其作為陽極電解制備金屬鐵。
[020引 （1)配料
[0209] 原料為TiOS化粉體、石墨粉，按照Ti4〇7塊體的化學(xué)式及所用原料之間的化學(xué)反應(yīng)， 計算各原料的摩爾百分比；
[0210] 1105〇4粉體:石墨粉=4:2。
[02川 （2)混料與干燥
[0212]將步驟（1)計量好的原料放入滾動式球磨機中，加入WC-8wt%Co硬質(zhì)合金球作為 研磨球體，加入無水乙醇為濕磨介質(zhì)，在球磨轉(zhuǎn)速30r/min下研磨分散48小時，使原料混合 均勻，無水乙醇的加入量W浸沒所述原料和研磨球體為限，然后過篩分離出研磨球體得混 合漿料，將所得的混合漿料進行干燥得置于烘箱內(nèi)在60°C下干燥4小時得混合粉料。
[0213] (3)燒結(jié)
[0214] 采用定制的石墨模具（φΙΟΟηπη、高100mm)作為制備電極片所用的燒結(jié)模具與壓 頭，并采用光學(xué)測溫儀進行溫度測定及控制。取步驟(2)制得的混合粉料600g裝入石墨模具 中，為防止原料與模具反應(yīng)而導(dǎo)致污染及便于脫模，在裝料前放入一層光滑柔性碳紙依附 在模具內(nèi)壁使其與原料隔開，并在石墨模具外面套上一層石墨拉W用于減少熱福射。將裝 填好原料的模具置于SPS系統(tǒng)的燒結(jié)爐中，安裝好限位片，調(diào)整好光學(xué)測溫儀，關(guān)閉燒結(jié)爐 口并抽真空，待爐內(nèi)真空度低于10化時，充入氣氣作為保護氣體，施加100KN的燒結(jié)壓力。將 加熱爐加熱到1250°C后保溫60min，燒結(jié)過程中，原料在碳熱固相反應(yīng)的同時燒結(jié)形成塊 體，反應(yīng)過程中壓力保持恒定。燒結(jié)結(jié)束后關(guān)閉電流降低溫度，使試樣隨爐冷卻至室溫后取 出試樣進行脫模，既得到亞氧化鐵塊體，其為97 %的Ti4〇7和3 %的Ti5〇9，電阻率為0.9m Ω . cm。將所得亞氧化鐵塊體進行表面清理后通過精加工制備得到特定尺寸的亞氧化鐵可溶電 極，，宏觀形貌見圖5，SEM圖見圖6。
[0215] (4)烙鹽電解
[0216] W步驟(3)所得亞氧化鐵可溶電極為溶陽，陰極使用高純金屬鐵電極，陰極和陽極 的電流密度范圍為5A/cm2,使用金屬鐵相蝸盛放電解質(zhì)化Cl-KCl-TiCl3混合烙鹽，該混合烙 鹽各組分的質(zhì)量百分含量為化C1 30%、KC1 60%、TiCl3 10%，電解質(zhì)中Ti離子的質(zhì)量百 分含量為8%，電解溫度為850°C，槽電壓控制在10V，進行恒電流電解，3小時后取出陽極和 陰極用Iwt%的稀鹽酸溶液清洗電極表面的電解質(zhì)，再用去離子水洗凈氯離子，烘干后重復(fù) 上述電解過程3次。電解完成后更換陽極，并從陰極獲得電解鐵產(chǎn)物，對產(chǎn)物進行XRD結(jié)構(gòu)成 分分析的結(jié)果是該產(chǎn)物為金屬鐵的單一相。
[0217] 實施例15
[0218] Ti4〇河溶電極的制備及其作為陽極電解制備金屬鐵。
[0219] (1)配料
[0220] 原料為納米Ti化粉體、納米炭黑粉，按照Ti4〇7塊體的化學(xué)式及所用原料之間的化 學(xué)反應(yīng)，計算各原料的摩爾百分比；
[0221 ] 納米Ti化粉體:納米炭黑粉=4:1.2。
[0222] (2)混料與干燥
[0223] 將步驟（1)計量好的原料放入滾動式球磨機中，加入WC-8wt%Co硬質(zhì)合金球作為 研磨球體，加入無水乙醇為濕磨介質(zhì)，在球磨轉(zhuǎn)速30r/min下研磨分散48小時，使原料混合 均勻，無水乙醇的加入量W浸沒所述原料和研磨球體為限，然后過篩分離出研磨球體得混 合漿料，將所得的混合漿料進行干燥得置于烘箱內(nèi)在60°C下干燥4小時得混合粉料。
[0224] (3)燒結(jié)
[0225] 采用定制的石墨模具(φΙΟΟηιηι、高100mm)作為制備電極片所用的燒結(jié)模具與壓 頭，并采用光學(xué)測溫儀進行溫度測定及控制。取步驟(2)制得的混合粉料600g裝入石墨模具 中，為防止原料與模具反應(yīng)而導(dǎo)致污染及便于脫模，在裝料前放入一層光滑柔性碳紙依附 在模具內(nèi)壁使其與原料隔開，并在石墨模具外面套上一層石墨拉W用于減少熱福射。將裝 填好原料的模具置于SPS系統(tǒng)的燒結(jié)爐中，安裝好限位片，調(diào)整好光學(xué)測溫儀，關(guān)閉燒結(jié)爐 口并抽真空，待爐內(nèi)真空度低于10化時，充入氣氣作為保護氣體，施加100KN的燒結(jié)壓力。將 加熱爐加熱到1250°C后保溫60min，燒結(jié)過程中，原料在碳熱固相反應(yīng)的同時燒結(jié)形成塊 體，反應(yīng)過程中壓力保持恒定。燒結(jié)結(jié)束后關(guān)閉電流降低溫度，使試樣隨爐冷卻至室溫后取 出試樣進行脫模，既得到亞氧化鐵塊體，其為97 %的Ti4〇7和3 %的Ti5〇9，電阻率為0.9m Ω . cm。將所得亞氧化鐵塊體進行表面清理后通過精加工制備得到特定尺寸的亞氧化鐵可溶電 極。
[02%] (4)烙鹽電解
[0227] W步驟(3)所得亞氧化鐵可溶電極為溶陽極，陰極使用高純金屬鐵電極，陰極和陽 極的電流密度范圍為5A/cm2,使用金屬鐵相蝸盛放電解質(zhì)化Cl-KCl-TiCl3混合烙鹽，該混合 烙鹽各組分的質(zhì)量百分含量為化C1 30%、KC1 60%、TiCl3 10%，電解質(zhì)中Ti離子的質(zhì)量 百分含量為8%，電解溫度為1000°C，槽電壓控制在10V，進行恒電流電解，3小時后取出陽極 和陰極用Iwt%的稀鹽酸溶液清洗電極表面的電解質(zhì)，再用去離子水洗凈氯離子，烘干后重 復(fù)上述電解過程3次。電解完成后更換陽極，并從陰極獲得電解鐵產(chǎn)物，對產(chǎn)物進行XRD結(jié)構(gòu) 成分分析的結(jié)果是該產(chǎn)物為金屬鐵的單一相。
[022引實施例16
[0229] Ti4〇7可溶電極的制備及其作為陽極電解制備金屬鐵。
[0230] (1)配料
[0231] 原料為TiOS化粉體、鐵粉，按照Ti4〇7塊體的化學(xué)式及所用原料之間的化學(xué)反應(yīng)，計 算各原料的摩爾百分比；
[0232] 1105〇4粉體:鐵粉=4:2。
[0233] (2)混料與干燥
[0234] 將步驟（1)計量好的原料放入滾動式球磨機中，加入WC-8wt%Co硬質(zhì)合金球作為 研磨球體，加入無水乙醇為濕磨介質(zhì)，在球磨轉(zhuǎn)速30r/min下研磨分散48小時，使原料混合 均勻，無水乙醇的加入量W浸沒所述原料和研磨球體為限，然后過篩分離出研磨球體得混 合漿料，將所得的混合漿料進行干燥得置于烘箱內(nèi)在60°C下干燥4小時得混合粉料。
[0235] (3)燒結(jié)
[0236] 采用定制的石墨模具(φΙΟιηηι、高10mm)作為制備電極片所用的燒結(jié)模具與壓頭， 并采用光學(xué)測溫儀進行溫度測定及控制。取步驟(2)制得的混合粉料50g裝入石墨模具中， 為防止原料與模具反應(yīng)而導(dǎo)致污染及便于脫模，在裝料前放入一層光滑柔性碳紙依附在模 具內(nèi)壁使其與原料隔開，并在石墨模具外面套上一層石墨拉W用于減少熱福射。將裝填好 原料的模具置于SPS系統(tǒng)的燒結(jié)爐中，安裝好限位片，調(diào)整好光學(xué)測溫儀，關(guān)閉燒結(jié)爐口并 抽真空，待爐內(nèi)真空度低于10化時，充入氣氣作為保護氣體，施加化N的燒結(jié)壓力。將加熱爐 加熱到115(TC后保溫5min，燒結(jié)過程中，原料在碳熱固相反應(yīng)的同時燒結(jié)形成塊體，反應(yīng)過 程中壓力保持恒定。燒結(jié)結(jié)束后關(guān)閉電流降低溫度，使試樣隨爐冷卻至室溫后取出試樣進 行脫模，既得到亞氧化鐵塊體，其為87%的Ti4〇7和13%的Ti5〇9，電阻率為2.9m Ω . cm。將所 得亞氧化鐵塊體進行表面清理后通過精加工制備得到特定尺寸的亞氧化鐵可溶電極。
[0237] (4)烙鹽電解
[0238] W步驟(3)所得亞氧化鐵可溶電極為溶陽極，陰極使用高純金屬鐵電極，陰極和陽 極的電流密度范圍為〇.5A/cm2,使用金屬鐵相蝸盛放電解質(zhì)化Cl-KCl-TiCl3-TiCl2混合烙 鹽，該混合烙鹽各組分的質(zhì)量百分含量為化C1 30%、KC1 67%、TiCl3 2%、TiCbl%，電解 質(zhì)中Ti離子的質(zhì)量百分含量為8%，電解溫度為700°C，槽電壓控制在6V，進行恒電流電解，3 小時后取出陽極和陰極用Iwt%的稀鹽酸溶液清洗電極表面的電解質(zhì)，再用去離子水洗凈 氯離子，烘干后重復(fù)上述電解過程3次。電解完成后更換陽極，并從陰極獲得電解鐵產(chǎn)物，對 產(chǎn)物進行XRD結(jié)構(gòu)成分分析的結(jié)果是該產(chǎn)物為金屬鐵的單一相。
[0239] 實施例17
[0240] Ti3化可溶電極的制備及其作為陽極電解制備金屬鐵。
[024。 （1)配料
[0242] 原料為納米Ti化粉體、石墨粉，按照Ti3〇5塊體的化學(xué)式及所用原料之間的化學(xué)反 應(yīng)，計算各原料的摩爾百分比；
[0243] 納米Ti化粉體:石墨粉= 3:2。
[0244] (2)混料與干燥
[0245] 將步驟（1)計量好的原料放入滾動式球磨機中，加入WC-8wt%Co硬質(zhì)合金球作為 研磨球體，加入無水乙醇為濕磨介質(zhì)，在球磨轉(zhuǎn)速30;r/min下研磨分散48小時，使原料混合 均勻，無水乙醇的加入量W浸沒所述原料和研磨球體為限，然后過篩分離出研磨球體得混 合漿料，將所得的混合漿料進行干燥得置于烘箱內(nèi)在60°C下干燥4小時得混合粉料。
[0246] (3)燒結(jié)
[0247] 采用定制的石墨模具（φΙΟΟηιηι、高100mm)作為制備電極片所用的燒結(jié)模具與壓 頭，并采用光學(xué)測溫儀進行溫度測定及控制。取步驟(2)制得的混合粉料500g裝入石墨模具 中，為防止原料與模具反應(yīng)而導(dǎo)致污染及便于脫模，在裝料前放入一層光滑柔性碳紙依附 在模具內(nèi)壁使其與原料隔開，并在石墨模具外面套上一層石墨拉W用于減少熱福射。將裝 填好原料的模具置于SPS系統(tǒng)的燒結(jié)爐中，安裝好限位片，調(diào)整好光學(xué)測溫儀，關(guān)閉燒結(jié)爐 口并抽真空，待爐內(nèi)真空度低于10化時，充入氣氣作為保護氣體，施加100KN的燒結(jié)壓力。將 加熱爐加熱到140(TC后保溫60min，燒結(jié)過程中，原料在碳熱固相反應(yīng)的同時燒結(jié)形成塊 體，反應(yīng)過程中壓力保持恒定。燒結(jié)結(jié)束后關(guān)閉電流降低溫度，使試樣隨爐冷卻至室溫后取 出試樣進行脫模，既得到亞氧化鐵塊體，其為7 %的Ti4〇7和93 %的Ti3〇5，電阻率為120m Ω . cm。將所得亞氧化鐵塊體進行表面清理后通過精加工制備得到特定尺寸的亞氧化鐵可溶電 極，宏觀形貌見圖7，SEM圖見圖8。
[024引（4)烙鹽電解
[0249] W步驟(3)所得亞氧化鐵可溶電極為溶陽極，陰極使用高純金屬鐵電極，陰極和陽 極的電流密度范圍為5A/cm2,使用金屬鐵相蝸盛放電解質(zhì)化Cl-KCl-TiCb混合烙鹽，該混合 烙鹽各組分的質(zhì)量百分含量為化C1 30%、KC1 60%、TiCl2l0%，電解質(zhì)中Ti離子的質(zhì)量百 分含量為8%，電解溫度為1000°C，槽電壓控制在10V，進行恒電流電解，3小時后取出陽極和 陰極用Iwt%的稀鹽酸溶液清洗電極表面的電解質(zhì)，再用去離子水洗凈氯離子，烘干后重復(fù) 上述電解過程3次。電解完成后更換陽極，并從陰極獲得電解鐵產(chǎn)物，對產(chǎn)物進行XRD結(jié)構(gòu)成 分分析的結(jié)果是該產(chǎn)物為金屬鐵的單一相。
[0巧0] 實施例18
[0251 ] Ti3化可溶電極的制備及其作為陽極電解制備金屬鐵。
[0252] (1)配料
[0253] 原料為微米Ti化粉體、納米炭黑粉，按照Ti3〇5塊體的化學(xué)式及所用原料之間的化 學(xué)反應(yīng)，計算各原料的摩爾百分比；
[0巧4] 微米Ti化粉體:納米炭黑粉=3:1.2。
[02W] (2)混料與干燥
[0256] 將步驟（1)計量好的原料放入滾動式球磨機中，加入WC-8wt%Co硬質(zhì)合金球作為 研磨球體，加入無水乙醇為濕磨介質(zhì)，在球磨轉(zhuǎn)速30r/min下研磨分散48小時，使原料混合 均勻，無水乙醇的加入量W浸沒所述原料和研磨球體為限，然后過篩分離出研磨球體得混 合漿料，將所得的混合漿料進行干燥得置于烘箱內(nèi)在60°C下干燥4小時得混合粉料。
[0257] (3)燒結(jié)
[0258] 采用定制的石墨模具（(plOmm、高10mm)作為制備電極片所用的燒結(jié)模具與壓頭， 并采用光學(xué)測溫儀進行溫度測定及控制。取步驟(2)制得的混合粉料500g裝入石墨模具中， 為防止原料與模具反應(yīng)而導(dǎo)致污染及便于脫模，在裝料前放入一層光滑柔性碳紙依附在模 具內(nèi)壁使其與原料隔開，并在石墨模具外面套上一層石墨拉W用于減少熱福射。將裝填好 原料的模具置于SPS系統(tǒng)的燒結(jié)爐中，安裝好限位片，調(diào)整好光學(xué)測溫儀，關(guān)閉燒結(jié)爐口并 抽真空，待爐內(nèi)真空度低于10化時，充入氣氣作為保護氣體，施加化N的燒結(jié)壓力。將加熱爐 加熱到1250°C后保溫5min，燒結(jié)過程中，原料在碳熱固相反應(yīng)的同時燒結(jié)形成塊體，反應(yīng)過 程中壓力保持恒定。燒結(jié)結(jié)束后關(guān)閉電流降低溫度，使試樣隨爐冷卻至室溫后取出試樣進 行脫模，既得到亞氧化鐵塊體，其為13%的Ti4〇7和87%的Ti3〇5，電阻率為117m Ω . cm。將所 得亞氧化鐵塊體進行表面清理后通過精加工制備得到特定尺寸的亞氧化鐵可溶電極。
[0259] (4)烙鹽電解
[0260] W步驟(3)所得亞氧化鐵可溶電極為溶陽極，陰極使用高純金屬鐵電極，陰極和陽 極的電流密度范圍為〇.5A/cm2,使用金屬鐵相蝸盛放電解質(zhì)NaCl-KCl-TiCb混合烙鹽，該混 合烙鹽各組分的質(zhì)量百分含量為化C1 30%、KC1 67%、TiCl23%，電解質(zhì)中Ti離子的質(zhì)量 百分含量為3%，電解溫度為800°C，槽電壓控制在5V，進行恒電流電解，3小時后取出陽極和 陰極用Iwt%的稀鹽酸溶液清洗電極表面的電解質(zhì)，再用去離子水洗凈氯離子，烘干后重復(fù) 上述電解過程3次。電解完成后更換陽極，并從陰極獲得電解鐵產(chǎn)物，對產(chǎn)物進行XRD結(jié)構(gòu)成 分分析的結(jié)果是該產(chǎn)物為金屬鐵的單一相。
[0261] 實施例19
[0262] TiO可溶電極的制備及其作為陽極電解制備金屬鐵。
[0263] (1)配料
[0264] 原料為納米Ti化粉體、鐵粉，按照TiO塊體的化學(xué)式及所用原料之間的化學(xué)反應(yīng)， 計算各原料的摩爾百分比；
[02化]納米11〇2粉體:鐵粉=1:1.5。
[0%6] (2)混料與干燥
[0267] 將步驟（1)計量好的原料放入滾動式球磨機中，加入WC-8wt%Co硬質(zhì)合金球作為 研磨球體，加入無水乙醇為濕磨介質(zhì)，在球磨轉(zhuǎn)速30r/min下研磨分散48小時，使原料混合 均勻，無水乙醇的加入量W浸沒所述原料和研磨球體為限，然后過篩分離出研磨球體得混 合漿料，將所得的混合漿料進行干燥得置于烘箱內(nèi)在60°C下干燥4小時得混合粉料。
[0268] (3)燒結(jié)
[0269] 采用定制的石墨模具（iplOOmm、高100mm)作為制備電極片所用的燒結(jié)模具與壓 頭，并采用光學(xué)測溫儀進行溫度測定及控制。取步驟(2)制得的混合粉料600g裝入石墨模具 中，為防止原料與模具反應(yīng)而導(dǎo)致污染及便于脫模，在裝料前放入一層光滑柔性碳紙依附 在模具內(nèi)壁使其與原料隔開，并在石墨模具外面套上一層石墨拉W用于減少熱福射。將裝 填好原料的模具置于SPS系統(tǒng)的燒結(jié)爐中，安裝好限位片，調(diào)整好光學(xué)測溫儀，關(guān)閉燒結(jié)爐 口并抽真空，待爐內(nèi)真空度低于10化時，充入氣氣作為保護氣體，施加100KN的燒結(jié)壓力。將 加熱爐加熱到1600°C后保溫60min，燒結(jié)過程中，原料在碳熱固相反應(yīng)的同時燒結(jié)形成塊 體，反應(yīng)過程中壓力保持恒定。燒結(jié)結(jié)束后關(guān)閉電流降低溫度，使試樣隨爐冷卻至室溫后取 出試樣進行脫模，既得到亞氧化鐵塊體，其為1 %的Ti2〇3和99 %的TiO,電阻率為0.1 m Ω . cm。將所得亞氧化鐵塊體進行表面清理后通過精加工制備得到特定尺寸的亞氧化鐵可溶電 極。
[0270] (4)烙鹽電解
[0271] W步驟(3)所得亞氧化鐵可溶電極為溶陽極，陰極使用高純金屬鐵電極，陰極和陽 極的電流密度范圍為5A/cm2,使用金屬鐵相蝸盛放電解質(zhì)化Cl-KCl-TiCb混合烙鹽，該混合 烙鹽各組分的質(zhì)量百分含量為化C1 30%、KC1 60%、TiCl2l0%，電解質(zhì)中Ti離子的質(zhì)量百 分含量為8%，電解溫度為1000°C，槽電壓控制在10V，進行恒電流電解，3小時后取出陽極和 陰極用Iwt%的稀鹽酸溶液清洗電極表面的電解質(zhì)，再用去離子水洗凈氯離子，烘干后重復(fù) 上述電解過程3次。電解完成后更換陽極，并從陰極獲得電解鐵產(chǎn)物，對產(chǎn)物進行XRD結(jié)構(gòu)成 分分析的結(jié)果是該產(chǎn)物為金屬鐵的單一相。
[0272] 實施例20
[0273] TiO可溶電極的制備及其作為陽極電解制備金屬鐵。
[0274] (1)配料
[0275] 原料為納米Ti化粉體、活性炭粉，按照TiO塊體的化學(xué)式及所用原料之間的化學(xué)反 應(yīng)，計算各原料的摩爾百分比；
[0276] 納米Ti化粉體:活性炭粉=1:1.2
[0277] (2)混料與干燥
[0278] 將步驟（1)計量好的原料放入滾動式球磨機中，加入WC-8wt%Co硬質(zhì)合金球作為 研磨球體，加入無水乙醇為濕磨介質(zhì)，在球磨轉(zhuǎn)速30r/min下研磨分散48小時，使原料混合 均勻，無水乙醇的加入量W浸沒所述原料和研磨球體為限，然后過篩分離出研磨球體得混 合漿料，將所得的混合漿料進行干燥得置于烘箱內(nèi)在60°C下干燥4小時得混合粉料。
[0279] (3)燒結(jié)
[0280] 采用定制的石墨模具高10mm)作為制備電極片所用的燒結(jié)模具與壓頭， 并采用光學(xué)測溫儀進行溫度測定及控制。取步驟(2)制得的混合粉料60g裝入石墨模具中， 為防止原料與模具反應(yīng)而導(dǎo)致污染及便于脫模，在裝料前放入一層光滑柔性碳紙依附在模 具內(nèi)壁使其與原料隔開，并在石墨模具外面套上一層石墨拉W用于減少熱福射。將裝填好 原料的模具置于SPS系統(tǒng)的燒結(jié)爐中，安裝好限位片，調(diào)整好光學(xué)測溫儀，關(guān)閉燒結(jié)爐口并 抽真空，待爐內(nèi)真空度低于10化時，充入氣氣作為保護氣體，施加化N的燒結(jié)壓力。將加熱爐 加熱到1400°C后保溫5min，燒結(jié)過程中，原料在碳熱固相反應(yīng)的同時燒結(jié)形成塊體，反應(yīng)過 程中壓力保持恒定。燒結(jié)結(jié)束后關(guān)閉電流降低溫度，使試樣隨爐冷卻至室溫后取出試樣進 行脫模，既得到亞氧化鐵塊體，其為5%的Ti2〇3和95%的TiO,電阻率為0.13πιΩ . cm。將所得 亞氧化鐵塊體進行表面清理后通過精加工制備得到特定尺寸的亞氧化鐵可溶電極。
[0%1] (4)烙鹽電解
[0282] W步驟(3)所得亞氧化鐵可溶電極為溶陽極，陰極使用高純金屬鐵電極，陰極和陽 極的電流密度范圍為〇.5A/cm2,使用金屬鐵相蝸盛放電解質(zhì)NaCl-KCl-TiCb混合烙鹽，該混 合烙鹽各組分的質(zhì)量百分含量為化C1 30%、KC1 67%、TiCl23%，電解質(zhì)中Ti離子的質(zhì)量 百分含量為3%，電解溫度為300°C，槽電壓控制在0.5V，進行恒電流電解，3小時后取出陽極 和陰極用Iwt%的稀鹽酸溶液清洗電極表面的電解質(zhì)，再用去離子水洗凈氯離子，烘干后重 復(fù)上述電解過程3次。電解完成后更換陽極，并從陰極獲得電解鐵產(chǎn)物，對產(chǎn)物進行XRD結(jié)構(gòu) 成分分析的結(jié)果是該產(chǎn)物為金屬鐵的單一相。
[0283] 實施例21
[0284] Ti地17可溶電極的制備及其作為陽極電解制備金屬鐵。
[0285] (1)配料
[0286] 原料為微米Ti化粉體、納米炭黑粉，按照Ti9〇i7塊體的化學(xué)式及所用原料之間的化 學(xué)反應(yīng)，計算各原料的摩爾比；
[0巧7] 微米Ti化粉體:納米炭黑粉=9:1.2 [0%引（2)混料與干燥
[0289]將步驟（1)計量好的原料放入滾動式球磨機中，加入WC-8wt%Co硬質(zhì)合金球作為 研磨球體，加入無水乙醇為濕磨介質(zhì)，在球磨轉(zhuǎn)速30r/min下研磨分散48小時，使原料混合 均勻，無水乙醇的加入量w浸沒所述原料和研磨球體為限，然后過篩分離出研磨球體得混 合漿料，將所得的混合漿料置于烘箱內(nèi)在60°C下干燥4小時得混合粉料。
[0290] (3)燒結(jié)
[0291] 采用定制的石墨模具（Φ 100mm、高200mm)作為制備電極片所用的燒結(jié)模具與壓 頭，并采用光學(xué)測溫儀進行溫度測定及控制。取步驟(2)制得的混合粉料600g裝入石墨模具 中，并在模具中屯、位置放置鐵棒，使鐵棒被混合粉料完全包覆。為防止原料與模具反應(yīng)而導(dǎo) 致污染及便于脫模，在裝料前放入一層光滑柔性碳紙依附在模具內(nèi)壁使其與原料隔開，并 在石墨模具外面套上一層石墨拉W用于減少熱福射。將裝填好原料的模具置于SPS系統(tǒng)的 燒結(jié)爐中，安裝好限位片，調(diào)整好光學(xué)測溫儀，關(guān)閉燒結(jié)爐口并抽真空，待爐內(nèi)真空度低于 10化時，保持真空氣氛，施加100KN的燒結(jié)壓力，將加熱爐加熱到860°C后保溫60min。燒結(jié)過 程中，原料在碳熱固相反應(yīng)的同時燒結(jié)形成塊體，反應(yīng)過程中壓力保持恒定。燒結(jié)結(jié)束后關(guān) 閉電流降低溫度，隨爐冷卻至室溫后取出進行脫模既得到亞氧化鐵復(fù)合塊體，其外層14% 的TisOis和86%的Ti9〇i7,內(nèi)層為純鐵棒。將所得亞氧化鐵塊體進行表面清理后通過精加工 制備得到特定尺寸的亞氧化鐵可溶電極。
[0292] (4)烙鹽電解
[0293] W步驟(3)所得亞氧化鐵可溶電極為溶陽，陰極使用金屬鐵電極，陰極和陽極的電 流密度為2A/cm2,使用金屬鐵相蝸盛放電解質(zhì)化Cl-KCl-TiCb混合烙鹽，該混合烙鹽各組分 的質(zhì)量百分含量為化C1 30%、KC1 67%、TiCb3%，電解質(zhì)中Ti離子的質(zhì)量百分含量為 3%，電解溫度為700°C，槽電壓控制在10V，進行恒電流電解，3小時后取出陽極和陰極，用 Iwt%的稀鹽酸溶液清洗電極表面的電解質(zhì)，再用去離子水洗凈氯離子，烘干后重復(fù)上述電 解過程3次。電解完成后更換陽極，并從陰極獲得電解鐵產(chǎn)物，對產(chǎn)物進行XRD結(jié)構(gòu)成分分析 的結(jié)果是該產(chǎn)物為金屬鐵的單一相。
[0巧4] 實施例22
[0295] Ti8化5可溶電極的制備及其作為陽極電解制備金屬鐵。
[0296] (1)配料
[0297] 原料為此Ti〇3粉體、活性炭粉，按照TisOis塊體的化學(xué)式及所用原料之間的化學(xué)反 應(yīng)，計算各原料的摩爾比；
[0巧引出Ti化粉體:活性炭粉=8:1.2
[0299] (2)混料與干燥
[0300] 將步驟（1)計量好的原料放入滾動式球磨機中，加入WC-8wt%Co硬質(zhì)合金球作為 研磨球體，加入無水乙醇為濕磨介質(zhì)，在球磨轉(zhuǎn)速30r/min下研磨分散48小時，使原料混合 均勻，無水乙醇的加入量W浸沒所述原料和研磨球體為限，然后過篩分離出研磨球體得混 合漿料，將所得的混合漿料置于烘箱內(nèi)在60°C下干燥4小時得混合粉料。
[0301] (3)燒結(jié)
[0302] 采用定制的石墨模具（Φ 100mm、高200mm)作為制備電極片所用的燒結(jié)模具與壓 頭，并采用光學(xué)測溫儀進行溫度測定及控制。取步驟(2)制得的混合粉料600g裝入石墨模具 中，并在模具中屯、位置放置鐵棒，使鐵棒被混合粉料完全包覆。為防止原料與模具反應(yīng)而導(dǎo) 致污染及便于脫模，在裝料前放入一層光滑柔性碳紙依附在模具內(nèi)壁使其與原料隔開，并 在石墨模具外面套上一層石墨拉W用于減少熱福射。將裝填好原料的模具置于SPS系統(tǒng)的 燒結(jié)爐中，安裝好限位片，調(diào)整好光學(xué)測溫儀，關(guān)閉燒結(jié)爐口并抽真空，待爐內(nèi)真空度低于 10化時，保持真空氣氛，施加100KN的燒結(jié)壓力，將加熱爐加熱到950°C后保溫60min。燒結(jié)過 程中，原料在碳熱固相反應(yīng)的同時燒結(jié)形成塊體，反應(yīng)過程中壓力保持恒定。燒結(jié)結(jié)束后關(guān) 閉電流降低溫度，隨爐冷卻至室溫后取出進行脫模既得到亞氧化鐵復(fù)合塊體，其表層為 13%的Ti9〇i7和87%的TisOis，內(nèi)層為純鐵棒。將所得亞氧化鐵塊體進行表面清理后通過精 加工制備得到特定尺寸的亞氧化鐵可溶電極。
[0303] (4)烙鹽電解
[0304] W步驟(3)所得亞氧化鐵可溶電極為溶陽，陰極使用金屬鐵電極，陰極和陽極的電 流密度為2A/cm2,使用金屬鐵相蝸盛放電解質(zhì)化Cl-KCl-TiCb混合烙鹽，該混合烙鹽各組分 的質(zhì)量百分含量為化C1 30%、KC1 67%、TiCb3%，電解質(zhì)中Ti離子的質(zhì)量百分含量為 3%，電解溫度為900°C，槽電壓控制在10V，進行恒電流電解，3小時后取出陽極和陰極，用 Iwt%的稀鹽酸溶液清洗電極表面的電解質(zhì)，再用去離子水洗凈氯離子，烘干后重復(fù)上述電 解過程3次。電解完成后更換陽極，并從陰極獲得電解鐵產(chǎn)物，對產(chǎn)物進行XRD結(jié)構(gòu)成分分析 的結(jié)果是該產(chǎn)物為金屬鐵的單一相。
[0305] 實施例23
[0306] Ti7化3可溶電極的制備及其作為陽極電解制備金屬鐵。
[0307] (1)配料
[0308] 原料為納米Ti化粉體、石墨粉，按照Ti7〇i3塊體的化學(xué)式及所用原料之間的化學(xué)反 應(yīng)，計算各原料的摩爾百分比；
[0309] 納米Ti化粉體:石墨粉= 7:2。
[0310] (2)混料與干燥
[0311] 將步驟（1)計量好的原料放入滾動式球磨機中，加入WC-8wt%Co硬質(zhì)合金球作為 研磨球體，加入無水乙醇為濕磨介質(zhì)，在球磨轉(zhuǎn)速30r/min下研磨分散48小時，使原料混合 均勻，無水乙醇的加入量W浸沒所述原料和研磨球體為限，然后過篩分離出研磨球體得混 合漿料，將所得的混合漿料進行干燥得置于烘箱內(nèi)在60°C下干燥4小時得混合粉料。
[0312] (3)燒結(jié)
[0313]采用定制的石墨模具（Φ 100mm、高100mm)作為制備電極片所用的燒結(jié)模具與壓 頭，并采用光學(xué)測溫儀進行溫度測定及控制。取步驟(2)制得的混合粉料600g裝入石墨模具 中，并在模具中屯、位置放置石墨棒，使石墨棒被混合粉料完全包覆。為防止原料與模具反應(yīng) 而導(dǎo)致污染及便于脫模，在裝料前放入一層光滑柔性碳紙依附在模具內(nèi)壁使其與原料隔 開，并在石墨模具外面套上一層石墨拉W用于減少熱福射。將裝填好原料的模具置于SPS系 統(tǒng)的燒結(jié)爐中，安裝好限位片，調(diào)整好光學(xué)測溫儀，關(guān)閉燒結(jié)爐口并抽真空，待爐內(nèi)真空度 低于10化時，施加100KN的燒結(jié)壓力。將加熱爐加熱到1000°C后保溫Ih，燒結(jié)過程中，原料在 碳熱固相反應(yīng)的同時燒結(jié)形成塊體，反應(yīng)過程中壓力保持恒定。燒結(jié)結(jié)束后關(guān)閉電流降低 溫度，使試樣隨爐冷卻至室溫后取出試樣進行脫模，既得到亞氧化鐵復(fù)合塊體，其為11%的 Ti8化5和89%的Ti7〇13,內(nèi)層為石墨棒。將所得亞氧化鐵塊體進行表面清理后通過精加工制 備得到特定尺寸的亞氧化鐵可溶電極。
[0314] (4)烙鹽電解
[0315] W步驟(3)所得亞氧化鐵可溶電極為溶陽，陰極使用高純金屬鐵電極，陰極和陽極 的電流密度范圍為5A/cm2,使用金屬鐵相蝸盛放電解質(zhì)化Cl-KCl-TiCl3混合烙鹽，該混合烙 鹽各組分的質(zhì)量百分含量為化C1 30%、KC1 67%、TiCl33%，電解質(zhì)中Ti離子的質(zhì)量百分 含量為3%，電解溫度為850°C，槽電壓控制在10V，進行恒電流電解，3小時后取出陽極和陰 極用Iwt%的稀鹽酸溶液清洗電極表面的電解質(zhì)，再用去離子水洗凈氯離子，烘干后重復(fù)上 述電解過程3次。電解完成后更換陽極，并從陰極獲得電解鐵產(chǎn)物，對產(chǎn)物進行XRD結(jié)構(gòu)成分 分析的結(jié)果是該產(chǎn)物為金屬鐵的單一相。
[0316] 實施例24
[0317] TisOu可溶電極的制備及其作為陽極電解制備金屬鐵。
[031引 （1)配料
[0319] 原料為微米Ti化粉體、石墨粉，按照TisOii塊體的化學(xué)式及所用原料之間的化學(xué)反 應(yīng)，計算各原料的摩爾百分比；
[0320] 微米Ti化粉體:石墨粉=6:2。
[0321] (2)混料與干燥
[0322] 將步驟（1)計量好的原料放入滾動式球磨機中，加入WC-8wt%Co硬質(zhì)合金球作為 研磨球體，加入無水乙醇為濕磨介質(zhì)，在球磨轉(zhuǎn)速30r/min下研磨分散48小時，使原料混合 均勻，無水乙醇的加入量W浸沒所述原料和研磨球體為限，然后過篩分離出研磨球體得混 合漿料，將所得的混合漿料進行干燥得置于烘箱內(nèi)在60°C下干燥4小時得混合粉料。
[0323] (3)燒結(jié)
[0324] 采用定制的石墨模具(φ 100mm、高100mm)作為制備電極片所用的燒結(jié)模具與壓 頭，并采用光學(xué)測溫儀進行溫度測定及控制。取步驟(2)制得的混合粉料600g裝入石墨模具 中，并在模具中屯、位置放置石墨棒，使石墨棒被混合粉料完全包覆。為防止原料與模具反應(yīng) 而導(dǎo)致污染及便于脫模，在裝料前放入一層光滑柔性碳紙依附在模具內(nèi)壁使其與原料隔 開，并在石墨模具外面套上一層石墨拉W用于減少熱福射。將裝填好原料的模具置于SPS系 統(tǒng)的燒結(jié)爐中，安裝好限位片，調(diào)整好光學(xué)測溫儀，關(guān)閉燒結(jié)爐口并抽真空，待爐內(nèi)真空度 低于10化時，充入氣氣作為保護氣體，施加100KN的燒結(jié)壓力。將加熱爐加熱到1100°C后保 溫60min，燒結(jié)過程中，原料在碳熱固相反應(yīng)的同時燒結(jié)形成塊體，反應(yīng)過程中壓力保持恒 定。燒結(jié)結(jié)束后關(guān)閉電流降低溫度，使試樣隨爐冷卻至室溫后取出試樣進行脫模，既得到亞 氧化鐵復(fù)合塊體，其為94%的TisOii和6%的Ti7〇i3,內(nèi)層為石墨棒。將所得亞氧化鐵塊體進 行表面清理后通過精加工制備得到特定尺寸的亞氧化鐵可溶電極。
[0325] (4)烙鹽電解
[0326] W步驟(3)所得亞氧化鐵可溶電極為溶陽，陰極使用高純金屬鐵電極，陰極和陽極 的電流密度范圍為5A/cm2，使用金屬鐵相蝸盛放電解質(zhì)化F-KF-K2TiF2混合烙鹽，該混合烙 鹽各組分的質(zhì)量百分含量為化C1 30%、KF 60%、K2TiF2l0%，電解質(zhì)中Ti離子的質(zhì)量百分 含量為8%，電解溫度為750°C，槽電壓控制在10V，進行恒電流電解，3小時后取出陽極和陰 極用Iwt%的稀鹽酸溶液清洗電極表面的電解質(zhì)，再用去離子水洗凈氯離子，烘干后重復(fù)上 述電解過程3次。電解完成后更換陽極，并從陰極獲得電解鐵產(chǎn)物，對產(chǎn)物進行XRD結(jié)構(gòu)成分 分析的結(jié)果是該產(chǎn)物為金屬鐵的單一相。
[0327] 實施例25
[0328] Tis化可溶電極的制備及其作為陽極電解制備金屬鐵。
[0329] (1)配料
[0330] 原料為納米Ti化粉體、納米炭黑粉，按照Ti5〇9塊體的化學(xué)式及所用原料之間的化 學(xué)反應(yīng)，計算各原料的摩爾百分比；
[0331 ] 納米Ti化粉體:納米炭黑粉=5:1.2。
[0332] (2)混料與干燥
[0333] 將步驟（1)計量好的原料放入滾動式球磨機中，加入WC-8wt%Co硬質(zhì)合金球作為 研磨球體，加入無水乙醇為濕磨介質(zhì)，在球磨轉(zhuǎn)速30r/min下研磨分散48小時，使原料混合 均勻，無水乙醇的加入量W浸沒所述原料和研磨球體為限，然后過篩分離出研磨球體得混 合漿料，將所得的混合漿料進行干燥得置于烘箱內(nèi)在60°C下干燥4小時得混合粉料。
[0334] (3)燒結(jié)
[0335] 采用定制的石墨模具（φΙΟΟηιηι、高100mm)作為制備電極片所用的燒結(jié)模具與壓 頭，并采用光學(xué)測溫儀進行溫度測定及控制。取步驟(2)制得的混合粉料600g裝入石墨模具 中，并在模具中屯、位置放置石墨棒，使石墨棒被混合粉料完全包覆。為防止原料與模具反應(yīng) 而導(dǎo)致污染及便于脫模，在裝料前放入一層光滑柔性碳紙依附在模具內(nèi)壁使其與原料隔 開，并在石墨模具外面套上一層石墨拉W用于減少熱福射。將裝填好原料的模具置于SPS系 統(tǒng)的燒結(jié)爐中，安裝好限位片，調(diào)整好光學(xué)測溫儀，關(guān)閉燒結(jié)爐口并抽真空，待爐內(nèi)真空度 低于10化時，在真空氣氛下，施加100KN的燒結(jié)壓力。將加熱爐加熱到1100°C后保溫60min， 燒結(jié)過程中，原料在碳熱固相反應(yīng)的同時燒結(jié)形成塊體，反應(yīng)過程中壓力保持恒定。燒結(jié)結(jié) 束后關(guān)閉電流降低溫度，使試樣隨爐冷卻至室溫后取出試樣進行脫模，既得到亞氧化鐵復(fù) 合塊體，其為92%的Ti5〇9和8%的Ti4〇7，內(nèi)層為石墨棒。將所得亞氧化鐵塊體進行表面清理 后通過精加工制備得到特定尺寸的亞氧化鐵可溶電極。
[0336] (4)烙鹽電解
[0337] W步驟(3)所得亞氧化鐵可溶電極為溶陽，陰極使用高純金屬鐵電極，陰極和陽極 的電流密度范圍為〇.5A/cm2,使用金屬鐵相蝸盛放電解質(zhì)化Cl-KCl-TiCb混合烙鹽，該混合 烙鹽各組分的質(zhì)量百分含量為化C1 30%、KC1 67%、TiCl23%，電解質(zhì)中Ti離子的質(zhì)量百 分含量為3%，電解溫度為800°C，槽電壓控制在10V，進行恒電流電解，3小時后取出陽極和 陰極用Iwt%的稀鹽酸溶液清洗電極表面的電解質(zhì)，再用去離子水洗凈氯離子，烘干后重復(fù) 上述電解過程3次。電解完成后更換陽極，并從陰極獲得電解鐵產(chǎn)物，對產(chǎn)物進行XRD結(jié)構(gòu)成 分分析的結(jié)果是該產(chǎn)物為金屬鐵的單一相。
[033引實施例26
[0339] Ti4〇7可溶電極的制備及其作為陽極電解制備金屬鐵。
[0340] (1)配料
[0341] 原料為微米Ti化粉體、石墨粉，按照Ti4〇7塊體的化學(xué)式及所用原料之間的化學(xué)反 應(yīng)，計算各原料的摩爾百分比；
[0%2] 微米Ti化粉體:石墨粉=4:2。
[0：343] (2)混料與干燥
[0344]將步驟（1)計量好的原料放入滾動式球磨機中，加入WC-8wt%Co硬質(zhì)合金球作為 研磨球體，加入無水乙醇為濕磨介質(zhì)，在球磨轉(zhuǎn)速30;r/min下研磨分散48小時，使原料混合 均勻，無水乙醇的加入量W浸沒所述原料和研磨球體為限，然后過篩分離出研磨球體得混 合漿料，將所得的混合漿料進行干燥得置于烘箱內(nèi)在60°C下干燥4小時得混合粉料。
[0345] (3)燒結(jié)
[0346] 采用定制的石墨模具(flOOmm、高100mm)作為制備電極片所用的燒結(jié)模具與壓 頭，并采用光學(xué)測溫儀進行溫度測定及控制。取步驟(2)制得的混合粉料600g裝入石墨模具 中，并在模具中屯、位置放置石墨棒，使石墨棒被混合粉料完全包覆。為防止原料與模具反應(yīng) 而導(dǎo)致污染及便于脫模，在裝料前放入一層光滑柔性碳紙依附在模具內(nèi)壁使其與原料隔 開，并在石墨模具外面套上一層石墨拉W用于減少熱福射。將裝填好原料的模具置于SPS系 統(tǒng)的燒結(jié)爐中，安裝好限位片，調(diào)整好光學(xué)測溫儀，關(guān)閉燒結(jié)爐口并抽真空，待爐內(nèi)真空度 低于10化時，充入氣氣作為保護氣體，施加100KN的燒結(jié)壓力。將加熱爐加熱到1250°C后保 溫60min，燒結(jié)過程中，原料在碳熱固相反應(yīng)的同時燒結(jié)形成塊體，反應(yīng)過程中壓力保持恒 定。燒結(jié)結(jié)束后關(guān)閉電流降低溫度，使試樣隨爐冷卻至室溫后取出試樣進行脫模，既得到亞 氧化鐵復(fù)合復(fù)合塊體，其為97 %的Ti4〇7和3 %的Ti5〇9，內(nèi)層為石墨棒。將所得亞氧化鐵復(fù)合 塊體進行表面清理后通過精加工制備得到特定尺寸的亞氧化鐵復(fù)合可溶電極。
[0347] (4)烙鹽電解
[0348] W步驟(3)所得亞氧化鐵復(fù)合可溶電極為溶陽極，陰極使用高純金屬鐵電極，陰極 和陽極的電流密度范圍為5A/cm2,使用金屬鐵相蝸盛放電解質(zhì)NaCl-KCl-TiCb混合烙鹽，該 混合烙鹽各組分的質(zhì)量百分含量為化C1 30%、KC1 60%、TiCl3l0%，電解質(zhì)中Ti離子的質(zhì) 量百分含量為8%，電解溫度為800°C，槽電壓控制在10V，進行恒電流電解，3小時后取出陽 極和陰極用Iwt%的稀鹽酸溶液清洗電極表面的電解質(zhì)，再用去離子水洗凈氯離子，烘干后 重復(fù)上述電解過程3次。電解完成后更換陽極，并從陰極獲得電解鐵產(chǎn)物，對產(chǎn)物進行XRD結(jié) 構(gòu)成分分析的結(jié)果是該產(chǎn)物為金屬鐵的單一相。
[0349] 實施例27
[0350] Ti3化可溶電極的制備及其作為陽極電解制備金屬鐵。
[035。 （1)配料
[0352]原料為納米Ti化粉體、石墨粉，按照Ti3〇5塊體的化學(xué)式及所用原料之間的化學(xué)反 應(yīng)，計算各原料的摩爾百分比；
[0巧3] 納米Ti化粉體:石墨粉= 3:2。
[0354] (2)混料與干燥
[0355] 將步驟（1)計量好的原料放入滾動式球磨機中，加入WC-8wt%Co硬質(zhì)合金球作為 研磨球體，加入無水乙醇為濕磨介質(zhì)，在球磨轉(zhuǎn)速30;r/min下研磨分散48小時，使原料混合 均勻，無水乙醇的加入量W浸沒所述原料和研磨球體為限，然后過篩分離出研磨球體得混 合漿料，將所得的混合漿料進行干燥得置于烘箱內(nèi)在60°C下干燥4小時得混合粉料。
[0356] (3)燒結(jié)
[0357] 采用定制的石墨模具(φΙΟΟ?Μ?、高100mm)作為制備電極片所用的燒結(jié)模具與壓 頭，并采用光學(xué)測溫儀進行溫度測定及控制。取步驟(2)制得的混合粉料500g裝入石墨模具 中，并在模具中屯、位置放置鐵棒，使鐵棒被混合粉料完全包覆。為防止原料與模具反應(yīng)而導(dǎo) 致污染及便于脫模，在裝料前放入一層光滑柔性碳紙依附在模具內(nèi)壁使其與原料隔開，并 在石墨模具外面套上一層石墨拉W用于減少熱福射。將裝填好原料的模具置于SPS系統(tǒng)的 燒結(jié)爐中，安裝好限位片，調(diào)整好光學(xué)測溫儀，關(guān)閉燒結(jié)爐口并抽真空，待爐內(nèi)真空度低于 10化時，充入氣氣作為保護氣體，施加 lOOKN的燒結(jié)壓力。將加熱爐加熱到1400°C后保溫 60min，燒結(jié)過程中，原料在碳熱固相反應(yīng)的同時燒結(jié)形成塊體，反應(yīng)過程中壓力保持恒定。 燒結(jié)結(jié)束后關(guān)閉電流降低溫度，使試樣隨爐冷卻至室溫后取出試樣進行脫模，既得到亞氧 化鐵復(fù)合塊體，其為7 %的Ti4〇7和93%的Ti3〇5，內(nèi)層為純鐵棒。將所得亞氧化鐵復(fù)合塊體進 行表面清理后通過精加工制備得到特定尺寸的亞氧化鐵復(fù)合可溶電極。
[035引（4)烙鹽電解
[0359] W步驟(3)所得亞氧化鐵復(fù)合可溶電極為溶陽極，陰極使用高純金屬鐵電極，陰極 和陽極的電流密度范圍為5A/cm2,使用金屬鐵相蝸盛放電解質(zhì)NaCl-KCl-TiCb混合烙鹽，該 混合烙鹽各組分的質(zhì)量百分含量為化C1 30%、KC1 60%、TiCl2l0%，電解質(zhì)中Ti離子的質(zhì) 量百分含量為8%，電解溫度為1000°C，槽電壓控制在10V，進行恒電流電解，3小時后取出陽 極和陰極用Iwt%的稀鹽酸溶液清洗電極表面的電解質(zhì)，再用去離子水洗凈氯離子，烘干后 重復(fù)上述電解過程3次。電解完成后更換陽極，并從陰極獲得電解鐵產(chǎn)物，對產(chǎn)物進行XRD結(jié) 構(gòu)成分分析的結(jié)果是該產(chǎn)物為金屬鐵的單一相。
[0360] 實施例28
[0361] TiO可溶電極的制備及其作為陽極電解制備金屬鐵。
[0362] (1)配料
[0363] 原料為納米Ti化粉體、氨化鐵，按照TiO塊體的化學(xué)式及所用原料之間的化學(xué)反 應(yīng)，計算各原料的摩爾百分比；
[0364] 納米Ti〇2粉體:氨化鐵=1:1.5。
[0365] (2)混料與干燥
[0366] 將步驟（1)計量好的原料放入滾動式球磨機中，加入WC-8wt%Co硬質(zhì)合金球作為 研磨球體，加入無水乙醇為濕磨介質(zhì)，在球磨轉(zhuǎn)速30r/min下研磨分散48小時，使原料混合 均勻，無水乙醇的加入量W浸沒所述原料和研磨球體為限，然后過篩分離出研磨球體得混 合漿料，將所得的混合漿料進行干燥得置于烘箱內(nèi)在60°C下干燥4小時得混合粉料。
[0367] (3)燒結(jié)
[036引采用定制的石墨模具(φ 1 OOnim、高100mm)作為制備電極片所用的燒結(jié)模具與壓 頭，并采用光學(xué)測溫儀進行溫度測定及控制。取步驟(2)制得的混合粉料600g裝入石墨模具 中，并在模具中屯、位置放置鐵棒，使鐵棒被混合粉料完全包覆。為防止原料與模具反應(yīng)而導(dǎo) 致污染及便于脫模，在裝料前放入一層光滑柔性碳紙依附在模具內(nèi)壁使其與原料隔開，并 在石墨模具外面套上一層石墨拉W用于減少熱福射。將裝填好原料的模具置于SPS系統(tǒng)的 燒結(jié)爐中，安裝好限位片，調(diào)整好光學(xué)測溫儀，關(guān)閉燒結(jié)爐口并抽真空，待爐內(nèi)真空度低于 10化時，充入氣氣作為保護氣體，施加100KN的燒結(jié)壓力。將加熱爐加熱到1600°C后保溫 60min，燒結(jié)過程中，原料在碳熱固相反應(yīng)的同時燒結(jié)形成塊體，反應(yīng)過程中壓力保持恒定。 燒結(jié)結(jié)束后關(guān)閉電流降低溫度，使試樣隨爐冷卻至室溫后取出試樣進行脫模，既得到亞氧 化鐵復(fù)合塊體，其為1%的Ti203和99%的TiO,內(nèi)層為純鐵棒。將所得亞氧化鐵復(fù)合塊體進行 表面清理后通過精加工制備得到特定尺寸的亞氧化鐵復(fù)合可溶電極。
[0369] (4)烙鹽電解
[0370] W步驟(3)所得亞氧化鐵復(fù)合可溶電極為溶陽極，陰極使用高純金屬鐵電極，陰極 和陽極的電流密度范圍為5A/cm2,使用金屬鐵相蝸盛放電解質(zhì)NaCl-KCl-TiCb混合烙鹽，該 混合烙鹽各組分的質(zhì)量百分含量為化Cl 30%、KC1 67%、TiCl23%，電解質(zhì)中Ti離子的質(zhì) 量百分含量為3%，電解溫度為950°C，槽電壓控制在10V，進行恒電流電解，3小時后取出陽 極和陰極用Iwt%的稀鹽酸溶液清洗電極表面的電解質(zhì)，再用去離子水洗凈氯離子，烘干后 重復(fù)上述電解過程3次。電解完成后更換陽極，并從陰極獲得電解鐵產(chǎn)物，對產(chǎn)物進行XRD結(jié) 構(gòu)成分分析的結(jié)果是該產(chǎn)物為金屬鐵的單一相。
【主權(quán)項】
1.亞氧化鈦可溶電極的制備方法，所述亞氧化鈦為TiO、Ti3〇5、Ti4〇7、Ti 5〇9、Ti6〇n、 Ti7O13 Ji8O1^Ti9Om其特征在于首先將原料制備成亞氧化鈦塊體，或者亞氧化鈦與鈦棒 或石墨棒結(jié)合在一起的亞氧化鈦復(fù)合塊體，再將亞氧化鈦塊體或亞氧化鈦復(fù)合塊體精加工 即可得到亞氧化鈦可溶電極，制備亞氧化鈦塊體或亞氧化鈦復(fù)合塊體的工藝步驟如下： ⑴配料 原料為Ti與0的化合物粉體和還原劑，按照各亞氧化鈦的化學(xué)式及所用原料之間的化 學(xué)反應(yīng)計算出制備相應(yīng)亞氧化鈦塊體或亞氧化鈦復(fù)合塊體的原料的摩爾比： a、 制備Ti9On塊體或Ti9On復(fù)合塊體的原料摩爾比 Ti與0的化合物粉體:還原劑=9: (1.2~2) b、 制備Ti8O15塊體或118〇15復(fù)合塊體的原料摩爾比 Ti與0的化合物粉體:還原劑=8: (1.2~2) c、 制備Ti7〇13塊體或Ti7〇13復(fù)合塊體的原料摩爾比 Ti與0的化合物粉體:還原劑=7: (1.2~2) d、 制備Ti6O11塊體或Ti6O1^合塊體的原料摩爾比 Ti與0的化合物粉體:還原劑=6: (1.2~2) e、 制備T i 5〇9塊體或T i 5〇9復(fù)合塊體的原料摩爾比 Ti與0的化合物粉體:還原劑=5: (1.2~2) f、 制備Ti4〇7塊體或Ti4〇7復(fù)合塊體的原料摩爾比 Ti與0的化合物粉體:還原劑=4: (1.2~2) g、 制備T i 3〇5塊體或T i 3〇5復(fù)合塊體的原料摩爾比 Ti與0的化合物粉體:還原劑=3: (1.2~2) h、 制備T i 0塊體或T i 0復(fù)合塊體的原料摩爾比 Ti與0的化合物粉體:還原劑=I: (1.2~1.5); (2) 混料與干燥 將步驟(1)計量好的原料放入球磨機中，加入研磨球體和濕磨介質(zhì)進行濕磨，使原料混 合均勻，濕磨介質(zhì)的加入量以浸沒所述原料和研磨球體為限，然后過篩分離出研磨球體得 混合漿料，將所得的混合漿料進行干燥得到制備Ti 9O17塊體或119〇17復(fù)合塊體的混合粉料、 制備Ti 8O15塊體或Ti8O15復(fù)合塊體的混合粉料、制備Ti7〇13塊體或Ti7〇13復(fù)合塊體的混合粉 料、制備Ti 6On塊體或Ti6O11復(fù)合塊體的混合粉料、制備Ti5O 9塊體或Ti5O9復(fù)合塊體的混合粉 料、制備T i4〇7塊體或T i4〇7復(fù)合塊體的混合粉料、制備T i 3〇5塊體或T i 3〇5復(fù)合塊體的混合粉 料、或者制備T i 0塊體或T i 0復(fù)合塊體的混合粉料； (3) 燒結(jié) 采用放電等離子燒結(jié)系統(tǒng)進行燒結(jié)，將步驟(2)制得的混合粉料裝入石墨模具，然后將 裝有混合粉料的石墨模具置于放電等離子燒結(jié)系統(tǒng)的燒結(jié)爐中，安裝好限位片，調(diào)整好光 學(xué)測溫儀后關(guān)閉爐門并抽真空，待爐內(nèi)真空度低于IOPa時，在保持真空或通入保護氣體的 條件下施加燒結(jié)壓力，并加熱到燒結(jié)反應(yīng)溫度進行保溫保壓燒結(jié)，燒結(jié)結(jié)束后關(guān)閉電源，隨 爐冷卻至室溫后取出并脫模得到亞氧化鈦塊體； 或采用放電等離子燒結(jié)系統(tǒng)進行燒結(jié)，將步驟(2)制得的混合粉料裝入石墨模具，并在 石墨模具中心位置放置鈦棒或石墨棒，使鈦棒或石墨棒被混合粉料完全包覆，然后將裝有 混合粉料及鈦棒或石墨棒的模具置于放電等離子燒結(jié)系統(tǒng)的燒結(jié)爐中，安裝好限位片，調(diào) 整好光學(xué)測溫儀后關(guān)閉爐門并抽真空，待爐內(nèi)真空度低于IOPa時，在保持真空或通入保護 氣體的條件下施加燒結(jié)壓力，并加熱到燒結(jié)反應(yīng)溫度進行保溫保壓燒結(jié)，燒結(jié)結(jié)束后關(guān)閉 電源，隨爐冷卻至室溫后取出并脫模得到亞氧化鈦復(fù)合塊體； 當(dāng)混合粉料為制備Ti9O17塊體或Ti9O17復(fù)合塊體的混合粉料時，燒結(jié)反應(yīng)溫度為860°C ~900°C，燒結(jié)壓力為IKN~100咖，保溫保壓時間為511^11~6〇1^11; 當(dāng)混合粉料為制備Ti8O15塊體或Ti8O15M合塊體的混合粉料時，燒結(jié)反應(yīng)溫度為900°C ~950°C，燒結(jié)壓力為IKN~100咖，保溫保壓時間為511^11~6〇1^11; 當(dāng)混合粉料為制備Ti7O13塊體或1^7〇13復(fù)合塊體的混合粉料時，燒結(jié)反應(yīng)溫度為950°C ~1000°C，燒結(jié)壓力為IKN~100咖，保溫保壓時間為511^11~6〇1^11; 當(dāng)混合粉料為制備Ti 60n塊體或Ti 60n復(fù)合塊體的混合粉料時，燒結(jié)反應(yīng)溫度為1000 °C ~1100°C，燒結(jié)壓力為IKN~100KN，保溫保壓時間為5min~60min; 當(dāng)混合粉料為制備Ti5O9塊體或Ti5O9復(fù)合塊體的混合粉料時，燒結(jié)反應(yīng)溫度為1100 °C~ 1150°(：，燒結(jié)壓力為1咖~100咖，保溫保壓時間為511^11~601^11; 當(dāng)混合粉料為制備Ti4O7塊體或Ti4O7復(fù)合塊體的混合粉料時，燒結(jié)反應(yīng)溫度為1150 °C~ 1250°C，燒結(jié)壓力為IKN~100咖，保溫保壓時間為511^11~6〇1^11; 當(dāng)混合粉料為制備Ti3O5塊體或Ti3O5復(fù)合塊體的混合粉料時，燒結(jié)反應(yīng)溫度為1250 °C~ 1400°C，燒結(jié)壓力為IKN~100咖，保溫保壓時間為511^11~6〇1^11; 當(dāng)混合粉料為制備Ti0塊體或Ti0復(fù)合塊體的混合粉料時，燒結(jié)反應(yīng)溫度為1400 °C~ 1600°C，燒結(jié)壓力為IKN~100咖，保溫保壓時間為511^11~6〇1^11。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述亞氧化鈦可溶電極的制備方法，其特征在于步驟（1)中所述Ti與 〇的化合物粉體為TiO2粉體、H 2TiO3粉體、TiOSO4粉體中的一種，所述TiO2粉體為納米級或微 米級Ti〇2粉體。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述亞氧化鈦可溶電極的制備方法，其特征在于步驟（1)中所述 還原劑為碳質(zhì)還原劑和/或鈦質(zhì)還原劑。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述高純亞氧化鈦可溶電極的制備方法，其特征在于所述碳質(zhì)還原 劑為石墨粉、炭黑粉、活性炭粉中的至少一種，所述鈦質(zhì)還原劑為鈦粉或氫化鈦。5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述亞氧化鈦可溶電極的制備方法，其特征在于步驟(3)中所述 保護氣體為氮氣和/或氬氣。6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述亞氧化鈦可溶電極的制備方法，其特征在于步驟(3)中所述保護 氣體為氮氣和/或氬氣。7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述亞氧化鈦可溶電極的制備方法，其特征在于步驟(3)中所述保護 氣體為氮氣和/或氬氣。8. 權(quán)利要求1~7中任一權(quán)利要求所述方法制備的亞氧化鈦可溶電極。9. 權(quán)利要求8所述亞氧化鈦可溶電極在熔鹽電解制備高純鈦中的應(yīng)用。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述亞氧化鈦可溶電極在熔鹽電解制備高純鈦中的應(yīng)用，其特征在 于工藝如下： 以亞氧化鈦可溶電極為陽極，以金屬鈦、不銹鋼、金屬鉬、亞氧化鈦可溶電極中的一種 為陰極，以混合熔鹽為電解質(zhì)，所述混合熔鹽由〇8(：12、0&(：12、1^(：1、似(：1、1((：1、1^?工 &?中的 至少一種與11(：13、11(：12、1(211?6、他 211?6中的至少一種組成，混合熔鹽中11離子的質(zhì)量百分 含量為2%~8%，陰極和陽極的電流密度為0.5A/cm2~2A/cm2，電解溫度為300°C~1000°C， 槽電壓為0.5V~10V。
【文檔編號】C25C7/02GK105948733SQ201610530390
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年7月7日
【發(fā)明人】趙明建, 金永中, 陳婷
【申請人】成都錦鈦精工科技有限公司