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稀土百科 | 稀土电解时的阳极效应 中国稀金谷大数据
2022-08-04
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阳极效应是用碳阳极电解时呈现的特殊现象。在正常电解时，阳极气体在阳极附近均匀地放出。但当阳极电流密度超过所谓的临界电流密度时，电流会显著下降，槽电压和阳极电位突然升高，可达20V以上。甚至电解质与阳极之间的界面上出现电火花，这现象称为阳极效应。它发生的原因是氧气与阳极材料作用，生成氯和碳的化合物与气膜层，其电阻远远大于碳阳极，致使电解质不能很好地润湿石墨阳极。此时便失去了正常电化学反应进行所需的电极熔盐之间的界面层，而在阳极仍与电解质保持接触的某些点上产生很大的电流密度，以致发生弧光放电。

电解质与阳极间的润湿性对临界电流密度的数值，以及发生效应的影响，可以用阳极效应的I-V曲线来分析。

临界电流密度的大小反映了是否容易发生阳极效应，影响的因素较多，其中熔盐的性质、表面活性离子、阳极材料以及电解质的温度等是主要因素。

在二元熔盐体系中，临界电流密度随着熔盐中表面活性组元浓度的增大而增高。这些表面活性组元可以降低熔盐与固体表面的界面张力，也就是使电解质对阳极的润湿性变好。熔融状态的稀土氯化物和稀土氧化物在相应的电解熔盐是表面活性物质，故电解质中稀土含量高，则电解质与石墨阳极之间的表面张力小，临界电流密度大。

就阳极材料来说，熔盐对某种材料的润湿性好，即润湿角小，则临界电流密度大。研究结果表明，熔盐对非碳质材料，如金属、氧化物等的润湿角，比对碳质材料的润湿角要小得多。因此，临界电流密度在用非碳质阳极进行熔盐电解时比用碳质阳极时要高。

当温度升高时，熔盐的流动性增大，从而熔盐对固体表面的润湿性得到改善。因此，升高电解质的温度将导致临界电流密度增大。


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