功能梯度金属陶瓷惰性阳极电物理、电化学与结构优化综合研究

铝电解惰性阳极是国际铝业界和材料界的研究热点，金属陶瓷是最有前景的惰性阳极材料。本项目将现代计算机仿真技术，电化学测试技术与功能梯度材料制备技术有机结合，应用于金属陶瓷惰性阳极的研制领域，重点解决其抗热震性差、易开裂、与金属导杆连接困难等问题。建立功能梯度金属陶瓷材料制备过程中内部温度场与应力场的仿真计算方法，实现残余热应力缓和结构优化；以基于惰性阳极的新型铝电解槽作为解析对象，进行电-热-应力分布的耦合解析，综合研究材料结构参数和电解过程电物理、电化学参数对惰性阳极热应力分布的影响，揭示电解条件下惰性阳极的的裂纹产生与演变规律，提出惰性阳极铝电解槽的最佳工艺技术条件和热应力缓和程度最大的金属陶瓷惰性阳极功能梯度优化设计方案；促进功能梯度复合材料热应力缓和结构设计技术的发展和铝电解槽电物理、电化学过程的深入研究。