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基于惰性电极的电解新工艺可大幅度降低能耗并消除温室气体排放，一直是铝业界的关注焦点与研究热点。惰性阳极是铝电解新工艺开发的关键材料和基本前提。本文在国家973计划的资助下，在前期研究成果的基础上，以提高惰性阳极的综合性能为目标，选取xM／(10NiO-NiFe<,2>O<,4>)(x=0～20％；M=Cu，Ni，85Cu15Ni)金属陶瓷为对象，系统研究了金属相种类及含量对xM／(10NiO-NiFe<,2>O<,4>)金属陶瓷惰性阳极的烧结性能、导电性能以及电解条件下耐腐蚀性能的影响，并对其腐蚀行为进行了初步探讨。获得的主要研究结论如下：
1) 相同实验条件下，金属相含量为5％的xM／(10NiO-NiFe<,2>O<,4>)金属陶瓷的致密度最高，金属的少量添加有利于提高相同条件下所制备材料的致密度，但大量的加入将降低材料的致密度；金属相为Ni的金属陶瓷的烧结性能优于金属相为Cu和85Cu15Ni的金属陶瓷；5Ni／(10NiO-NiFe<,2>O<,4>)的相对密度达到98.7％。
2) 10NiO-NiFe<,2>O<,4>陶瓷及xM／(10NiO-NiFe<,2>O<,4>)金属陶瓷呈半导体导电特性，导电率随温度的变化满足关系式Inσ=K×1／T；960℃下，金属相为Cu和85Cu15Ni的金属陶瓷的导电率随金属相含量的增加而增大，而金属相为Ni的金属陶瓷的导电率随金属相含量的变化不大；0～10％的金属相含量范围内，金属相种类对M／(10NiO-NiFe<,2>O<,4>)的电导率影响较小；15～20％的金属相含量范围内，金属相种类对M／(10NiO-NiFe<,2>O<,4>)的导电率影响显著，Cu／(10NiO-NiFe<,2>O<,4>)表现出比金属相为Ni和85Cu15Nli的10NiO-NiFe<,2>O<,4>基金属陶瓷更好的导电性能，960℃下20Cu／(10NiO-NiFe<,2>O<,4>)的导电率达到82.56S·cm<-1>。
3)O～20％范围内，金属相含量对M／(10NiO-NiFe<,2>O<,4>)金属陶瓷耐Na<,3>AlF<,6>-Al<,2>O<,3>腐蚀性能的影响规律依金属相种类不同而存在较大差异。随金属相含量的增加，xCu／(10NiO-NiFe<,2>O<,4>)电解后阴极铝中Ni、Fe含量略有增加，Cu含量增加明显；与10NiO-NiFe<,2>O<,4>陶瓷比较，Ni／(10NiO-NiFe<,2>O<,4>)电解后阴极铝中Fe、Ni含量提高近1倍，但金属Ni含量的变化对Ni／(10NiO-NiFe<,2>O<,4>)耐腐蚀性能影响不大；与10NiOoNiFe<,2>O<,4>陶瓷比较，(85Cu15Ni)／(10Ni-NiFe<,2>O<,4>)电解后阴极铝中Fe含量提高1.5～2倍，Ni含量提高2～5倍，Cu含量提高2～10倍。
4) 17M／(10NiO-NiFe<,2>O<,4>)金属陶瓷惰性阳极在相同电解条件下腐蚀后微观形貌存在较大差别。Cu/(10NiO-NiFe<,2>O<,4>)金属陶瓷电解后表层结构完好，材料腐蚀以各组元的化学溶解腐蚀为主，表现出比以电化学腐蚀为主的金属相为Ni和85Cu15Ni的金属陶瓷更好的耐腐蚀性能。综合考虑金属相种类及含量对材料烧结性能、导电性及耐腐蚀性能的影响，认为宜选择金属Cu作为10NiO-NiFe<,2>O<,4>基金属陶瓷惰性阳极的金属相，且含量为5％。