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采用惰性阳极和可润湿性阴极的新型铝电解槽技术，是铝电解工业实现节能、减排与增效的重要发展方向。惰性阳极的研究已取得较大进展，但仍然无法满足现行铝电解质体系与电解工艺条件下的耐腐蚀要求，严重阻碍着惰性阳极铝电解技术的工业化实现。低温铝电解技术具有诱人的节能潜力，更是解决惰性阳极耐腐蚀问题的重要途径。
本文在国家973计划(2005CB623703)的资助下，以发展低温铝电解技术、解决NiFe2O4基惰性阳极耐腐蚀问题为目标，通过文献调研并结合5Cu/(NiFe2O4-10NiO)金属陶瓷低温电解腐蚀探索，选择K3AlF6-Na3AlF6-AlF3为低温电解质体系，系统研究了K3AlF6-Na3AlF6-A1F3体系的初晶温度和Al2O3溶解能力(饱和溶解度与溶解速度)，为低温铝电解质体系设计与电解工艺优化提供理论基础；在此基础上，选择一种较具前景的低温电解质23.4wt.％K3AlF6-54.6wt.％Na3AlF6-22wt.％AlF3，研究NiFe2O4-10NiO基惰性阳极在其中的电解腐蚀行为，为惰性阳极材料制备技术的改进及其低温电解工艺的建立提供依据。论文主要研究成果如下：
(1)在AlF3含量为0～30wt.％、K3AlF6/(K3AlF6+Na3A1F6)为0～50wt.％的范围内，系统测定了K3AlF6-Na3AlF6-AlF3三元系的初晶温度，揭示了AlF3含量、K3AlF6/(K3AlF6+Na3AlF6)百分数和分子比对初晶温度的影响规律，建立了相关系数为0.987、平均误差为0.00167℃的K3AlF6-Na3AlF6-AlF3三元系初晶温度经验计算式，即T=1003.508-0.081[AlF3]2.3159-5.87[K/(K+Na)]0.657-0.0241[AlF3]2.22[K/(K+Na)]1.14+0.035[AlF3]2.17[K/(K+Na)]1.084，绘制了K3AlF6-Na3AlF6-AlF3三元系凝固等温线图，由此可以直接获取不同组成K3AlF6-Na3AlF6-AlF3低温电解质的初晶温度数据，也可以在给定初晶温度下快速确定系列K3AlF6-Na3AlF6-AlF3低温电解质组成。
(2)在AlF3含量为23～29wt.％、K3AlF6/(K3AlF6+Na3AlF6)为0～50wt.％的范围内，系统研究了K3AlF6-Na3AlF6-AlF3三元系的Al2O3溶解能力；揭示了熔体组成、温度(690～940℃)与过热度(0～60℃)对其中Al2O3饱和溶解度的影响规律，建立了相关系数为0.988、平均误差为-0.00406wt.％的Al2O3饱和溶解度与熔体组成和温度关系的经验计算式，[Al2O3]sat=A×(T/1000)B，其中绘制了Na3AlF6-K3AlF6-AlF3三元系的等氧化铝溶解度曲线，由此可直接获取各种成分电解质的Al2O3饱和溶解度，也可以获得一定Al2O3饱和溶解度对应的一系列电解质组成；提出了用速率因子Q对电解质中Al2O3溶解速率进行数字表征的方法，揭示了熔体组成、温度(690-940℃)与过热度(0-60℃)对Q值的影响规律；发现并解释了将工业AlF3代替高纯AlF3用作原料时，Na3AlF6-K3AlF6-AlF3体系的氧化铝溶解度和溶解速度均有明显提高的现象，建立了两种AlF3原料下氧化铝溶解度相互关系式[Al2O3]工业=2.266+0.997 × [Al2O3]高纯，其相关系数为0.998。
(3)在900℃(初晶温度为890℃、过热度10℃)低温电解质23.4K3AlF6-54.6Na3AlF6-22AlF3中，系统研究了金属相组成(Cu和Ni含量分别为5wt.％和17wt.％)和CaO助烧剂对M/(NiFe2O4-10NiO)金属陶瓷电解腐蚀行为的影响，结果表明，5Cu/(NiFe2O4-10NiO)、5Ni/(NiFe2O4-10NiO)和17Cu/(NiFe2O4-10NiO)在低温条件下的年腐蚀率分别为0.41cm、0.64cm和1.06cm，远低于传统电解质(Na3AlF6-AlF3，CR=2.3，添加5wt.％Al2O3+5wt.％CaF2、过热度15℃)中的1.23cm、3.8cm和2.76cm，约降低了60％；尽管CaO助烧剂可有效促进NiFe2O4基惰性阳极的致密化与强韧化，但残留于晶界处的CaO及其反应产物对阳极耐腐蚀性能产生了不利影响，2wt.％CaO掺杂Cu/(NiFe2O4-10NiO)阳极电解后均出现不同程度肿胀现象，当CaO掺杂量分别为0wt.％、1wt.％、2wt.％和4wt.％时，NiFe2O4-10NiO阳极年腐蚀率分别为1.1cm、2.8cm、4.2cm和10.7cm。