金属钛是一种性能优越的结构和功能材料。目前制备钛的Kroll法存在工艺复杂,生产周期长,不能连续化生产等问题。自2000年以来,国际上掀起了TiO₂电化学还原制备海绵钛的研究热潮,其中直接电解TiO₂制取钛的FFC工艺被大家认为最具发展前景。本论文工作以FFC工艺为基础,考察烧结温度对TiO₂阴极物相组成、微观结构、氧空位及电解产物的影响;考察电解温度对电流变化、电解产物的影响,确定了适宜的烧结温度、电解温度;研究了熔盐电解体系中TiO₂阴极的导电性,主要研究工作及内容概况如下:通过对TiO₂烧结及其电解实验,研究了烧结温度对TiO₂阴极的物相组成、微观结构、氧空位及电解产物的影响。在600～1000℃,随着烧结温度的升高,烧结样品的颗粒尺寸及致密度逐渐增大,开气孔逐渐减少,孔隙、比表面积、平均孔径、孔容及有效反应面积逐渐减小。在相同电解条件下,阴极的导电性和有效反应面积影响电解产物钛含量,随着烧结温度的升高,电解产物含钛量逐渐增加,含氧量逐渐减少;在相同的烧结温度下,随着电解温度的升高,有利于钛的生成。通过实验室研究,得到了熔盐电解二氧化钛制备钛的主要试验参数,确定适宜的烧结温度900℃。这一研究为后续研究奠定了基础。在电解过程中电流都随时间的增加而减小;电解温度的升高有利于钛的生成,但经在900℃、950℃温度下电解,电解产物的钛含量增加不明显。因此,实验确定电解温度为900℃。在对烧结TiO₂的XRD、XPS及电导率测定基础上,研究分析了熔盐电解体系中TiO₂电极导电性认为:高温烧结可以改变TiO₂的能带结构,产生导电空位,形成O₂-;TiO₂电极在熔盐中形成双电层,使氧原子离子化,形成TiO₂-X离子结构;熔盐中的离子渗透到TiO₂电极内部,增加了电极内的导电离子数。以上结论说明绝缘TiO₂可在实验条件下可转变为有效电极。