刘的人格成就

刘教授是我国著名的冶金、材料和工业电化学专家。在轻金属冶金、熔盐电化学、功能材料、新能源材料以及冶金过程模拟、控制与优化等领域进行了许多开创性的研究和实践,取得了一系列卓越的成果。他研发的碳阳极电催化剂有效降低了阳极过电压,为解决铝电解节能降耗这一世界性难题做出了突出贡献。他开发的TiB2生产新工艺,使得TiB2的生产成本仅为市场价的1/10。12铝厂114多台铝电解槽应用了TiB2阴极涂层技术,降低了槽的维护强度,延长了槽寿命,电流效率提高了2%,吨铝节约了300度。他和他的学生完成了国家经贸委“九五”重点项目“160kA预焙铝电解槽智能模糊控制技术的开发与应用”和国家技术创新项目“基于现场总线的铝电解全分布式智能控制系统”,通过部级鉴定达到国际领先水平,为我国铝工业现代化提供了一项关键技术,有望达到节能增产的效果,年经济效益5亿元。此外,他还系统地开发了锂离子电池的阳极和阴极材料、聚合物电解质、铝电解用动态连续温度计、CO2传感器和冶金过程的红外故障检测仪。

旨在解决电解铝的节能降耗问题

从65438年到0953年,刘留校从事教学和科研工作,从此开始了在有色金属冶炼领域的基础理论研究和实践中不懈奋斗的历程。

有色金属工业是中国重要的优势产业。电化学冶金是有色金属冶金过程中获得产品的重要途径之一。在工作中,刘瞄准本专业的研究与实践,致力于探索电化学冶金节能强化新工艺。

铝因其重量轻、强度大、美观等优点,被广泛用于制造飞机、火箭、车辆、船舶、建材、家用电器等。但是,铝是活性的,从矿石中提取它比铜、锌、锡要困难得多。更难的是电解铝冶炼过程耗电巨大,过程中的节能降耗已经成为冶金领域的世界性难题。

刘深感此项研究对国计民生影响巨大,应用广泛,具有极其广阔的发展前景。一种不可推卸的紧迫感和使命感紧紧地抓住了他。当刘决心进军这个多刺的领域时,它在国际冶金界还是一块未开垦的处女地。刘带着他的独创精神,开始了艰苦卓绝的征途。

推广应用节能新技术

刘开发了一系列铝电解用炭阳极高温熔盐催化剂,可有效降低阳极过电压。其中,在铝电解阳极糊中添加锂盐的节能技术,在1吨铝的生产中可节约300 ~ 500千瓦时。

刘在国际上创造性地提出了高温熔盐电解电催化理论,形成了我国有色冶金的一个新分支。

1989年锂盐阳极糊节能技术通过部级鉴定,在全国20多家铝厂2000多台自焙阳极电解槽上推广使用,年节电5000万千瓦时,年创造经济效益12多万元。该技术获1992国家科技进步一等奖。

刘的研究成果引起了国际学术界和工业界的极大兴趣和关注。1996年底,世界著名的铝研究中心——挪威科技大学在挪威科学与工业科学院的支持下,与刘合作开展了预焙阳极电催化的进一步研究,并取得了新的进展。

刘先后获得六项国家发明专利,其中国内最早开发成功的硼化钛涂层技术及其生产新工艺获得两项国家专利。将这种粉末涂覆在铝电解槽底部,不仅电流效率提高了2%左右,而且每1吨铝节电约350 kWh,降低了槽的维护强度,延长了设备的使用寿命约1倍。这种新的生产工艺使硼化钛的生产成本仅为市场价的10%。目前已经在三个工厂建了生产线。这项涂层技术被列入“八五”和“九五”重点新技术推广项目,每年产生节能增产效益1.2亿元以上。

电解槽惰性电极的基础研究

刘在新型结构铝和稀土金属电解槽用惰性电极的基础研究方面一直走在世界前列。所开发的新型定形阳极具有梯度功能的表面涂层。在高浓度硫酸溶液中电解锌、铜、镍等重有色金属时,阳极过电压降低200毫伏以上,性能远优于铅银阳极。刘的新著《功能电极材料及其应用》是他在该领域研究成果的总结,已被列为“九五”国家重点图书,并已正式出版。

刘学术思想活跃,视野开阔,高度重视并努力推动电化学冶金与其他学科的交叉。他将机理研究与现代控制理论和智能控制技术有机地结合起来,与他的研究组一起开发了“铝电解过程控制的信号滤波与噪声分析模型”和“点式给料铝电解槽氧化铝浓度的新型估计模型与自适应控制技术”,并成功地应用于国家经贸委“九五”重点项目——“大型预焙铝电解槽智能模糊控制技术”。该技术通过1997部级鉴定,达到国际先进水平,可提高电流效率4%。用于生产实践,经济效益显著,仅青海铝厂年增加效益就达8400万元。有影响的期刊论文有:论文名称、发表情况、 超级电容器关键工程材料Mn/ Pb复合氧化物的制备及电化学表征La2O3掺杂(bi 0.5 na 0.5)(0.92)(ba 0.8 Sr 0.2)(0.08)TiO 3无铅压电陶瓷的介电和压电性能 超级电容器用铅复合氧化物关键工程材料由低品位白云石制备具有低氧化钙含量和高比表面积的氧化镁JOM关于Ni-NiO-NiFe2O4金属陶瓷作为铝电解惰性阳极的腐蚀行为JOM用NiFe2O4基金属陶瓷惰性阳极低温电解氧化铝JOM通过在铝电解轻金属中掺杂碳阳极降低阳极过电压