本论文对国内外直接电脱氧法-FFC工艺研究进展进行了介绍,特别是金属氧化物TiO2制备金属单质Zr及其合金的实验研究和应用。金属锆具有熔点高、耐蚀性好、热中子吸附截面小、机械性能优异等特点,在原子能、核电、石油化工、冶金、医疗器械等领域得到广泛应用,被誉为“21世纪最有发展前途的材料之一”。但因现有的制备方法工艺复杂、成本高、能耗大且对环境污染严重等,严重制约了其应用。因此,有必要研究一种流程短、成本低及对环境友好的制备方法,使其在更多领域得到应用。本文以FFC工艺的理论和方法为基础,研究了几个主要参数对直接电脱氧ZrO2制备金属Zr反应效果的影响,以寻求最佳的合成工艺条件;还进行了由ZrO2-Ni2O3制备ZrNi合金的研究。实验结果表明:CaCl2:NaCl系(质量7:3),粒度小于45μm的原料,16MPa压片压力,1000℃烧结温度,3.12mm厚度,800℃电解温度,12h左右电解时间是最佳合成工艺条件;尾气考察表明,电解初始有Cl2产生,但主要还是O2、CO和CO2气体;以ZrO2-Ni2O3为阴极,以石墨碳棒为阳极,在CaC12-NaCl熔盐中,800℃,3.1 V恒电压,高纯Ar气氛下电解约12h后,产物中ZrNi合金的质量含量约为78%,微区成分分析甚至可达到94.5%。该方法操作简单,产物纯度高,成本低,对环境友好。