TiB2-Al2O3復(fù)合陰極的制備工藝研究.pdf

1、基于惰性陽極和可濕潤性陰極的煉鋁新技術(shù)可望降低原鋁生產(chǎn)成本和能耗,且環(huán)境友好,它的成功將給傳統(tǒng)鋁電解工業(yè)帶來新的技術(shù)革命。惰性陰極是該工藝成功開發(fā)的關(guān)鍵。
　　 本文在“863”計劃和國家科技支撐計劃的資助下,以設(shè)計開發(fā)一種新的TiB2/Al2O3復(fù)合陰極材料為目標(biāo),研究了制備工藝與組成變化對復(fù)合陰極體積密度、孔隙率、抗壓強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度、抗熱震性能的影響,并通過骨料粒度級配設(shè)計,獲得了TiB2/Al2O3復(fù)合陰極骨料的最佳粒度配

2、方。主要研究內(nèi)容及結(jié)果如下:
　　 (1)確定了碳纖維預(yù)分散與球磨相結(jié)合的混料工藝。與直接混料相比較,優(yōu)化混料工藝后復(fù)合陰極的體積密度提高了9.5％,孔隙率降低了16.18％,抗壓強(qiáng)度及抗彎強(qiáng)度分別提高了49.28％、162.18％。
　　 (2)確定了復(fù)合陰極原料配方。隨著TiB2添加量的增加復(fù)合陰極的體積密度、孔隙率、抗壓強(qiáng)度及抗彎強(qiáng)度逐步提高;隨著氧化鋁溶膠和碳纖維添加量的增加,復(fù)合陰極的體積密度、孔隙率、抗壓強(qiáng)度

3、、抗彎強(qiáng)度及殘余抗彎強(qiáng)度呈先增加后降低的趨勢,而復(fù)合陰極的孔隙率則先降低后增加。最佳配方為:Al2O3溶膠為50wt％,TiB2粉末為10wt％,剛玉粉為40wt％,碳纖維為1.5wt％,其復(fù)合陰極體積密度為2.72g/cm3,孔隙率為29.88％,抗壓強(qiáng)度為38.75MPa,抗彎強(qiáng)度為21.39MPa,殘余抗彎強(qiáng)度5.11MPa,強(qiáng)度保持率為23.89％。
　　 (3)確定了直徑為50mm的TiB2/Al2O3復(fù)合陰極骨料最優(yōu)