導(dǎo)流槽用大厚度可潤濕性TiB-,2-涂層陰極的制備與性能研究.pdf

1、導(dǎo)流型鋁電解槽因能大幅降低鋁電解能耗而愈來愈受到鋁業(yè)界的關(guān)注。該種電解槽開發(fā)中的一個(gè)關(guān)鍵問題是新型陰極材料的制備。本文的目的就是研制能夠滿足導(dǎo)流型鋁電解槽要求的厚度大、壽命長，同時(shí)又具有優(yōu)良性能(抗熱震性、與鋁液潤濕性、抗腐蝕性、耐磨性和抗鈉滲蝕性等)的TiB<,2>涂層陰極。為此，本文針對現(xiàn)有TiB<,2>涂層陰極制備技術(shù)所制備的大厚度TiB<,2>涂層陰極的力學(xué)性能問題，提出了采用形穩(wěn)粒子增強(qiáng)劑和顆粒級配來改進(jìn)涂層力學(xué)性能的方法，并

2、制備出性能良好的大厚度涂層。主要研究內(nèi)容與成果如下： (1)通過添加形穩(wěn)粒子增強(qiáng)劑TA來提高涂層與基體的匹配性，并考查其導(dǎo)電性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，TA的加入有助于改善涂層的力學(xué)性能，但涂層導(dǎo)電性隨著TA含量的增加而降低，因此TA的加入量控制在接近6％的范圍既能提高涂層力學(xué)性能，又能保證涂層具有較理想的導(dǎo)電性。 (2)以顆粒級配思想為指導(dǎo)，運(yùn)用正交實(shí)驗(yàn)研究不同顆粒級配的TiB<,2>粉末、石油焦和陰極碎對涂層力學(xué)性能的影響。實(shí)

3、驗(yàn)結(jié)果表明不同級配TiB<,2>涂層陰極的密度有差異，發(fā)現(xiàn)密度較大的TiB<,2>涂層陰極在經(jīng)過高溫碳化后不開裂、不分層、不脫落，表觀形貌較好。 (3)在現(xiàn)行190kA預(yù)焙鋁電解槽上進(jìn)行了TiB<,2>涂層陰極的工業(yè)生產(chǎn)試驗(yàn)，考核在用焦粒焙燒所產(chǎn)生的熱量制備TiB<,2>涂層陰極的過程中，涂層的形變情況；測試鋁液中的Ti含量以推算涂層的使用壽命；檢驗(yàn)電解槽的電流分布、電流效率、爐底壓降等工業(yè)指標(biāo)。試驗(yàn)結(jié)果表明涂層與碳陰極內(nèi)襯結(jié)合