铝电解中铝对阴极材料润湿性的初步研究

采用X射线透射摄影技术,测定了冰晶石-氯化铝熔体、铝和电极三相体素中铝与几种阴板材料的润湿角。铝在石墨和碳块上的润湿角为170～180°,铝在含TiB_2的涂层上的润湿角为51～79°.铝在热压TiB_2陶瓷块上的润湿角为0～46°.电极阴极极化与否和电解质的组成对润湿角无显著影响。     

TiB2—阴极涂层性能的研究

本文采用TiB_2,碳素材料和粘结剂A制备了TiB_2-阴极涂层,然后测试了涂层的润湿性、热膨胀系数,导电性和溶解损失速度。结果表明,铝在TiB_2涂层上的润湿角随TiB_2含量的增加而呈减小的趋势,当涂层中TiB_2含量为27％时,润湿角为O,而铝在石墨上的润湿角为150。TiB_2-阴极涂层的热膨胀系数与碳阴极的热膨胀系数相差不大,前者为4.8×10~(-6)/℃,后者为3.6×10~(-6)/℃。TiB_2-阴极涂层的电阻率随着TiB_2含量的增加虽增加的趋势,当涂层中TiB_2含量为30％时,在900℃时涂层的电阻率为53.4Ωmm~2/m。通过分析铝液中钛的浓度可知TiB_2的溶解损失速度较慢,适合于工业生产。     

新槽衬材料的开发

1　二硼化钛试验槽美国西弗吉尼亚世纪铝公司与EMEC咨询公司、SGL碳公司、肯特基世纪铝公司以及果尔登西北铝公司合作 ,在美国能源部的支持下联合攻关 ,旨在降低铝电解槽阴极碳和铝界面处的电阻 ,该项科研课题的作法是要在阴极中提供一个可补充的硼源 ,使硼与铝水中掺有的钛发生反应 ,在阴极处生成一层二硼化钛。该课题的目标是要建立起这样一种二硼化钛表层以实现降低电耗、提高产量、延长电解槽使用寿命的目的。该项课题可分为三个研究阶段。第二阶段已于 2 0 0 2年完成。其内容是用三块浸渍有二氧化硼的碳块来更换三块标准碳块。第三…     

铝电解生产阴极节能技术

硼化钛是一种高技术材料，它具有熔点高，导电率高，硬度大，耐熔融铝液和电解质的侵蚀，并能为铝镁等良好润湿等特点。与普通槽相比较，硼化钛涂层极试验槽的电流效率提高３．５２％，直流电单耗下降７０１ｋＷｈ／ｔ－Ａｌ，交流电单耗下降４０４ｋＷｈ／ｔ－Ａｌ。     

铝电解槽惰性阴极材料的研究进展

介绍了铝电解槽惰性阴极的发展概况。新近国外报道的惰性阴极材料共有T_1B_2碳胶涂层、T_1B_2等离子喷镀层、T_1B_2电镀层和T_1B_2烧结体四种。同时简述了硼化钛的制造方法和硼化钛—碳胶涂层阴极的国内试验情况。     

铝电解槽TiB2涂层阴极技术

将含有ＴｉＢ２、碳纤维和热固性粘结剂的涂料，涂敷到铝电解槽的阴极基体上，制备出可润湿的阴极表面。经固化和碳化后，涂层和碳质基体材料的粘结力强，热膨胀匹配性好。每台硼化钛涂层阴极试验槽能节省ＮａＦ２５０～３００ｋｇ，试验槽的电流效率高出对比槽１．４４％，能耗降低１７５～２１１ｋＷ·ｈ／ｔＡ     

专利信息（Ⅱ）

一种铝电解槽用的硼化钛金属陶瓷复合材料涂层阴极碳块制备方法。用硼化钛金属陶瓷复合材料涂层作为电解槽的工作面，制备硼化钛金属陶瓷复合材料涂层粉末配方的质量百分组成是。     

广西分公司160kA电解槽硼化钛阴极涂层试验

简要介绍了硼化钛阴极涂层的理论依据和现场实施效果,认为硼化钛涂层可以延长槽寿命,延缓炉底压降的上升,具有明显的节能效果。     

用于铝电解槽的硼化钛基陶瓷阴极

本文介绍了硼化钛基陶瓷阴极的实验室研究结果,包括电极的制备工艺,物性检测和小型电解实验,结果表明,冷压成型、然后烧结,是一种可行而经济的制造工艺,所得电极导电性和机械性能均好,在电解过程中能被铝良好地润湿,采用这种电极可以实现低极距电解,达到大幅度节能的目的。电极的腐独速率较高,有待进一步研究。     

半石墨化阴极碳块性能测试

本文简要讨论了半石墨化阴极碳块的优点及其应用于铝电解槽时与普通无烟煤基阴极碳块的不同,测定了由山西碳素厂和东北工学院联合研制的半石墨化阴极碳块的主要性能,並与国内外几种阴极碳块作了对比。实验室测试结果表明,半石墨化阴极碳块抗钠侵蚀能力强,比电阻低,抗热震性能良好。在电解温度下,半石墨化阴极碳块的导热系数与普通阴极碳块相比相差达7倍之,宝温比电阻也只是普通块的1/2～1/4。新型半石墨化阴极碳块的推广和使用对于提高我国铝厂的经济效益有着重要的意义。     

硼化钛工业性试制与生产

硼化钛是制造硼化钛阴极的主要原料。以前我国没有硼化钛工业生产、实验室生产的少量硼化钛粉成本高，难地推广应用。兰江冶炼厂与中南工业大学合作进行了用高温电阻炉直接合成硼化钛的工业性试验，并建成了月产５００ｋｇ硼化钛的生产线，为铝电解工业推广应用硼化钛阴极创造了良好条件。本文具体介绍了硼化钛的试制方法和产品的质量分析结果。     

硼化钛金属陶瓷复合材料涂层阴极炭块及其制备方法

一种铝电解槽用的硼化钛金属陶瓷复合材料涂层阴极炭块，硼化钛金属陶瓷复合材料涂层作为电解槽的工作面，其特征在于制备硼化钛金属陶瓷复合材料涂层的硼化钛金属陶瓷复合材料粉末配方重量百分组成是：Ti：60％～80％，C：6％～9％，Zr：1％～3％，B：15％～30％。制备硼化钛金属陶瓷复合材料涂层的步骤包括：制备喷涂用粉末，     

在纯钛表面制备疏水和抗腐蚀性碳-PTFE复合涂层的性能（英文）

采用水热法和浸渍法两步工艺在钛板上制备由碳和聚四氟乙烯(PTFE)组成的复合涂层。采用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、水接触角计、X射线光电子能谱(XPS)和电化学技术对复合涂层的形貌、组分、疏水和腐蚀性能进行表征,研究不同聚四氟乙烯浓度的浸渍液对复合涂层腐蚀性能的影响。结果表明,当以0.1 mol/L的葡萄糖溶液为碳源、20 wt.%PTFE悬浮液为浸渍液时,聚四氟乙烯均匀分布于所获得的碳复合涂层表面。20 wt.%PTFE浸制的碳涂层与钛板具有良好的结合强度和疏水性,此时润湿角为142.3°,且涂层耐腐蚀性能良好,腐蚀电流密度低至0.0045μA/cm~2。因此,钛基体上制备的碳-PTFE复合涂层具有良好的疏水性和耐腐蚀性,在汽车和金属防腐工业中具有较好的应用前景。     

硼化钛涂层阴极铝电解槽的生产试验考核

由于研究成功一种较廉价的,适于用石墨化炉生产硼化钛粉的方法,为硼化钛阴极涂层的工业试验提供了条件,并在9台75kA侧插铝电解槽上试验成功。试验证明,电解槽避免了剧烈膨胀和变形,运行平稳,易于操作维护,有利于防止早期破损;试验槽电流效率提高1.44％;节电175～211kWh/t铝;炉膛规整,减轻了工人的劳动强度。根据试验情况预计试验槽寿命可延长2～3年。试验结果还表明,该项技术已趋于成熟。     

铝液-熔盐-电极间界面现象的研究SCIEI

用X射线座滴照像法测量了铝液-氟化物熔盐间的界面张力。采用曲线拟合液滴轮廓坐标的计算机程序处理座滴图像。用逐步回归分析方法获得了计算熔盐密度值的回归方程。讨论了熔盐中NaF/AlF_3分子比,Li_2CO_3和稀土氧化物含量对熔盐-铝液间界面张力的影响。测量了铝液在熔盐中对石墨、工业碳块以及TiB_2涂层的润湿角。     

氢燃料电池中钛双极板研究进展

钛及钛合金密度低、比强度高且在酸性环境中耐蚀性优异,在氢燃料电池双极板中具有较高的应用价值。回顾了近年来氢燃料电池用钛双极板的研究进展,详述了钛双极板表面改性技术的研究成果,包括掺杂合金元素、钛表面涂覆金属基涂层(贵金属、金属碳/氮化物等)和碳基涂层(石墨、无定型碳等)。涂层结构组织的复合化和纳米化,有利于提升钛双极板的耐蚀性、导电性和疏水性,其对于提升氢燃料电池的性能及保证其运行的稳定性和耐久性具有重要作用。     

铝用阴极的分类及其选择

综述铝用阴极的分类和目前工业上采用的普通炭块即无定形炭块、半石墨质炭块、半石墨化炭块和石墨化炭块的理化指标。国内外半石墨质炭块的区别在于:国内该炭块中骨料的石墨含量小于100％即电煅无烟煤加一定量的石墨,而国外把该炭块称为普通炭块并且要经浸渍和二次焙烧工序;国外该炭块中骨料的石墨含量为100％,相当于国内的天然石墨炭块或再生石墨炭块。惰性阴极处于试验阶段,整体自焙阴极早已为预焙阴极炭块代替。热煅无烟煤炭块在国外被电煅无烟煤炭块所代替,综合考虑节能、抗钠性和价格等因素,国内外铝工业选择阴极炭块的顺序为:电煅无烟煤炭块;半石墨质炭块;半石墨化炭块。     

高效铝合金涂层焊丝的应用与发展

在普通钢焊丝表面热浸涂铝合金涂层后，通过CO2气保焊、埋弧焊的试验研究，证明铝涂层焊丝具有表面不易锈蚀、高的熔敷率、改善导电性、提高合金元素过渡系数、减小气孔生成倾向等特点。在不同焊接方法中适当调整涂层与钢材成分、或配以相应的焊剂类型，可获得不同强度等级的焊缝性能。涂层中还可添加稀土合金和钛、硼等合金元素，以改善焊缝的冲击韧性．本文以冶金观点对“涂层”焊丝所具有的特点和性能的现状与发展进行分析和讨论。     

铝工业废旧碳阴极材料的综合利用

论述了铝工业废旧阴极碳块的综合利用。现在我国每年铝产量约２００ 万ｔ，排出废旧阴极碳块材料约６ 万ｔ。废旧阴极碳块中含有３０％ 的固体含氟电解质，和７０％ 碳（其石墨化程度达到７０％），几乎全部露天排放，造成环境污染。所以需要加以治理，收回其中有用的物料，化废为宝。     

氯化镁电解时硼化钛涂层阴极性能的研究

研究了 MgCI_2 电解时镁在 TiB_2 涂层阴极、钢阴极以及石墨阴极上的析出状态。实验结果表明石墨上 Mg 的析出状态较差,而石墨基底涂上 TiB_2 后镁对电极的润湿性能变好,Mg 的析出状态大大改善,与钢阴极的情况接近。扫描电镜分析测得涂层上 Mg 的润湿角(凝固后)约为30°。本文还用断电流法测定了不同阴极材料上 Mg 析出的过电位和电解槽的反电动势;用反向电解法测定不同阴极电解时的电流效率,并用四探针技术测定了 TiB_2 涂层与石墨的薄层电阻。