铝电解用TiB_2阴极涂层固化、炭化的升温制度

采用DTG ,DDTA等热分析手段 ,研究了高温固化、炭化过程中 ,铝电解用TiB2 阴极涂层糊料的质量和能量的变化速率 ,制定了涂层的变速固化、炭化升温制度 ;在此基础上 ,研究了升温制度对TiB2 阴极涂层性能的影响。结果表明 :变速升温制度优于匀速升温制度 ,采用变速固化、炭化升温制度所制备的涂层形变小、无裂纹 ,其抗拉强度达 3.13MPa,电阻率为 2 3.2 μΩ·m ;而采用升温速度为 10 .3℃ /h的匀速固化、炭化升温制度制备的涂层形变大、裂纹多 ,抗拉强度小 (2 .6 9MPa) ,电阻率大 (2 8.6 μΩ·m)。     

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     

钠和电解质对阴极炭块及TiB2镀层的渗透

把无烟煤阴极炭块和由电沉积得到的TiB2镀层作为阴极，在工业铝电解的条件下电解4小时，考察钠和电解质对它们的渗透腐蚀。实验结果表明：由酚酞试剂的检测钠对阴极炭块的渗透深度达到16mm,对TiB2镀层的渗透深度为零；钠和电解质主要渗透到阴极炭块的孔隙，钠比电解质渗透的深。由扫描电镜的分析结果表明：Na和F元素渗透到石墨基体的量很少，元素铝相对较多，TiB2镀层阻碍了钠的产生并减缓了钠的渗透，但没有改变钠的渗透机理。同时，镀层与基体的结合力是很好的，铝对TiB2镀层的湿润性很好。     

过热度和电流密度对半石墨质阴极低温电解膨胀性能的影响

采用改进型阴极电解膨胀率测试仪,研究低温电解质[K_3AlF_6/Na_3AlF_6]-AlF_3-Al_2O_3中电流密度和过热度对半石墨质阴极电解膨胀性能的影响,并对阴极的电解膨胀性能进行数值化表征.结果表明:金属K和Na由表及里渗透进入阴极内部;随着过热度和电流密度的增大,阴极电解膨胀率均呈增大趋势;当电解质过热度由10 ℃升高至50 ℃时,阴极电解膨胀率由1.41%增大至2.10%;随电流密度的增大阴极电解膨胀率呈现出不同的增幅;当电流密度小于0.4 A/cm~2或大于0.7 A/cm~2时,阴极电解膨胀率均明显增大;而当电流密度在0.4 A/cm~2到0.7 A/cm~2之间变化时,阴极电解膨胀率相对恒定、增幅最小;数学模型中引入的参数可用于表征阴极的电解膨胀及低温电解质中阴极抗K和Na渗透性能;低温电解时,降低熔体过热度、选择合适的阴极电流密度均可减小金属K和Na对阴极的破坏作用.     

TiB2-C复合阴极中碱金属（K、Na）的渗透及其对阴极电解膨胀的影响（英文）

在不同电解条件下,研究纯KF熔体、纯NaF熔体及其复合电解质熔体中,碱金属(K、Na)在TiB2-C复合阴极中的渗透迁移行为及其引起的阴极电解膨胀。揭示影响阴极电解膨胀性能的主要因素,同时对阴极剖面进行元素微区分析。结果表明:在非极化以及不含铝的电解质熔体中,阴极不会发生膨胀;直接放电所生成的碱金属是造成阴极膨胀的主要因素,引起的阴极最大电解膨胀率可达20.40%;含钾电解质熔体中阴极的电解膨胀率远高于不含钾电解质熔体中阴极的电解膨胀率,最高超出35.13%;与纯钾盐相比,复合电解质对阴极的破坏作用降低;此外,无论是在极化条件还是在非极化条件下,含铝电解质熔体中阴极的电解膨胀率均大于不含铝电解质熔体中阴极的电解膨胀率;同时,在非极化条件下电解质熔体中加入铝后比极化条件下电解质熔体中加入铝后所引起的阴极电解膨胀的增加更为明显。     

电解铝炭素阳极用氧化铝溶胶抗氧化复合涂层

提出采用在炭素阳极表面原位固化制备以氧化铝溶胶为基本粘结相、相对致密的氧化铝涂层(膜)的方法,达到减少阳极氧化、降低阳极过量消耗的目的。在阳极炭块上制备了氧化铝溶胶复合涂层,并检测了其基本性能。结果表明,由室温至900℃,涂层阳极试样的热失重率比裸阳极降低了50%;涂层较为致密,即使是放大2000倍,也未见孔洞和裂纹;平均孔径只有几个纳米,且高温时涂层的平均孔径比低温时要小,900℃时涂层的平均孔径比600℃时小了近1/3;涂层不仅在不同的温度下都能对炭素阳极起到较强的保护作用,而且还能起到提高炭素阳极初始剧烈氧化温度点的作用。     

应用新一代常温固化TiB2阴极涂层技术提高我国预焙铝电解槽寿命

介绍了我国铝电解工业的发展现状；指出了我国预焙铝电解槽寿命短的弊端；讲述了电解槽早期破损的原因和采用TiB2阴极涂层技术提高电解槽寿命的机理：叙述了新一代常温固化TiB2阴极涂层的特点，并强调应用新一代常，温固化TiB2阴极涂层技术，提高电解槽寿命，是符合我国国情，且行之有效的措施。     

铝电解用TiB2阴极涂层固化、炭化的升温制度

采用DTG, DDTA等热分析手段, 研究了高温固化、炭化过程中, 铝电解用TiB2阴极涂层糊料的质量和能量的变化速率, 制定了涂层的变速固化、炭化升温制度; 在此基础上, 研究了升温制度对TiB2阴极涂层性能的影响.结果表明 变速升温制度优于匀速升温制度, 采用变速固化、炭化升温制度所制备的涂层形变小、无裂纹, 其抗拉强度达3.13 MPa, 电阻率为23.2 μΩ*m; 而采用升温速度为10.3 ℃/h的匀速固化、炭化升温制度制备的涂层形变大、裂纹多, 抗拉强度小(2.69 MPa), 电阻率大(28.6 μΩ*m).     

铝电解中阳极涂层与磷生铁改性剂的综合优化实验

提高炭素阳极的强度和抗氧化性是目前铝电解研究的热点和难点.本文总结了在某铝厂400 kA系列磷生铁中加入改性剂和在阳极炭素表面涂盖耐高温防氧化涂层涂料的实验.加入磷生铁改性剂浇筑出的磷生铁具备更好的延展性和膨胀性,使炭块与钢爪之间接触电阻减少,钢爪与炭块间的连接更紧密,减少了脱极的几率,降低了铁?碳压降;使用防氧化涂层...     

不同粘结剂基TiB_2-C复合阴极中碱金属的渗透迁移行为(英文)

在含K低温电解质熔体中,采用EDS及改进型电解膨胀率测试仪,分别研究电解过程中沥青、呋喃、酚醛、环氧基TiB2-C复合阴极中碱金属(K和Na)的渗透迁移路径。同时,计算并讨论相应的电解膨胀率、碱金属的扩散系数以及复合阴极的腐蚀率。结果表明:无论使用何种粘结剂,电解过程中,碱金属在阴极中表现出相似的渗透迁移路径:碱金属首先渗透进入阴极的孔隙当中,随后渗透进入粘结剂相中,随着电解的不断进行,最后渗透进入复合阴极的骨料相当中。渗透进入粘结剂相和炭质骨料相当中的K和Na均会引起复合阴极的电解膨胀,同时,K比Na有着更强的渗透力。树脂基复合阴极的电解膨胀率、碱金属在其中的扩散系数以及腐蚀率均小于沥青基复合阴极,即,树脂基复合阴极的抗碱金属渗透力强于沥青基复合阴极。而就树脂基TiB2-C复合阴极而言,酚醛基TiB2-C复合阴极的抗渗透力最强,碱金属在其中的渗透速率、扩散系数和相应的腐蚀率分别为4.72mm/h,2.24×10-5 cm2/s和2.31 mm/a.     

铝电解槽高温烟气加热启动的三维温度场数值模拟

针对大型预焙铝电解槽槽底形状复杂同时存在多块阳极的计算对象, 应用整体建模及耦合求解方法, 对烟气加热启动的温度场进行了数值计算. 计算模型中紊流模型采用RNGκ-ε模型, 用离散传播法计算辐射传热时可避免了复杂的空间积分运算, 使温度场的求解简单方便, 较好解决了电解槽烟气加热启动的温度场计算. 结果表明 烟气加热启动具有升温速度易控制、阴极表面最大温差被控制在100 ℃左右, 对扎缝和边部扎固糊的加热充分, 能较好地满足大型铝电解槽加热启动工艺要求.     

等离子喷涂参数对TiB2可湿润阴极涂层沉积效率的影响

采用大气等离子喷涂（APS）在石墨质碳阴极材料上沉积TiB2可湿润性阴极涂层。研究了喷涂工艺参数对涂层沉积效率的影响。结果表明,涂层沉积效率随喷涂距离的增加而增加,随主气流量、喂料速率和喷涂功率增加呈现出先增加后减少的趋势,随粉末尺寸的减少而增加。最佳工艺参数为：喷涂距离80 mm,主气流量1900 L/h,送粉气流量（Ar）120 L/h,喂料速率27.34 g/min,喷涂功率35.8 kW,颗粒直径(d50) ≤37.4 μm,该条件下涂层沉积效率为67.26%。该TiB2涂层在220 kA铝电解槽上应用,槽稳定后铝液中Ti含量为0.0021%（质量分数）。     

磁场对铝电解高温熔盐电解质相变温度的影响

采用“动态法”测温技术及特制的热电偶探头,对铝电解现场有磁场影响下的铝电解熔盐电解质的相变过程进行了直接测定,并与在实验室中测定的没有磁场影响下的铝电解熔盐电解质相变过程的测定结果进行了对比。结果表明：300kA预焙铝电解槽中,烟道端与出铝端的电解质在磁场强度为13.39高斯和14.75高斯下的初晶点温度分别为955.4℃和950.7℃,而没有磁场的初晶点941.59℃和943.41℃。磁场确实会对铝电解熔盐电解质的初晶点温度产生影响。     

1.35 kA TiB2/C阴极泄流式铝电解槽电解实验

介绍了1.35 kA新型泄流式电解槽的制作、筑炉、焙烧、启动以及电解实验过程;电解槽阴极表面倾角为10°,阴极采用TiB2/C;电解槽采用干式砌筑方法,焦粒焙烧,干法启动;启动后进入正常生产,平均电流强度为1.35 kA;对电解槽进行类似实际操作的加料、出铝和阳极升降过程,连续运行100 h.结果表明:泄流式电解槽运行稳定,槽电压噪声为9 mV左右;电解过程所表现出的现象与实际电解槽完全类似;根据金属铝产出量和在产铝量计算,电解效率不低于86%,接近工业电解槽;TiB2涂层牢固无损,对阴极起到了较好的保护作用;TiB2涂层的损失速度为1.0 g/(h·m2);证实了预先的理论分析,证明电解槽的此种结构是合理和可行的.     

原位内生颗粒增强TiB_2/7055铝基复合材料的组织

对原位内生Ti B2/7055铝基复合材料的微观组织和热处理特性进行了研究。结果表明,原位内生的Ti B2颗粒在基体中弥散分布,与基体界面结合良好。Ti B2/7055复合材料具有显著的时效强化行为,增强相Ti B2颗粒促进复合材料的时效析出行为,缩短硬度达到峰值的时间,热处理后硬度和抗拉强度等性能明显提高。确定了12 mass%Ti B2/7055复合材料最佳热处理制度为460℃固溶60 min,120℃时效20 h。     

Densification of Ni-NiFe_2O_4 cermets for aluminum electrolysis

1INTRODUCTION Aluminumelectrolysisconsumesenormous energyandresources,andtheconsumptionwillbeconsiderablydecreasedbyintroductionofinert anodeandwettablecathode.However,underthe toughworkingconditionofaluminumelectrolysis,i.e.highlycorrosiveNa3AlF6Al2O3moltensalts athightemperature(940960℃),theinert anodesnecessaryforthesuccessfulproductionofaluminummighthavethefollowingproperties:be insolubleinafluoridemelt,beresistanttowards anodeoxygen,havegoodelectricalconductivity,possessadequatestr…     

氯化物熔体中电化学合成硼化钛

硼化钛是近年来很受重视的特种陶瓷材料，其特点是耐高温、抗腐蚀、导电性好，因而被认为是一种在结构材料和功能材料领域中都很有发展前途的材料。该论文通过对ＫＣｌＮａＣｌＫ２ＴｉＦ６ＫＢＦ４体系中Ｔｉ（Ⅳ）、Ｂ（Ⅲ）的阴极电极过程及电化学合成ＴｉＢ２的研究，探讨了该体系中Ｔｉ（Ⅳ）、Ｂ（Ⅲ）的阴极放电机理，确定了熔盐电解法制备ＴｉＢ２的优化操作条件。     

铝用TiB2—C复合阴极炭块的开发与应用

介绍了一体化成型TiB2-C复合层阴极炭块和TiB2-C复合冷捣糊的研制、产品检测，在75kA工业预焙槽上的应用试验以及经济效益与社会效益分析。     

电解铝用石墨阴极的研制

对电解铝用石墨阴极所用的原料和粘结剂做了大量的实验工作,制备出试样,并对试样进行测试分析、比较,找出了能够生产出优质电解铝用石墨阴极的原料、粘结剂和配方.     

TiB2 coating formed on nickel substrates by electroplating in molten salt of fluoride

The TiB2 coatings deposited over nickel substrate by electroplating was investigated, which is in molten salt of a fluoride mixture involving KF, NaF, K2 TiF6 and KBF4. Effects of temperature, cathodic current density (Jc) and duration on the coating's formation were examined. The composition, morphology and structure of the coatings were characterized by scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive X-ray detector (EDS) and X-ray diffraction (XRD). The results show that the coatings, with black, smooth and uniform appearance, are composed of predominating TiB2 and small amounts of nickel titanium oxide (Ni0.75 Ti0.125 O). The coatings show a nodular morphology and the grain size is dependent on the Jc and ranges about 1 - 10 μm. There is a linear relationship between the coating's thickness and the time of electrolysis within certain duration range. The reduction of the potassium can take place simultaneously with the electrochemical synthesis of TiB2 as the Jc is in excess of certain level. The hardness of the TiB2 coatings is likely to be deteriorated due to the presence of potassium and Ni0.75Ti0.125 O in the coatings.