[發明專利]一種鋁電解槽用TiB2/C梯度陰極材料的制備方法

無效

• 申請號: 200910012255.9
• 申請日: 2009-06-26
• 公開（公告）號: CN101608321A
• 公開（公告）日: 2009-12-23
• 發明（設計）人: 張廷安;豆志河;牛麗萍;劉燕;任曉冬;蔣孝麗;赫冀成
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: C25C3/08
• 分類號: C25C3/08
• 代理公司: 沈陽東大專利代理有限公司
• 代理人: 梁 焱

1、一種鋁電解槽用TiB₂/C梯度陰極材料的制備方法，其特征在于工藝步驟如下：

(1)配料；

采用的原料為TiB₂、碳質骨料和粘結劑，連續配料，每一次配好的物料作為一個分層，每個分層中，粘結劑的用量按質量百分比計為三種原料總量的10％～20％，按質量百分比計TiB₂的用量為三種原料總量的0～90％，按質量百分比計碳質骨料的用量為三種原料總量的90％～0，各個分層中TiB₂和碳質骨料的含量不同，TiB₂的含量由第一個分層至最后一個分層依次遞增變化，而碳質骨料的含量依次遞減變化；或者TiB₂的含量由第一個分層至最后一個分層依次遞減變化，而碳質骨料的含量依次遞增變化；

(2)混料、鋪料；

連續混料、鋪料，將第一個分層的TiB₂和碳質骨料先干混30～60分鐘，然后加入粘結劑，濕混30～60分鐘，濕混溫度為140℃～170℃，然后鋪放在熱壓模具中，按照同樣的方法再進行第二個分層的干混、濕混，然后將其鋪放在第一個分層上面，依此再完成下一個直至最后一個分層的干混、濕混、鋪料，將每個分層鋪放到前一個分層上面，層層疊放；

要求混料和鋪料的順序為：由底層到最上面的表層，各個分層中TiB₂和碳質骨料的含量不同，TiB₂的含量依次遞增變化，而碳質骨料的含量依次遞減變化；或者TiB₂的含量依次遞減變化，而碳質骨料的含量依次遞增變化；

(3)熱壓燒結；

對上述層層鋪好的物料在熱壓模具中進行熱壓燒結，燒結溫度為1100℃～1600℃，燒結壓力為2～40MPa，燒結時間為60分鐘～240分鐘，經熱壓燒結，然后自然冷卻至常溫，得到產品，即鋁電解槽用TiB₂/C梯度陰極材料。

2、按照權利要求1所述的鋁電解槽用TiB₂/C梯度陰極材料的制備方法，其特征在于粘結劑為煤瀝青、石油瀝青、煤焦油、環氧樹脂、呋喃樹脂中的一種或一種以上的組合物；炭質骨料為無煙煤、石油焦、冶金焦、石墨、天然石墨、碳纖維中的一種或一種以上的組合物。

3、按照權利要求1所述的鋁電解槽用TiB₂/C梯度陰極材料的制備方法，其特征在于TiB₂的粒度要求為3.0μm～200μm，純度≥90％；碳質骨料粒度為3.0μm～200μm，碳含量≥90％。

4、按照權利要求2所述的鋁電解槽用TiB₂/C梯度陰極材料的制備方法，其特征在于煤瀝青或石油瀝青固含量按質量百分比為55％～95％；煤焦油結焦值≤50％；環氧樹脂環氧值為0.25～0.45；呋喃樹脂分子量為4000～7000；無煙煤為電煅無煙煤或氣煅無煙煤，碳含量≥90％；石油焦碳含量≥90％；冶金焦碳含量≥90％；石墨或天然石墨的碳含量≥90％；碳纖維碳含量≥90％。

5、按照權利要求1所述的鋁電解槽用TiB₂/C梯度陰極材料的制備方法，其特征在于分層的數量為6～50層，每個分層的厚度為20～200mm。