[發明專利]鋁電解槽電極(變體)

在審

• 申請號: 201580078146.0
• 申請日: 2015-04-23
• 公開（公告）號: CN107429414A
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發明（設計）人: D·A·斯馬科夫;A·O·古謝夫
• 申請（專利權）人: 俄鋁工程技術中心有限責任公司
• 主分類號: C25C3/08
• 分類號: C25C3/08;C22B21/00
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司11127
• 代理人: 龐東成,肖軼

1.一種用于從溶解在熔融電解質中的氧化鋁電解產生鋁的電解槽電極，所述電極包括電極基體和涂敷于所述基體上的基于耐火陶瓷或由耐火陶瓷制成的表面涂層，其特征在于，所述電極基體由復合材料制成，所述復合材料含有5質量％～90質量％的耐火陶瓷和至少一種金屬和/或含有所述金屬的至少一種合金，所述至少一種金屬具有超過1000℃的熔融溫度并在與鋁相互作用時形成難熔金屬間化合物。

2.如權利要求1所述的電極，其特征在于，作為包含在所述復合材料中的熔融溫度超過1000℃的金屬，使用以下金屬中的至少一種：鐵、鎳、錳、鈦、鉭、鋯、鉻、鈮、鈷、釩，和/或所述金屬的至少一種合金。

3.如權利要求1所述的電極，其特征在于，作為包含在所述電極基體的所述復合材料中的和包含在所述表面涂層的復合材料中的耐火陶瓷，使用鈦、鋯、鈮、鉭、鎢、鉬的硼化物和碳化物、硼碳化物和/或它們的混合物。

4.如權利要求3所述的電極，其特征在于，在電極制造過程中，通過將硼和碳添加到復合材料中所含的金屬和/或合金中，在電極基體的復合材料中形成硼化物和碳化物。

5.如權利要求3所述的電極，其特征在于，復合材料中的耐火陶瓷以1μm～1000μm的顆粒的形式均勻地分布在整個材料體積中。

6.如權利要求1所述的電極，其特征在于，將包含大于90質量％的耐火陶瓷的復合材料涂敷于電極基體上作為表面涂層。

7.如權利要求1所述的電極，其特征在于，位于耐火陶瓷的表面涂層下方的復合材料的電極基體表面被碳飽和。

8.如權利要求1所述的電極，其特征在于，所述電極是陰極或雙極電極的陰極部分。

9.一種用于從溶解在熔融電解質中的氧化鋁電解產生鋁的電解槽電極，所述電極包括電極基體和涂敷于所述基體上的基于耐火陶瓷或由耐火陶瓷制成的表面涂層，其特征在于，所述電極基體由具有涂敷于電極基體表面的中間層的鋼或金屬合金制成，其中，所述中間層由復合材料制成，所述復合材料含有5質量％～90質量％的耐火陶瓷和至少一種金屬和/或含有所述金屬的至少一種合金，所述至少一種金屬具有超過1000℃的熔融溫度并在與鋁相互作用時形成難熔金屬間化合物。

10.如權利要求9所述的電極，其特征在于，用于金屬合金基體的材料是結構碳鋼。

11.如權利要求10所述的電極，其特征在于，使用耐熱和耐火鋼或者耐熱和耐火金屬合金作為基材。

12.如權利要求9所述的電極，其特征在于，作為包含在復合材料中的熔融溫度超過1000℃的金屬，使用以下金屬中的至少一種：鐵、鎳、錳、鈦、鉭、鋯、鉻、鈮、鈷、釩，和/或所述金屬的至少一種合金。

13.如權利要求9所述的電極，其特征在于，作為復合材料中的耐火陶瓷，使用鈦、鋯、鈮、鉭、鎢、鉬的硼化物和碳化物、硼碳化物和/或它們的混合物。

14.如權利要求13所述的電極，其特征在于，在電極制造過程中，通過將硼和碳添加到復合材料中所含的金屬和/或合金中，在電極基體的復合材料中形成硼化物和碳化物。

15.如權利要求13所述的電極，其特征在于，耐火陶瓷以1μm～1000μm的顆粒形式存在，其中，所述顆粒均勻地分布在材料中。

16.如權利要求9所述的電極，其特征在于，所述中間層由復合材料制成，所述復合材料的耐火陶瓷的含量沿從電極基體到表面涂層的層厚度而增加，從基體表面附近的5質量％～90質量％直到表面涂層附件的大于90％。

17.如權利要求9所述的電極，其特征在于，涂覆有含有5質量％～90質量％的陶瓷的復合材料的中間層的電極基體表面被包含大于90質量％的陶瓷的附加層覆蓋。

18.如權利要求9所述的電極，其特征在于，所述中間層和表面涂層的累積厚度為0.5mm～10mm。

19.如權利要求9或17所述的電極，其特征在于，用碳飽和的中間層或附加層表面布置在由耐火陶瓷制成或基于耐火陶瓷的鋁潤濕表面涂層的下方。

20.如權利要求9所述的電極，其特征在于，所述電極是陰極或雙極電極的陰極部分。