[發(fā)明專利]一種鋁電解金屬陶瓷惰性陽極及其近凈成形制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110647805.5
• 申請日: 2021-06-10
• 公開（公告）號: CN113337849B
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張雷;周科朝;何勇;熊慧文;李志友;沈廷
• 申請（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號: C25C3/12
• 分類號: C25C3/12;B22F1/103;B22F1/107;B22F3/10;B22F3/22;B22F5/00;B22F7/06;B22F9/04;B33Y10/00;B33Y70/10;B33Y80/00;C22C29/12
• 代理公司: 長沙市融智專利事務(wù)所(普通合伙) 43114
• 代理人: 鐘丹

1.一種鋁電解金屬陶瓷惰性陽極，其特征在于：所述金屬陶瓷惰性陽極的結(jié)構(gòu)呈“T型”，其由電連接金屬導(dǎo)桿以及包覆電連接金屬導(dǎo)桿的金屬陶瓷外殼組成，所述金屬陶瓷外殼的結(jié)構(gòu)為由底部的橢球端和上部的圓柱形垂直桿通過倒圓角連接而成，所述金屬陶瓷外殼由金屬相以及陶瓷相組成，所述金屬相在金屬陶瓷中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％-70％，所述金屬相包含Cu、Fe，同時還包含Ni、Cr、Co、Mn中的至少一種；所述陶瓷相包含NiFe₂O₄基陶瓷；

所述橢球端為五個扁橢球的布爾交集部分，其中包含中心部分的赤道半徑為a，極半徑為b的扁橢球，中心為點O_S0，和四個呈對稱排布的赤道半徑為2a，極半徑為2b的扁橢球，中心分別為點O_S1、O_S2、O_S3、O_S4；五個扁橢球的中心在垂直方向上位于同一平面內(nèi)，水平方向上的排布方式為O_S1-O_S4環(huán)繞O_S1均勻排布，兩兩的連線相互垂直，且∣O_S0O_S1∣＝∣O_S0O_S2∣＝∣O_S0O_S3∣＝∣O_S0O_S4∣＝(13/12)a，所述垂直桿的直徑為(2/3)a，所述圓角半徑為20-30mm；

所述金屬陶瓷外殼的高度為H，60mm≤a≤360mm，a/b＝2-6，所述金屬陶瓷外殼的壁厚為10-50mm；

所述金屬相中，F(xiàn)e的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30％-80％，Cu的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％-50％，所述金屬相中，Ni、Cr、Co、Mn的質(zhì)量分?jǐn)?shù)之和20％；

所述金屬相中，還包含Nb、Mo、Zn、Sn、Pb、Ta、Zr中的至少一種，所述Nb、Mo、Zn、Sn、Pb、Ta、Zr的質(zhì)量分?jǐn)?shù)之和≤5％；

所述陶瓷相中，還包含NiO陶瓷，所述NiO陶瓷在陶瓷相中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤20％。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋁電解金屬陶瓷惰性陽極，其特征在于：所述電連接金屬導(dǎo)桿由底部的圓角矩形旋轉(zhuǎn)體端和上部的圓柱形垂直桿通過圓角連接而成；所述電連接金屬導(dǎo)桿的材質(zhì)為Fe合金或Cu合金。

3.權(quán)利要求1-2任意一項所述的一種鋁電解金屬陶瓷惰性陽極的近凈成形制備方法，其特征在于：包括以下步驟：根據(jù)金屬陶瓷外殼的成份，按設(shè)計比例配取金屬相粉末和陶瓷相粉末混合獲得金屬陶瓷粉末，將金屬陶瓷粉末、有機單體A、凝膠交聯(lián)劑A、表面活性劑A加入有機溶劑A中，第一次球磨，獲得金屬陶瓷懸浮液，加入引發(fā)劑A，獲得金屬陶瓷漿料；根據(jù)電連接金屬導(dǎo)桿的成份，配取合金粉末，將合金粉末、有機單體B、凝膠交聯(lián)劑B、表面活性劑B加入有機溶劑B中，第二次球磨，獲得合金粉末懸浮液，加入引發(fā)劑B，獲得合金粉末漿料；再依次將合金粉末漿料、金屬陶瓷粉末漿料澆注成型、靜置固化獲得金屬陶瓷惰性陽極生坯，再對金屬陶瓷惰性陽極生坯干燥、排膠、燒結(jié)后獲得金屬陶瓷惰性陽極。