一种铝电解用惰性阳极
专利汇可以提供一种铝电解用惰性阳极专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种 铝 电解 用惰性 阳极 。本 发明 所述的铝 电解槽 惰性阳极包括杯状外壁1、处于中心 位置 与电解槽金属 电极 连接的 连接杆 2，在外壁1和连接杆2之间有一圆弧状的空腔。本发明所述惰性阳极其工作面和与熔融盐 电解质 接触 部分采用了耐 腐蚀 的陶瓷或 金属陶瓷 材料，既可保证电解铝的纯度，又节省了 碳 资源，且无不良气体的排放；连接杆采用梯度过渡技术，避免了因物质突变带来的材料物性参数的突变以及由此引起的高热应 力 ，同时避免了金属电极与电极连接部分结合强度低易开裂的问题，延长了电极的使用寿命。，下面是一种铝电解用惰性阳极专利的具体信息内容。
1.一种铝电解用惰性阳极，其特征在于：包括杯状外壁、处于中心位置与电解槽金属电极连接的连接杆，在外壁和连接杆之间有一圆弧状的空腔，杯状外壁是以NiFe2O4、ZnFe2O4、(ZnxNi1-x)Fe2O4、CuFe2O4、CuAl2O4、NiAl2O4、(CuxNi1-x)Al2O4中的一种或多种氧化物陶瓷为主体，添加NiO、SnO2、ZrO2、Nb2O5、Ta2O5陶瓷中的一种或多种和Cu、Fe、Ni、Al、Zn、Sn、Ti、Ag、Au、Pt中的一种或多种组份组成的致密烧结体；连接杆是以NiFe2O4、ZnFe2O4、(ZnxNi1-x)Fe2O4、CuFe2O4、CuAl2O4、NiAl2O4、(CuxNi1-x)Al2O4中的一种或多种氧化物陶瓷为主体，加入SiC、TiC、Al2O3、SiO2陶瓷的一种或多种；金属相则由Cu、Ni、Fe、Al、Zn、Sn、Ti中的一种或多种组成。
2.根据权利要求1所述的惰性阳极，其特征在于：连接杆是以金属相和陶瓷相组元成分梯度变化的金属陶瓷棒，其中与惰性电极底座相连一端的成分与惰性电极的成分一致，与电解槽金属电极相连端为富金属相。
一种铝电解用惰性阳极
技术领域
背景技术
发明内容
本发明所述的铝电解槽惰性阳极包括杯状外壁1、处于中心位置与电解槽金属电极连接的连接杆2，在外壁1和连接杆2之间有一圆弧状的空腔。
杯状外壁1是以NiFe2O4、ZnFe2O4、(ZnxNi1-x)Fe2O4、CuFe2O4、CuAl2O4、NiAl2O4、(CuxNi1-x)Al2O4中的一种或多种氧化物陶瓷为主体，添加部分NiO、SnO2、ZrO2、Nb2O5、Ta2O5陶瓷中的一种或多种和Cu、Fe、Ni、Al、Zn、Sn、Ti、Ag、Au、Pt中的一种或多种组份组成的致密烧结体。连接杆2是以NiFe2O4、ZnFe2O4、(ZnxNi1-x)Fe2O4、CuFe2O4、CuAl2O4、NiAl2O4、(CuxNi1-x)Al2O4中的一种或多种氧化物陶瓷为主体，还可加入SiC、TiC、Al2O3、SiO2陶瓷的一种或多种；金属相则由Cu、Ni、Fe、Al、Zn、Sn、Ti中的一种或多种组成。
连接杆2是以金属相和陶瓷相组元成分梯度变化的金属陶瓷棒，其中与惰性电极底座相连一端的成分与惰性电极的成分一致，与电解槽金属电极相连端为富金属相。连接杆2的富金属相端可直接与电解槽金属电极导杆联接，也可以在其中埋入金属电极导杆。
本发明可在空腔中填充Al2O3等材料来保持电极温度的相对稳定和减少电极的表面散热。
电极的制备采用压制成型和气氛烧结等工艺完成。先在预制的橡胶或乳胶模套内分步装入定量的各种预混合粉料，采用冷等静压工艺(CIP)压制出电极毛坯；经过适当机加工后，在控制氧分压的氮气或氩气气氛中对电极毛坯进行高温烧结；最后对电极表面进行精加工。
本发明所述惰性阳极其工作面和与熔融盐电解质接触部分采用了耐腐蚀的陶瓷或金属陶瓷材料，在电解过程中不自耗或者自耗很小，既可保证电解铝的纯度，又节省了碳资源，且无不良气体的排放，一方面降低了电解铝的成本，另一方面避免了环境污染；与电解槽金属电极相连的连接杆采用梯度过渡技术，避免了因物质突变带来的材料物性参数(如热膨胀系数、电导率等)的突变以及由此引起的高热应力，同时避免了金属电极与电极连接部分结合强度低易开裂的问题，延长了电极的使用寿命；在外壁和连接杆之间采用空腔降低了电极的单重和电极成本，有利于保持电解槽温度的稳定和降低能耗。电极的制备采用软包套冷等静压技术(CIP)一次完成电极毛坯的成型，采用控制气氛下的烧结一次便可实现电极毛坯的致密化，缩短了电极制备周期。
附图说明
图1：惰性阳极截面示意图；图2：惰性阳极连接杆金属相和陶瓷相组元成分梯度变化示意图。
a.NiFe2O4-80(Cu-75Fe-5Ni)b.NiFe2O4-60(Cu-70Fe-5Ni)c.NiFe2O4-46(Cu-60Fe-5Ni)d.NiFe2O4-35(Cu-50Fe-5Ni)e.NiFe2O4-27(Cu-40Fe-5Ni)f.NiFe2O4-20(Cu-35Fe-5Ni)g.NiFe2O4-15(Cu-20Fe-5Ni)h.NiFe2O4-10(Cu-4Ni)
具体实施方式
a＞成分：耐腐蚀陶瓷相组分为NiFe2O4-NiO，金属相组分为Cu-Ni-Fe。杯状外壁1的材料组分为(NiFe2O4-NiO)-10(Cu-5Ni)(数字为质量百分比，下同)。梯度棒2的成分分布如图2所示。
b＞制备过程1＞.陶瓷粉的制备：以Fe2O3和NiO为原料，按反应产物为NiFe2O4或NiFe2O4-5NiO称取原料以及一定量的水，一并倒入球料质量比为8∶1左右的球磨桶中滚动球磨2～4h。倒出原料混合料和磨球，于80～100℃干燥脱除水份后，筛出磨球，将干燥的原料混合料放入陶瓷坩埚，在大气中随炉升温至1200℃，保温4h后，炉冷至室温。重复上述湿磨、干燥、筛分过程，得到陶瓷粉末。
2＞.混料：按所需成分配比称取陶瓷和金属粉末，添加适量的聚乙烯醇水溶液，重复a中所述的湿磨、干燥、筛分过程，得到混合粉末。
3＞.装模：在A和B端封闭的乳胶模中(胶模的形状类似图1，模壁厚2～4mm)，先逐次填充2部分各层，再填充1部分，边填充边摇实，控制好2部分各层的高度以及1部分最终填充高度，塞入橡胶塞并用铁丝将其于胶模捆牢。
4＞.冷等静压成型：缓慢加压至100～200Mpa，保压2～5min后，缓慢卸压，提出胶模，取出电极压坯。
5＞.烧结致密化：压坯经机加工后放入高温气氛烧结炉，在流动氩气或氮气的气氛中，程序升温至400～450℃，保温4～6h。然后封闭高温炉，加热至1200～1300℃，保温4～8h后，炉冷至室温。
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