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导流槽用大厚度可润湿性TiB2涂层阴极的制备与性能研究

2020-11-21阅读(257)

导流槽用大厚度可润湿性TiB2涂层阴极的制备与性能研究

论文摘要

导流型铝电解槽因能大幅降低铝电解能耗而愈来愈受到铝业界的关注。该种电解槽开发中的一个关键问题是新型阴极材料的制备。本文的目的就是研制能够满足导流型铝电解槽要求的厚度大、寿命长,同时又具有优良性能（抗热震性、与铝液润湿性、抗腐蚀性、耐磨性和抗钠渗蚀性等）的TiB2涂层阴极。为此,本文针对现有TiB2涂层阴极制备技术所制备的大厚度TiB2涂层阴极的力学性能问题,提出了采用形稳粒子增强剂和颗粒级配来改进涂层力学性能的方法,并制备出性能良好的大厚度涂层。主要研究内容与成果如下: （1）通过添加形稳粒子增强剂TA来提高涂层与基体的匹配性,并考查其导电性。实验结果表明,TA的加入有助于改善涂层的力学性能,但涂层导电性随着TA含量的增加而降低,因此TA的加入量控制在接近6%的范围既能提高涂层力学性能,又能保证涂层具有较理想的导电性。 （2）以颗粒级配思想为指导,运用正交实验研究不同颗粒级配的TiB2粉末、石油焦和阴极碎对涂层力学性能的影响。实验结果表明不同级配TiB2涂层阴极的密度有差异,发现密度较大的TiB2涂层阴极在经过高温碳化后不开裂、不分层、不脱落,表观形貌较好。 （3）在现行190kA预焙铝电解槽上进行了TiB2涂层阴极的工业生产试验,考核在用焦粒焙烧所产生的热量制备TiB2涂层阴极的过

论文目录

  • 第一章 前言
  • 第二章 文献综述
  • 2.1 新型铝电解槽研究进展
  • 2.1.1 单独采用惰性阳极的铝电解槽
  • 2.1.2 单独采用惰性可润湿性阴极的铝电解槽
  • 2.1.3 惰性阳极和可润湿性阴极联合使用的铝电解槽
  • 2.2 铝电解用惰性可润湿性阴极的研究进展
  • 2.2.1 新型铝电解槽对惰性可润湿性阴极的要求
  • 2惰性可润湿性阴极材料的研究与应用'>2.2.2 铝电解用TiB2惰性可润湿性阴极材料的研究与应用
  • 2.3 铝电解用阴极材料的导电性能研究
  • 2.4 采用颗粒级配的方法优化材料的性能
  • 2.5 本文实验研究内容及其方案
  • 2涂层阴极导电性研究'>第三章 TiB2涂层阴极导电性研究
  • 3.1 引言
  • 3.2 实验
  • 2粉末的物理、化学性能检测'>3.2.1 原料TiB2粉末的物理、化学性能检测
  • 2涂层阴极试样的制备'>3.2.2 TiB2涂层阴极试样的制备
  • 2涂层阴极的常温固化'>3.2.3 TiB2涂层阴极的常温固化
  • 2涂层阴极电阻率测试'>3.2.4 TiB2涂层阴极电阻率测试
  • 3.3 结果与讨论
  • 2粉末的分析'>3.3.1 所用原料TiB2粉末的分析
  • 2涂层阴极的常温固化'>3.3.2 TiB2涂层阴极的常温固化
  • 2涂层阴极电阻率测试原理'>3.3.3 TiB2涂层阴极电阻率测试原理
  • 3.3.4 电极石墨的电阻率
  • 2粉末原料所制备的TiB2涂层阴极的电阻率'>3.3.5 不同TiB2粉末原料所制备的TiB2涂层阴极的电阻率
  • 2涂层阴极电阻率的影响'>3.3.6 TA（形稳粒子增强剂）含量对TiB2涂层阴极电阻率的影响
  • 3.4 本章小结
  • 2涂层阴极性能影响的研究'>第四章 颗粒级配对TiB2涂层阴极性能影响的研究
  • 4.1 引言
  • 4.2 实验
  • 4.2.1 原料粒度的测定分析
  • 2涂层阴极试样配方的确定'>4.2.2 TiB2涂层阴极试样配方的确定
  • 2涂层阴极试样的制备'>4.2.3 TiB2涂层阴极试样的制备
  • 2涂层阴极密度测试'>4.2.4 TiB2涂层阴极密度测试
  • 2涂层阴极试样的制备'>4.2.5 大厚度TiB2涂层阴极试样的制备
  • 4.3 结果与讨论
  • 4.3.1 原料粒度的结果与分析
  • 2涂层阴极试样密度测试结果与分析'>4.3.2 大厚度TiB2涂层阴极试样密度测试结果与分析
  • 2涂层阴极试样讨论'>4.3.3 大厚度TiB2涂层阴极试样讨论
  • 4.4 本章小结
  • 2涂层阴极在现行大型预焙铝电解槽上进行工业生产试验'>第五章 导流槽用TiB2涂层阴极在现行大型预焙铝电解槽上进行工业生产试验
  • 5.1 引言
  • 5.2 试验
  • 5.2.1 试验配方的确定
  • 5.2.2 试验对象
  • 2涂层阴极糊料的制备及涂抹'>5.2.3 TiB2涂层阴极糊料的制备及涂抹
  • 2涂层阴极'>5.2.4 常温固化TiB2涂层阴极
  • 2涂层阴极的炭化'>5.2.5 电解槽的焙烧启动及TiB2涂层阴极的炭化
  • 5.2.6 电解槽指标的检测
  • 5.3 结果与讨论
  • 2涂层阴极的常温固化'>5.3.1 TiB2涂层阴极的常温固化
  • 2涂层阴极的炭化过程及电解槽的焙烧启动'>5.3.2 TiB2涂层阴极的炭化过程及电解槽的焙烧启动
  • 2涂层阴极的寿命分析'>5.3.3 TiB2涂层阴极的寿命分析
  • 5.3.4 电解槽电流分布
  • 5.3.5 电解槽炉底压降
  • 5.3.6 电流效率
  • 5.4 本章小结
  • 第六章 结论与展望
  • 6.1 结论
  • 2涂层阴极导电性研究'>6.1.1 TiB2涂层阴极导电性研究
  • 2涂层阴极性能影响的研究'>6.1.2 颗粒级配对TiB2涂层阴极性能影响的研究
  • 2涂层阴极在现行大型预焙铝电解槽上进行工业生产试验'>6.1.3 导流槽用TiB2涂层阴极在现行大型预焙铝电解槽上进行工业生产试验
  • 6.2 展望与建议
  • 参考文献
  • 致谢
  • 攻读硕士学位期间发表的论文

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