Электрод алюминиевого электролизера (варианты) - RU2016111763A
Код документа: RU2016111763A
Формула
1. Электрод электролизера для электролитического получения алюминия из оксида алюминия, растворенного в расплавленном электролите, включающий основу электрода и нанесенное на основу поверхностное покрытие, выполненное на основе тугоплавкой керамики или выполненное из тугоплавкой керамики, отличающийся тем, что основа электрода выполнена из композиционного материала с содержанием от 5 до 90 мас. % тугоплавкой керамики и с содержанием, по меньшей мере, одного металла с температурой плавления выше 1000°C, образующего при взаимодействии с алюминием тугоплавкие интерметаллиды, и/или с содержанием, по меньшей мере, одного сплава такого металла.
2. Электрод по п. 1, отличающийся тем, что в качестве металла с температурой плавления выше 1000°C в составе композиционного материала использован, по меньшей мере, один из следующих металлов: железо, никель, марганец, титан, тантал, цирконий, хром, ниобий, кобальт, ванадий и/или, по меньшей мере, один его сплав.
3. Электрод по п. 1, отличающийся тем, что в качестве тугоплавкой керамики в композиционном материале основы электрода и в композиционном материале поверхностного покрытия использованы бориды и карбиды титана, циркония, ниобия, тантала, вольфрама, молибдена, карбиды бора и/или их смеси.
4. Электрод по п. 3, отличающийся тем, что в композиционном материале основы электрода бориды и карбиды образованы в процессе изготовления электрода путем добавления бора и углерода в металл и/или сплав, входящие в состав композиционного материала.
5. Электрод по п. 3, отличающийся тем, что в композиционном материале тугоплавкая керамика равномерно распределена по всему объему материала в виде частиц размером 1-1000 мкм.
6. Электрод по п. 1, отличающийся тем, что в качестве поверхностного покрытия на основу электрода нанесен композиционный материал с содержанием тугоплавкой керамики более 90 мас. %.
7. Электрод по п. 1, отличающийся тем, что поверхность основы электрода из композиционного материала, расположенная под поверхностным покрытием из тугоплавкой керамики, насыщена углеродом.
8. Электрод по п. 1, отличающийся тем, что он представляет собой катод или катодную часть биполярного электрода.
9. Электрод электролизера для электролитического получения алюминия из оксида алюминия, растворенного в расплавленном электролите, включающий основу электрода и нанесенное на основу поверхностное покрытие, выполненное на основе тугоплавкой керамики или выполненное из тугоплавкой керамики, отличающийся тем, что основа электрода выполнена из стали или металлического сплава с нанесенным на поверхность основы электрода промежуточным слоем из композиционного материала с содержанием от 5 до 90 мас. % тугоплавкой керамики и с содержанием, по меньшей мере, одного металла с температурой плавления выше 1000°C, образующего при взаимодействии с алюминием тугоплавкие интерметаллиды, и/или с содержанием, по меньшей мере, одного сплава такого металла.
10. Электрод по п. 9, отличающийся тем, что в качестве материала основы из металлического сплава использована конструкционная углеродистая сталь.
11. Электрод по п. 10, отличающийся тем, что в качестве материала основы использованы жаропрочная и жаростойкая сталь или жаропрочный и жаростойкий металлический сплав.
12. Электрод по п. 9, отличающийся тем, что в качестве металла с температурой плавления выше 1000°C в составе композиционного материала использован, по меньшей мере, один из следующих металлов: железо, никель, марганец, титан, тантал, цирконий, хром, ниобий, кобальт, ванадий и/или, по меньшей мере, один его сплав.
13. Электрод по п. 9, отличающийся тем, что в качестве тугоплавкой керамики в составе композиционного материала использованы бориды и карбиды титана, циркония, ниобия, тантала, вольфрама, молибдена, карбиды бора и/или их смеси.
14. Электрод по п. 13, отличающийся тем, что бориды и карбиды в композиционном материале основы электрода образованы в процессе изготовления электрода путем добавления бора и углерода в металл или сплав, входящие в состав композиционного материала.
15. Электрод п. 13, отличающийся тем, что тугоплавкая керамика в композиционном материале находится в виде частиц с размером 1-1000 мкм, при этом частицы равномерно распределены по объему материала.
16. Электрод по п. 9, отличающийся тем, что промежуточный слой выполнен из композиционного материала, в котором содержание тугоплавкой керамики увеличено по толщине слоя от основы электрода к поверхностному покрытию от 5 до 90 мас. % вблизи поверхности основы до величины более 90% вблизи поверхностного покрытия.
17. Электрод по п. 9, отличающийся тем, что на поверхность основы электрода, покрытую промежуточным слоем из композиционного материала с содержанием керамики от 5 до 90 мас. % нанесен дополнительный слой с содержанием керамики более 90 мас. %.
18. Электрод по п. 9, отличающийся тем, что суммарная толщина промежуточного слоя и поверхностного покрытия составляет 0,5-10 мм.
19. Электрод по п. 9 или 17, отличающийся тем, что под смачиваемым алюминием поверхностным покрытием на основе тугоплавкой керамики или из тугоплавкой керамики расположена насыщенная углеродом поверхность промежуточного слоя или дополнительного слоя.
20. Электрод по п. 9, отличающийся тем, что он представляет собой катод или катодную часть биполярного электрода.
