[发明专利]一种铝电解用TiB2基复合阴极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种铝电解用TiB₂基复合阴极材料的制备方法，其特征在于，是将50～89mass%TiB₂粉末、10～35mass%纳米溶胶、0.5～10mass%添加剂、0.5～5mass%增强剂均匀混合成型后，在合适气氛下烧结，得到TiB₂基复合阴极材料；添加剂选用AlF₃粉末、Na₃AlF₆粉末、NaF粉末、CaF₂粉末中的一种或多种；增强剂选用碳纤维、碳化硅纤维、氧化铝纤维、SiC颗粒、B₄C颗粒、TiC颗粒、Si₃N₄颗粒中的一种或多种；纳米溶胶在烧结过程中原位反应生成尖晶石，所得尖晶石为铝镁尖晶石、铝铁尖晶石、镍铁尖晶石、镍铝尖晶石、镁铬尖晶石、锌铝尖晶石中的一种或一种以上，选用的纳米溶胶为Al₂O₃溶胶与MgO溶胶、Al₂O₃溶胶与FeO溶胶、Fe₂O₃溶胶与NiO溶胶、Al₂O₃溶胶与NiO溶胶、Cr₂O₃溶胶与MgO溶胶、Al₂O₃溶胶与ZnO溶胶中的一组或一组以上。

2.根据权利要求1所述的一种铝电解用TiB₂基复合阴极材料的制备方法，其特征在于其烧结温度为1000～1500℃，烧结时间为1～15h。

3.根据权利要求1和2所述的一种铝电解用TiB₂基复合阴极材料，其特征在于其烧结方式采用真空烧结、还原气氛烧结、惰性气氛烧结中的一种。选用真空烧结时，真空度保持在10^-3～10^-2Pa；选用还原气氛烧结时，先抽真空处理，真空度保持在10^-2～10^-1Pa，然后通入CO气体，压力维持在0.5～1.2×10⁵Pa范围内；惰性气氛烧结时，先抽真空处理，真空度保持在10^-2～10^-1Pa，然后通入惰性气体，压力维持在0.5～1.2×10⁵Pa范围内，采用的惰性气体为Ar、N₂中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的一种铝电解用TiB₂基复合阴极材料的制备方法，其特征在于，所述的TiB₂粉末颗粒粒度为1～150μm。

5.根据权利要求1所述的一种铝电解用TiB₂基复合阴极材料的制备方法，其特征在于，所述的纳米溶胶的固含量为5～30mass%，溶胶颗粒粒度在10～150nm。

6.根据权利要求1所述的一种铝电解用TiB₂基复合阴极材料的制备方法，其特征在于，所述的纤维增强剂的直径为1～500μm；颗粒增强剂的平均尺寸为3～100μm。

7.一种铝电解用TiB₂基复合阴极材料，其特征在于，是由权利要求1-6任一项所述的方法制备而成的。