[发明专利]铝电解陶瓷基惰性阳极与金属导杆连接结构及其制备方法

权利要求书

1.一种铝电解陶瓷基惰性阳极与金属导杆的连接结构，包括陶瓷基惰性阳极和金属导杆(1)，其特征是：所述的陶瓷基惰性阳极和金属导杆(1)之间采用粘结剂粘接，所述粘结剂由填充料和磷酸盐溶液构成：

A、所述粘结剂中磷酸盐溶液与填充料的固液比为0.1、0.3或0.6；

B、所述填充料由固化剂和辅助料组成，填充料中固化剂含量占填充料总质量分数的10～20wt％，各物质的添加量均在0-100wt％间调控；所述填充料中的固化剂成分包括A_xO_y，AB₂O₄及其混合物；所述填充料中的辅助料成分由A、B、C所表示的金属、由A_xO_y、AB₂O₄所表示的氧化物，以及上述氧化物添加金属或合金所构成的由m wt％A_xO_y+n wt％C、m wt％AB₂O₄+n wt％C、m wt％(m wt％AB₂O₄+n wt％A_xO_y)+n wt％C的所表示的金属陶瓷所构成，其中：

A为Ni，Mg，Al，Co，Zn，Sn，Cu，Zr，Li或Fe中的至少一种；

B为Fe，Al，Co，Mn，Cr或Ge中的至少一种；

C为A和B中所述金属中的一种或几种成分所构成的合金；

x代表数字1-6；

y代表数字1-6；

m代表数字0-100，n代表数字0-100，且m+n＝100。

2.根据权利要求1所述的铝电解陶瓷基惰性阳极与金属导杆的连接结构，其特征是：所述的金属导杆包含全系列的铁、钢铁制品、镍基合金、铜基合金、钴基合金连杆；所述陶瓷基惰性阳极，包括氧化物陶瓷和由A_xO_y所表示的复合氧化物陶瓷阳极，其中复合氧化物陶瓷主要包括由AB₂O₄所表示的尖晶石型氧化物，以及由上述一种或多种氧化物添加金属或合金所构成的由m wt％A_xO_y+n wt％C、m wt％AB₂O₄+n wt％C、m wt％(m wt％AB₂O₄+n wt％A_xO_y)+n wt％C所表示的金属陶瓷。

3.制备权利要求1所述的铝电解陶瓷基惰性阳极与金属导杆的连接结构的方法，其特征在于：

步骤1：粘结剂配制

粘结剂由磷酸盐溶液和填充料构成，填充料由固化剂和辅助料构成，各物质的添加量均在0-100wt％间调控；填充料中固化剂通常采用CuO、Al₂O₃、MgO、ZrO₂、ZnO成分，辅助料由陶瓷和金属粉末混合而成，陶瓷相成分通常由NiFe₂O₄、NiO、Ni₂O₃、Fe₂O₃、Fe₃O₄、FeO粉末构成；金属相成分通常由Ni、Cu、Ag、Ti、Al粉末及上述金属元素的二元或多元合金粉末构成；配制粘结剂时，粘结剂的磷酸盐溶液和填充料的固液比为0.1、0.3或0.6，磷酸盐溶液的质量浓度大于为50％，填充料中固化剂含量占填充料总质量分数的10～20wt％，辅助料的使用比例为填充料总质量分数的80～90wt％；

步骤2：惰性阳极及金属导杆粘接界面的金属化处理

主要是对惰性阳极和金属导杆上与粘接剂相接触的部位实行表面金属化处理，其方法为：对待处理表面用酸、碱清洗去除表面油污及杂质后，对其进行镀镍或镀银、镀铜，镀层厚度为20μm～200μm；

步骤3：粘接与固化

首先将金属导杆、粘结剂和惰性阳极沿设定方向依次组装，并使粘结剂均匀分布于导杆和阳极的连接界面之间；将粘接好的电极于室温下进行粘结剂的固化处理，室温固化时间2h～6h，然后把粘接件置于干燥箱内40℃～100℃干燥1h～4h，最后进行连接件的高温处理，处理温度为120℃-200℃，处理时间为10h～48h，即完成陶瓷基惰性阳极与金属导杆间的粘接连接。