[发明专利]一种熔盐电解铝惰性阳极及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种熔盐电解铝惰性阳极，其特征在于：该熔盐电解铝惰性阳极由金属相和氧化物相组成，两相的重量比为：金属相∶氧化物相＝25～50∶75～50，氧化物相由Al₂O₃，ZrO₂，V₂O₅，CeO₂和MgO五种组元组成，五种组元的重量比为：Al₂O₃∶ZrO₂∶V₂O₅∶CeO₂∶MgO＝(90～71)∶(5～15)∶(2～6)∶(2～5)∶(1～3)，所加入的氧化物为工业纯的微米粉末状；惰性阳极的金属相由5到7种金属元素组成，这5到7种金属从如下13种金属元素中选取：Cu，Ni，Co，Fe，Al，Mn，Zn，Cr，Ti，Nb，V，Ta，和Y，所加入的金属成分为99.0～99.9％的工业纯度的微米级粉末状；

上述熔盐电解铝惰性阳极的制备方法包括两个阶段，具体如下：

一阶段为制取混合氧化物纳米和准纳米粉末：按重量百分比称取各种氧化物粗粉末，用机械或手工混合，在900-1000℃温度下煅烧4-6小时，放入高能球磨机中进行20-26小时的球磨；高能球磨机为立式或卧式搅拌磨，高能球磨的工艺参数为：球料重量比不少于6，搅拌转速不少于100转/分；球料由直径为4，6，8，16，25mm五种级别的硬质合金磨球组成；经高能球磨的混合粉末，其粒度为80～200nm；

二阶段为制备惰性阳极，按下述五步骤进行：

a.普通球磨法制备混合粉料：将预定重量的混合氧化物纳米/准纳米粉末和混合金属粉末与分散剂、粘结剂及表面改性剂，一同加入球磨机中，进行不少于8小时的球磨；表面改性剂用伯醇HO-R或油酸，加入量为混合料重的0.5～1.0％；分散剂为工业酒精、或蒸馏水、或纯净水；粘结剂为聚乙烯醇，或聚乙烯聚合物，或聚乙二醇，或聚碳酸酯，或聚乙烯醋酸酯，或羧甲基纤维素，粘结剂的加入量为金属与氧化物混合粉重的3～7％，粘结剂在普通球磨出料前两小时加入；

b.低温干燥：低温干燥的温度为80～120℃，干燥的时间则依物料量的多少，料层的厚度而定，一般在6-8小时；

c.压成型：用金属模机械压成型或用橡皮模等静压成形，成型压力为150～250Mpa，根据惰性阳极形状和尺寸要求的不同，压成形的模具形状为常规的几何形状；

d.成形坯料的烧结：坯料在真空烧结炉或保护气氛高温烧结炉中烧结，保护气氛烧结用纯度99.99％氩气保护；真空烧结在10^-1～10^-2Pa的真空度下烧结；烧结温度为1250-1450℃，烧结高温保持时间90-150分钟，烧结前后柱状试样的长度或径向收缩率为74～76％；

e.对惰性阳极用车床切削加工出螺纹，以便同电解的导电汇流牌相连。