[发明专利]多层阴极块

权利要求书

1.一种用于电解槽的多层阴极块，所述多层阴极块至少具有带有表面膨胀指数的表面层以及带有第二膨胀指数的第二层：

所述表面层包括第一总量的表面润湿剂；以及

所述第二层包括第二总量的润湿剂，所述表面层直接叠加至所述第二层，所述第二层中的所述润湿剂包括金属硼化物前体，当所述阴极块暴露于所述电解槽的启动和操作条件时，所述金属硼化物前体一起反应以原位产生金属硼化物成分，所述第二总量低于所述第一总量，并且被选择成使所述表面层与所述第二层的膨胀指数之间的差异最小化。

2.根据权利要求1所述的多层阴极块，所述多层阴极块具有带有第三膨胀指数的第三层，所述第三层包括第三总量的润湿剂，所述第二层直接叠加至所述第三层，所述第三层中的所述润湿剂包括金属硼化物前体，当所述阴极块暴露于所述电解槽的启动和操作条件时，所述金属硼化物前体一起反应以原位产生金属硼化物成分，所述第三总量低于所述第二总量，并被选择以使所述第二层与所述第三层的膨胀指数之间的差异最小化。

3.根据权利要求1或2所述的多层阴极块，其中，所述表面润湿剂和所述润湿剂选自包括金属硼化物、金属硼化物前体、以及所述金属硼化物和金属硼化物前体的混合物的组。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的多层阴极块，其中，所述表面润湿剂包括金属硼化物和金属硼化物前体。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的多层阴极块，其中，所述表面润湿剂包括基本上没有金属硼化物前体的金属硼化物。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的多层阴极块，其中，所述表面润湿剂包括金属硼化物，并且所述金属硼化物的金属选自由钛、锆、钒、铪、铌、钽、铬、以及钼组成的组。

7.根据权利要求6所述的多层阴极块，其中，所述金属硼化物是TiB₂。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的多层阴极块，其中，所述表面润湿剂包括金属硼化物前体，而所述金属硼化物前体包括金属氧化物和氧化硼，其中所述金属氧化物和所述氧化硼以簇的形式物理连接并且所述氧化硼由所述金属氧化物紧密支撑。

9.根据权利要求8所述的多层阴极块，其中，所述金属氧化物的所述金属是钛。

10.根据权利要求3所述的多层阴极块，其中，所述第二层中的所述润湿剂包括金属硼化物和金属硼化物前体。

11.根据权利要求3所述的多层阴极块，其中，所述第二层中的所述润湿剂包括基本上没有金属硼化物的金属硼化物前体。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的多层阴极块，其中，所述第二层中所述润湿剂的所述金属硼化物前体包括金属氧化物和氧化硼，其中所述金属氧化物和所述氧化硼以簇的形式物理连接，并且所述氧化硼由所述金属氧化物紧密支撑。

13.根据权利要求12所述的多层阴极块，其中，所述金属氧化物的所述金属是钛。

14.根据权利要求7所述的多层阴极块，其中，所述第一总量在20wt％到95wt％之间的范围内。

15.根据权利要求4所述的多层阴极块，其中，所述金属硼化物是TiB₂而所述第一总量在20wt％到50wt％之间的范围内。

16.根据权利要求4所述的多层阴极块，其中，所述金属硼化物是TiB₂，而所述第一总量在20wt％到80wt％之间的范围内，包括0至50wt％的TiB₂以及0至30wt％的金属硼化物前体。

17.根据权利要求4所述的多层阴极块，其中，所述金属硼化物是TiB₂而所述第二总量在5wt％到40wt％之间的范围内。

18.根据权利要求4所述的多层阴极块，其中，所述第二层中的所述润湿剂包括0至40wt％的TiB₂以及5至30wt％的金属硼化物前体。

19.根据权利要求3所述的多层阴极块，其中，所述金属硼化物是TiB₂而所述第二总量在5wt％到90wt％之间的范围内。