[发明专利]含有硬质材料的表面异形阴极块

权利要求书

1.一种具有基层（30、30′、30″）并具有盖层（32、32′、32″）的铝电解槽用阴极块（20、20′、20″），其中所述基层（30、30′、30″）含有石墨，所述盖层（32、32′、32″）至少在特定区域中具有异形表面，且所述盖层（32、32′、32″）含有碳复合材料，所述碳复合材料含有15重量%至小于50重量%的具有至少1000℃熔点的硬质材料。

2.根据权利要求1所述的阴极块（20、20′、20″），特征在于，

存在于所述盖层（32、32′、32″）中的所述硬质材料具有至少1000N/mm²、优选至少1500N/mm²、特别优选至少2000N/mm²且非常特别地优选至少2500N/mm²的努氏硬度，所述努氏硬度是根据DIN EN843-4测得的。

3.根据权利要求1或2所述的阴极块（20、20′、20″），特征在于，

存在于所述盖层（32、32′、32″）中的所述硬质材料选自二硼化钛、二硼化锆、二硼化钽、碳化钛、碳化硼、碳氮化钛、碳化硅、碳化钨、碳化钒、氮化钛、氮化硼、氮化硅、二氧化锆、氧化铝以及两种或更多种上述化合物的任何期望的化学组合和/或混合物。

4.根据前述权利要求中的至少一项所述的阴极块（20、20′、20″），特征在于，

存在于所述盖层（32、32′、32″）中的所述硬质材料具有单峰粒度分布，其中根据ISO 13320-1通过静态光散射确定的平均体积加权粒度（d_3,50）为10至20μm，优选12至18μm并特别优选14至16μm。

5.根据权利要求1至3中的至少一项所述的阴极块（20、20′、20″），特征在于，

存在于所述盖层（32、32′、32″）中的所述硬质材料具有单峰粒度分布，其中根据ISO 13320-1通过静态光散射确定的平均体积加权粒度（d_3,50）为3至10μm并优选4至6μm。

6.根据前述权利要求中的至少一项所述的阴极块（20、20′、20″），特征在于，

根据ISO 13320-1通过静态光散射确定的所述硬质材料的d_3,90粒度为20至40μm并优选25至30μm。

7.根据权利要求1至5中的至少一项所述的阴极块（20、20′、20″），特征在于，

根据ISO 13320-1通过静态光散射确定的所述硬质材料的d_3,90粒度为10至20μm并优选12至18μm。

8.根据前述权利要求中的至少一项所述的阴极块（20、20′、20″），特征在于，

根据ISO 13320-1通过静态光散射确定的所述硬质材料的d_3,10粒度为2至7μm并优选3至5μm。

9.根据权利要求1至7中的至少一项所述的阴极块（20、20′、20″），特征在于，

根据ISO 13320-1通过静态光散射确定的所述硬质材料的d_3,10粒度为1至3μm并优选1至2μm。

10.根据前述权利要求中的至少一项所述的阴极块（20、20′、20″），特征在于，

所述硬质材料是非氧化性钛陶瓷且优选为二硼化钛，并具有跨度值是0.65至3.80并特别优选1.00至2.25的粒度分布，所述跨度值是根据如下方程式计算的：

跨度=(d_3,90-d_3,10)/d_3,50。

11.根据前述权利要求中的至少一项所述的阴极块（20、20′、20″），特征在于，

所述硬质材料含有至少80重量%、优选至少90重量%、特别优选至少95重量%、非常特别地优选至少99重量%且最优选100重量%的非氧化性钛陶瓷并优选二硼化钛。

12.根据前述权利要求中的至少一项所述的阴极块（20、20′、20″），特征在于，

所述盖层（32、32′、32″）含有15至40重量%并优选15至30重量%的具有至少1000℃熔点的硬质材料。