[发明专利]在高温下在氧和液态金属环境中高电流的导体

权利要求书

1.一种用于电连接液态金属阳极与电解池的电流源的装置，包括：

(a)具有第一端和第二端的管，所述管包含在氧分压高于0.1atm的环境中稳定且在至少10℃/cm的热梯度中稳健的材料；

(b)布置在所述管的第一端的第一电子导体；和

(c)用于电连接第一电子导体与所述电解池的电流源的第二电子导体，所述第二导体至少部分布置在所述管内。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述第二导体包括上芯和下芯。

3.根据权利要求2所述的装置，其中所述上芯包含金属或金属氧化物。

4.根据权利要求2所述的装置，其中所述下芯具有高于所述电解池的操作温度的熔点。

5.根据权利要求2所述的装置，其中所述上芯和下芯中的至少一个包含铜、镍、钴、铁、铬、锰、钼、钨、铌、铱及其合金中的至少一种。

6.根据权利要求2所述的装置，其中所述上芯和下芯通过压入配合、固态扩散结合和摩擦焊接中的至少一者连接。

7.根据权利要求1所述的装置，进一步包括与所述第一导体和所述第二导体电子通信的接触件。

8.根据权利要求7所述的装置，其中所述接触件具有低于所述电解池的操作温度的熔点或固相点且在所述电解池的操作温度下呈液态或半固态，以及具有低于0.1欧姆的电阻。

9.根据权利要求7所述的装置，其中所述接触件包含银、铜、锡、铋、铅、锑、锌、镓、铟、镉及其合金中的至少一种。

10.根据权利要求1所述的装置，进一步包括布置在所述管和所述第一导体之间的密封件，其中所述密封件具有高于所述电解池的操作温度的液相点或玻璃化转变。

11.根据权利要求10所述的装置，其中所述密封件在所述液态金属阳极中稳定并且具有低氧扩散率。

12.根据权利要求10所述的装置，其中所述密封件包含在约1200℃至约1300℃的周围软化的玻璃、在或高于约1200℃时软化和/或烧结的粉末、及其混合物中的至少一种。

13.根据权利要求10所述的装置，其中所述密封件包含氧化铝、氧化锆、氧化镁和其他金属氧化物中的至少一种。

14.根据权利要求10所述的装置，进一步包括布置在所述密封件和所述接触件之间的另一种材料。

15.根据权利要求14所述的装置，其中所述另一种材料是镧锶亚锰酸盐(LSM)或适合于所述第一导体的另一种材料，其中所述第一导体包含A点缺陷受体掺杂的铁酸镧或钴酸镧，其中A包括选自La点中的Ca、Ce、Pr、Nd和Gd；和Fe或Co点中的Ni、Cr、Mg、Al和Mn的掺杂剂。

16.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一导体在所述液态金属阳极中具有低溶解度，具有低氧扩散率且在富氧环境中稳定。

17.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一导体包含A点缺陷受体掺杂的铁酸镧或钴酸镧，其中A包括选自La点中的Ca、Ce、Pr、Nd和Gd；和Fe或Co点中的Ni、Cr、Mg、Al和Mn的掺杂剂。

18.根据权利要求1所述的装置，其中所述管包含氧化铝、多铝红柱石、石英玻璃、熔融二氧化硅及其组合中的至少一种。

19.一种用于电连接液态金属阳极与电解池的电流源的方法，所述方法包括：

(a)提供具有第一端和第二端的管，所述管包含在氧分压高于0.1atm的环境中稳定且在至少10℃/cm的热梯度中稳健的材料；

(b)提供布置在所述管的第一端的第一电子导体；和

(c)提供用于电连接第一电子导体与所述电解池的电流源的第二电子导体，所述第二导体至少部分布置在所述管内。

20.根据权利要求19所述的方法，其中所述第二导体包括上芯和下芯。

21.根据权利要求20所述的方法，其中所述上芯包含金属或金属氧化物。

22.根据权利要求20所述的方法，其中所述下芯具有高于所述电解池的操作温度的熔点。