【技术实现步骤摘要】
本申请涉及铝工业，尤其涉及铝电解领域。
技术介绍
1、目前，氧化铝-冰晶石熔盐电解法所用的惰性阳极材料主要分为三类：金属合金类、陶瓷类和金属陶瓷类，其中由于金属陶瓷类材料可以兼具金属合金的高导电性和陶瓷的耐腐蚀性，而成为惰性阳极材料中最有潜力的候选者。然而金属陶瓷材料也存在一些缺陷。金属相含量高时耐电解质熔体腐蚀性能会降低，而金属相含量低时材料的导电性能、抗热冲击性能则会降低，其与金属导杆连接的难度也会增加。具体而言，在电解反应过程中，当金属陶瓷阳极的金属相含量较高时，金属相的优先氧化和选择性溶蚀较为明显，会使阳极表面疏松，导致电解质渗透到阳极内部，加快陶瓷相的腐蚀从而引起阳极的肿胀、损坏和污染铝液。金属陶瓷阳极与金属导杆需要有良好的机械连接和电气连接，然而低金属相金属陶瓷与金属导杆之间的导电性和热膨胀系数差异较大，会导致热应力的产生，从而产生裂纹，降低阳极的使用寿命。
2、因此，对于金属陶瓷材料的惰性阳极来说，与电解质熔体接触的电解反应面，金属陶瓷材料中的金属相含量要低一些才有利于提高阳极的耐腐蚀性，而与金属导杆连接区域的金属陶瓷材料中，金属相含量需要高一些才有利于金属导杆的有效连接。
3、为实现金属陶瓷材料在接触电解质熔体的区域具有低金属相含量，而在与导杆连接的区域具有高金属相含量，人们通过结构设计或开发梯度材料，来改进金属陶瓷惰性阳极的综合性能。而金属陶瓷材料的金属相呈现梯度分布又必将影响材料本身的一致性，并进一步影响金属陶瓷惰性阳极的综合性能。目前制备这种具有梯度分布的金属相含量的金属陶瓷惰性阳极
技术实现思路
1、本申请实施例提供了一种惰性阳极的制备方法，以解决具有梯度分布的金属相含量的金属陶瓷惰性阳极一致性难以保持的技术问题。
2、本申请实施例提供一种惰性阳极的制备方法，所述惰性阳极的制备方法包括如下步骤：
3、提供金属陶瓷混合粉料，所述金属陶瓷混合粉料包括陶瓷粉、金属粉、粘接剂，所述陶瓷粉的材料包括nife2o4；
4、将所述金属陶瓷混合粉料压制成惰性阳极生坯；
5、对所述惰性阳极生坯进行脱脂处理和烧结处理，得到惰性阳极预制坯；
6、在所述惰性阳极预制坯预备与电解液接触的表面设置氧化铝粉末、预备与导电杆接触的表面设置氧化铝与碳粉的混合粉末后，对所述惰性阳极预制坯在有氧气氛下进行焙烧，得到所述惰性阳极。
7、在本申请的一些实施例中，所述陶瓷粉的材料还包括nio、tin、zrb2中的至少一种；和/或，
8、所述金属粉的材料为cu、ni、fe、co、cr中的至少一种；和/或，
9、所述金属陶瓷混合粉料还包括添加剂，所述添加剂包括mno2、zro2、y2o3、ceo2、nd2o5中的至少一种；和/或，
10、所述粘接剂包括聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛树脂、液体石蜡中的至少一种。
11、在本申请的一些实施例中，所述金属陶瓷混合粉料中，所述金属粉所占的质量比为5％～30％；和/或，
12、所述金属陶瓷混合粉料中，所述陶瓷粉所占的质量比为65％～90％；和/或，
13、所述金属陶瓷混合粉料中，所述添加剂所占的质量比为0～3％。
14、在本申请的一些实施例中，所述金属陶瓷混合粉料包括：
15、第一粉料，以所述第一粉料的质量百分比计，所述第一粉料包括3％～5％的金属粉、92％～94％的陶瓷粉和0～3％的添加剂；
16、第二粉料，以所述第二粉料的质量百分比计，所述第二粉料包括5％～30％的金属粉、65％～90％的陶瓷粉和0～3％的添加剂；
17、第三粉料，以所述第三粉料的质量百分比计，所述第二粉料包括30％～45％的金属粉、55％～65％的陶瓷粉和0～3％的添加剂，
18、其中，所述惰性阳极包括第一金属陶瓷层、第二金属陶瓷层和第三金属陶瓷层，在所述惰性阳极实施铝电解的过程中，所述第一金属陶瓷层用于与电解液接触，所述第三金属陶瓷层用于与导电杆接触，所述第二金属陶瓷层设置在所述第一金属陶瓷层和所述第三金属陶瓷层之间，所述第一金属陶瓷层由所述第一粉料形成，所述第二金属陶瓷层由所述第二粉料形成，所述第三金属陶瓷层由所述第三粉料形成。
19、在本申请的一些实施例中，所述金属陶瓷混合粉料的粒径不大于830um。
20、在本申请的一些实施例中，所述脱脂处理的温度为600～800℃；和/或，
21、所述脱脂处理在惰性气氛中进行。
22、在本申请的一些实施例中，所述烧结处理包括如下步骤：
23、将经过脱脂处理的所述惰性阳极生坯在1200～1400℃下和预定气氛中处理4～6h，其中，所述预定气氛的氧浓度为100～5000ppm。
24、在本申请的一些实施例中，所述焙烧的温度为900～1200℃；和/或，
25、所述焙烧的持续时间为0.5～2h。
26、在本申请的一些实施例中，所述氧化铝粉末的粒径在1～1000um之间；和/或，
27、所述氧化铝粉末中，粒径为48um以下的粉末所占的质量比为20％以上。
28、在本申请的一些实施例中，所述氧化铝与碳粉的混合粉末中，碳粉所占的质量比为1％～2％。
29、本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：
30、本申请实施例提供的惰性阳极的制备方法，通过制备一体成型的惰性阳极预制坯，再通过氧化和还原的方式形成具有金属相含量不同的梯度结构的惰性阳极，使得所述惰性阳极具有高的一致性。
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1.一种惰性阳极的制备方法，其特征在于，所述惰性阳极的制备方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的惰性阳极的制备方法，其特征在于，所述陶瓷粉的材料还包括NiO、TiN、ZrB2中的至少一种；和/或，
3.根据权利要求2所述的惰性阳极的制备方法，其特征在于，所述金属陶瓷混合粉料中，所述金属粉所占的质量比为5％～30％；和/或，
4.根据权利要求2所述的惰性阳极的制备方法，其特征在于，所述金属陶瓷混合粉料包括：
5.根据权利要求1～4中任意一项所述的惰性阳极的制备方法，其特征在于，所述金属陶瓷混合粉料的粒径不大于830um。
6.根据权利要求5所述的惰性阳极的制备方法，其特征在于，所述脱脂处理的温度为600～800℃；和/或，
7.根据权利要求5所述的惰性阳极的制备方法，其特征在于，所述烧结处理包括如下步骤：
8.根据权利要求5所述的惰性阳极的制备方法，其特征在于，所述焙烧的温度为900～1200℃；和/或，
9.根据权利要求5所述的惰性阳极的制备方法，其特征在于，所述氧化铝粉末的粒径
10.根据权利要求5所述的惰性阳极的制备方法，其特征在于，所述氧化铝与碳粉的混合粉末中，碳粉所占的质量比为1％～2％。
...【技术特征摘要】
1.一种惰性阳极的制备方法，其特征在于，所述惰性阳极的制备方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的惰性阳极的制备方法，其特征在于，所述陶瓷粉的材料还包括nio、tin、zrb2中的至少一种；和/或，
3.根据权利要求2所述的惰性阳极的制备方法，其特征在于，所述金属陶瓷混合粉料中，所述金属粉所占的质量比为5％～30％；和/或，
4.根据权利要求2所述的惰性阳极的制备方法，其特征在于，所述金属陶瓷混合粉料包括：
5.根据权利要求1～4中任意一项所述的惰性阳极的制备方法，其特征在于，所述金属陶瓷混合粉料的粒径不大于830um。<...
【专利技术属性】
技术研发人员：包生重，李静，石序，滕媛，石梦寒，马军义，李冬生，刘彦辉，罗丽芬，张芳芳，唐新平，
申请(专利权)人：中铝郑州有色金属研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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