NO821537L - Titandiborid-grafitt-kompositter - Google Patents

Titandiborid-grafitt-kompositter

Info

Publication number
NO821537L
NO821537L NO821537A NO821537A NO821537L NO 821537 L NO821537 L NO 821537L NO 821537 A NO821537 A NO 821537A NO 821537 A NO821537 A NO 821537A NO 821537 L NO821537 L NO 821537L
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
forming
carbon
binder
tib2
article
Prior art date
Application number
NO821537A
Other languages
English (en)
Inventor
Louis A Joo
Kenneth W Tucker
Frank E Mccown
Original Assignee
Great Lakes Carbon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Great Lakes Carbon Corp filed Critical Great Lakes Carbon Corp
Publication of NO821537L publication Critical patent/NO821537L/no

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
    • C04B35/58—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides
    • C04B35/5805—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides based on borides
    • C04B35/58064—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides based on borides based on refractory borides
    • C04B35/58071—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides based on borides based on refractory borides based on titanium borides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
    • C04B35/52—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbon, e.g. graphite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
    • C04B35/52—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbon, e.g. graphite
    • C04B35/528—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbon, e.g. graphite obtained from carbonaceous particles with or without other non-organic components
    • C04B35/532—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbon, e.g. graphite obtained from carbonaceous particles with or without other non-organic components containing a carbonisable binder
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25C3/00—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts
    • C25C3/06—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts of aluminium
    • C25C3/08—Cell construction, e.g. bottoms, walls, cathodes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Ceramic Products (AREA)
  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Description

Beskrivelse
TITANDIBORID- GRAFITT- KOMPOSITTER
Oppfinnelsens bakgrunn
Aluminium-metall har vært fremstilt i 90 år i Hall-cellen ved elektrolyse av aluminiumoksyd i et smeltet elektrolysebad av kryolittsalt som drives ved temperaturer i området 900-1000°C. Reaktiviteten av den smeltede kryolitt, behovet for høy elektrisk ledningsevne, samt kostnadshensyn har begrenset valget av materialer for elektrodene og celleveggene til de forskjellige allotrope former av karbon.
Typisk er Hall-cellen et grunt kar, hvor gulvet danner katoden, sideveggene en stampet koks-bek-blanding og anoden en blokk opphengt i badet med en anode-katode-avstand på noen centimeter. Anoden blir typisk dannet av en blandingrav bek og kalsinert petrolkoks, for-brent til en monolittisk blokk av amorft karbon. Katoden blir typisk dannet av en bianding av for-brent bek og kalsinert antrasitt eller koks, med støpt-på-plass jern over elektriske stålskinne-ledere i furer i bunn-siden av katoden.
Ved driften av Hall-cellen blir bare ca. 25% av elektri-siteten forbrukt for den egentlige reduksjon' av aluminiumoksyd til aluminium, idet ca. 40% av strømmen forbrukes på grunn av det spenningsfall som forårsakes av motstanden i badet. Anode-katode-avstanden er vanligvis ca. 4-5 cm, og forsøk på å nedsette denne avstand resulterer i en elektrisk utladning fra katoden til anoden gjennom aluminiumdråper.
Det smeltede aluminium foreligger som et lag i cellen,
men er ikke en rolig dam, hvilket skyldes faktorer som prefe-rensiell fuktning av karbonkatode-overflaten med kryolitt-smelte i relasjon til smeltet aluminium, med den følge at aluminiumet danner små dråper, og det smeltede aluminiumets uregelmessige bevegelser på grunn av de sterke elektromagne-tiske krefter som frembringes av den høye strømtetthet.
Fuktningen av en fast overflate i kontakt med to ubland-bare væsker er en funksjon av de tre overflaters frie over-flateenergi, hvor karbonkatoden er en lav-energi-overflate og følgelig ikke lett fuktes av det væskeformige aluminium.
Én aluminiumdråpes vinkel ved kryolitt-aluminium-karbon-for-
bindelsespunktet bestemmes ved relasjonen
hvor ot^2-'ai o°9a23er ^e fri-e overflateenergier ved hen-holdsvis aluminium-karbon-, kryolitt-karbdn- og kryolitt-aluminium-grenseflåtene.
Hvis katoden var en høyenergi-overflate, slik det ville være hvis den var et keramisk materiale istedenfor karbon, ville den ha en større kontaktvinkel og bedre fuktbarhet med det væskeformige aluminium. Dette ville i sin tur virke til å utjevne overflaten av dammen av væskeformig aluminium og.redusere muligheten for utladning mellom elektroder, slik at anode-katode-avstanden kunne nedsettes og den termodynamiske effektivitet av cellen forbedres, ved nedsettelse av spenningsfallet gjennom badet.
Typisk er amorft karbon en lavenergi-overflate men er
også ganske varig, idet det varer i flere år som en katode,
og er relativt billig. En katode eller en TiE^-stump som en katodekomponent som har bedre fuktbarhet og ville tillate mindre anode-katode-avstand, kunne imidlertid forbedre den termodynamiske effektivitet og være megeb kostnadseffektiv.
Flere som har arbeidet på dette området, har utviklet katoder av høytsmeltende materialer med høy fri energi. U.S. patent 2 915 442, Lewis, 1. desember 1959 , angir en prosess for fremstilling av aluminium under anvendelse av en katode bestående av borider, karbider og nitrider av Ti, Zr, V, Ta,
Nb og Hf. U.S. patent 3 028 324, Ransley, 3. april 1962, angir en fremgangsmåte til fremstilling av aluminium under anvendelse av en blanding av TiC og TiB2som katode. U.S.
patent 3 151 054, Lewis, 29. september 1964, angir et ledende element for Hall-celle-katoder hvilket består av et av kar-bidene og boridene av Ti, Zr, Ta og Nb. U.S. patent 3 156 639, Kibby, 10. november 1964 , angir en katode for en Hall-celle med en hette av høytsmeltende hardmetall og angir TiB2som kon^struksjonsmaterialet. U.S. patent 3 314 876, Ransley, 18. april 1967, angir anvendelse av TiB2til bruk i Hall-celle-elektroder. Råmaterialene må være av høy renhet, spesielt, med hen-
syn til oksygeninnholdet, spalte 1, line 73 - spalte 2,
linje 29; spalte 4, linjer 39-50, spalte 8, linjer 1-24.
U.S. patent 3 400 061, Lewis, 3. september 1968, angir en katode omfattende et høytsmeltende hardmetall og karbon,
som må dannes i en ett-trinns reaksjon under kalsinering. U.S. patent 4 071 420, Foster, 31. januar 1978, angir en celle for elektrolyse av en metallkomponent i en smeltet elektrolytt under anvendelse av en katode med rørformede elementer av høytsmeltende hardmetall-TiB^, hvilke elementer rager inn i elektrolytten.. De fremstikkende elementer forbedrer den elektriske ledningsevne og danner en par-tiell barriere mot den mekaniske agitering som forårsakes av de magnetiske effekter.
OPPSUMMERING AV OPPFINNELSEN
Titandiborid, TiB2, er blitt foreslått til bruk som katode eller katodisk element eller komponent i Hall-celler for reduksjon av aluminiumoksyd, idet det gir en forbedret ytelse sammenlignet med de katoder av amorft karbon og semi-grafitt som for tiden anvendes.
Det var tidligere kjent at titandiborid (TiB2) kunne anvendes som katode ved elektrolytisk fremstilling av aluminium, når det anvendes i Hall-cellen som erstatning for karbon- eller semi-grafitt-formen. Cellens elektriske effektivitet ble forbedret på grunn av bedre ledningsevne, hoved-sakelig på grunn av en mindre anode-katode-avstand; og kor-rosjonsmotstanden ble forbedret, sannsynligvis på grunn av øket hardhet, og lavere oppløselighet sammenlignet med karbon-og grafitt-formene.
Den viktigste avskrekkende faktor når det gjaldt anvendelse av TiB2som en Hall-celle-katode, har vært den høye pris, ca. kr. 325 pr. kg, sammenlignet med de tradisjonelle karbonholdige materialer, som koster ca. kr. 7,80 pr. kg,
og dets følsomhet overfor termisk sjokk. Hvis anode-katode-avstanden kunne reduseres, ville de prosentvise elektrisitets-besparelser være som følger:
Vi har oppfunnet en forbedret prosess for fremstilling av en TiB2-karbon-kompositt som oppviser meget høy ytelse som en katode eller katodekomponent i Hall-aluminiumceller, og som er markert mer økonomisk. Fremgangsmåten tilveie-bringer også en uventet forbedret katode når dens ytelse sammenlignes med det tradisjonelle karbonholdige materiale.
Vi har fiinnet at vår fremgangsmåte gir en uventet fordel ved at de artikler som produseres på denne måte, er meget mer resistente mot termisk sjokk enn artikler dannet ved de tidligere kjente fremgangsmåter under anvendelse av TiB2-pulver eller -reaktanter prosessert ved tidligere kjente metoder. Spesielt har' vi funnet at katodekomponenter for Hall-celler er langt mer resistente mot det kraftige termiske sjokk som de utsettes for ved driftstemperaturen i smeltet kryolitt.
Vi har også funnet en annen uventet fordel ved at vi ikke behøver å bruke de høyrensede råmaterialer som angis i de tidligere kjente metoder. Vi har også anvendt en kommer-sielt ren kvalitet angitt til å inneholde ved analyse minst 98% og typisk 99,5% TiB2og en kvalitet med 99,9% renhet.
De forskjellige kvaliteter omtales i det foreliggende ved deres nominelle rénheter som angitt ovenfor.
Fremgangsmåten involverer anvendelse av for-blandede og for-malte TiB2~forløpere,' d.v.s. titandioksyd (Ti02) av pig-mentkvalitet og boroksyd (B203) eller borkarbid (B4C) som fortrinnsvis tilsettes tørre til koks-fyllstoffet før tilsetning av bek-bindemiddel. Disse reaktanter blir deretter intimt blandet og godt dispergert i koks-bek-blandingen og godt bundet på plass under brennesyklusen. Vi har funnet at reaksjonen forløper tilfredsstillende ved eller over 1700°C, idet den sammenbundne karbon-TiB-j-kompositt dannes in situ. Her innbefatter karbon grafitt såvel som amorft karbon.
Den normale fremgangsmåte for fremstilling av monolittiske karbonholdige stykker, enten amorft eller grafittisk karbon, involverer en tørr blanding av flere forskjellige partikkel-størrelser av koks- og/eller antrasitt-fyllstoffer og koksmel (50%-200 mesh) (79 masker/cm), fulgt av en dispersjon av disse faste partikkelformige materialer i smeltet bek under dannelse av en plastisk masse som så formes eller ekstruderes, deretter brennes til ca. 700-1100°C i en syklus med gradvis stigende temperatur. Brenneprosessen driver av tilstedeværende lavtkokende molekylarter, hvoretter bek-residuet polymeriseres og karboniseres under dannelse av en fast bindemiddel-koks-kompositt. Hvis materialet skal gra-fittiseres, blir det oppvarmet ytterligere til en temperatur mellom 2000°C og 3000°C i en grafittiseringsovn. En ikke-acikulær eller regulær petrolkoks eller kalsinert antrasitt kan anvendes for å unngå en partforskyvning av varmeutvidelses-koeffisienten (CTE) for TiB2_koks-blandingen, eller en nål-koks kan anvendes for dannelse av et anisotropt legeme.
Råmaterialene omsettes in situ ved temperaturer over 1700°C under dannelse av en karbon-TiB2-kompositt i henhold til de følgende reaksjoner:
Det vil også sees at B^C kan dannes som et intermediært trinn i ovenstående.
Vi har funnet at vår fremgangsmåte produserer en TiB2-C-kompositt i hvilken titandiboridet er av finere partikkel-størrelse og dispergeres bedre gjennom hele strukturen og fremstilles til e-n langt lavere pris enn ved tilsetning av rent TiB2til den tørre blanding av kokspartikler og koksmel. Det er blitt funnet lettere å danne TiB2 in situ i grafitt enn å sintre TiB2~pulver til artikler.
De komposittartikler som produseres på denne måte, har sterkt forbedret resistens mot termisk sjokk sammenlignet med artikler av rent TiB2 og sterkt forbedret resistens mot innskyting og korrosjon ved det smeltede saltbad sammenlignet med karbonartikler.
Andre reaktanter kan anvendes i stedet for TiG^f B2°3 eller B^C, såsom elementært Ti og B, eller andre Ti- eiler B-forbindelser eller -mineraler. Vi foretrekker disse forbindelser på grunn av deres lette tilgjengelighet og lave pris, andre kan imidlertid være mer egnet, basert på spe-sielle betingelser eller forandringer i tilførsel og pris.
Ved produksjon av artikler på denne måte foretrekker man å impregnere artiklene med et bek og brenne på ny etter den første brennesyklus. Alternativt kan impregneringen utføres etter varmebehandling til 1700-30Q0°C. Det kan være fordelaktig med flere impregneringer. I dette tilfelle vil reaksjonene forbruke karbon fra koksen og bindemidlet under dannelse av CO eller CO2'som unnviker, hvorved artikkelen blir sterkt porøs, det er fordelaktiv å impregnere en eller flere ganger og brenne artikkelen på ny før eller etter oppvarming ved høytemperatur-syklusen for å densifisere, styrke og nedsette porøsiteten. Hvis artikkelen er en elektrode eller komponent for en Hall-celle, kan det være unødvendig å gjenoppvarme den til området 1700-3000°C, etter sluttimpreg-neringen, men heller :til området 700-1100°C. Hvis artikkelen skal brukes for en anvendelse som krever varmeresistens eller andre egenskaper hos grafitt, er det nødvendig å gjenoppvarme den til en høy temperatur på 2000-3000°C for å grafittisere den gjenværende koks etter denne siste impregne-ring.
En annen uventet fordel ligger i at artikler fremstilt på denne måte kan formes eller ekstruderes., i motsetning til de tidligere kjente fremgangsmåter omfattende kaldpressing og sintring. Ekstrudering foretrekkes spesielt når store kvan-titeter skal fremstilles. Formnings- og ekstruderings-fremgangsmåter foretrekkes fremfor kaldpressing og sintring som mer økonomiske i praksis, mer tilpasningsdyktige for produksjon av forskjellige utformninger, og fordi de ikke krever så kompleks apparatur.
Andre brukbare kilder for karbon innbefatter løsnings-middelraffinert kull-koks, metallurgisk koks og trekull.
Foretrukne bindemidl.er er kulltjære og petroleums-
bek, skjønt andre bindemidler såsom fenol-, furan- og andre varmeherdnende harpikser, og organiske og naturlige polymerer også kan anvendes. De viktigste fordringer er en evne til å
fukte de tørre ingredienser og ha et karbonresiduum etter brenning til 700-1100°C.
BESKRIVELSE AV OPPFINNELSEN
En serie av barrer dopet under blanding med TiB2~for-løpere ved 10 deler til 100 deler blanding ble formet og prosessert ved varmebehandlinger til 2400°C og 2700°C. Etter omfattende analyser ved røntgendiffraksjon (XRD) og røntgen-flurescens (XRF) ble det funnet at en betydnings-full andel av TiB2 var dannet fra Ti02/B203~og Ti02/B4C-additiver. Positiv identifisering av TiB2ble gjort ved XRD, og fordelingen ble observert ved røntgen-radiografi.
Ytterligere forsøk resulterte i dannelse av formstykker og ekstrusjoner inneholdende fra 3,0-75% TiB2etter varmebehandling i koks-partikkel-mel-bek-blandinger. ■
Den ovenfor anvendte blanding var en blanding av acikulære kokspartikler og koksmel, sammenbundet med ca. 25 deler pr. 100 kulltjærebek med mykningspunkt 110°C.
Forskjellige brukbare former for karbon innbefatter
den acikulære nål-type og regulære typer av petrolkoks, kalsinert antrasitt, metallurgisk koks og andre utvalgte mineral- og vegetabilske karboner. Bindemidler kan være kulltjære- eller petroleumsbek, hvorav kulltjærebek foretrekkes på grunn av det høyere utbytte av karbon ved for-koksing.
Artiklene dannes ved formning eller ekstrudering. Ka-todeblokker for Hall-celler formes eller ekstruderes, dog fremstilles rørformede eller sylindriske innsatser for katoder mest økonomisk som ekstrusjoner.
Brennetemperaturene strekker seg vanligvis fra ca. 700°C til 1100°C, med praksis normalt fulgt i eksemplene nedenfor ved bruk av en 6 dagers syklus, oppnåelse av en endelig temperatur på en langsomt stigende kurve typisk for de som normalt følges i elektrodeindustrien.
De acikulære nål-koksarter vil, ved oppvarmning til grafittiserings-temperaturen på 2000-3000°C, danne anisotrop grafitt med varmeutvidelses-koeffisienter som er forskjellige for i det minste to av de tre geometriske akser. Regulære kokstyper vil danne isotrop grafitt.
I vår prosess kan grafittisering av karbonet og reaksjon av TiF^-forløperne finne sted samtidig under grafittisering, idet det dannes en intimt dispergert, godt sammenbundet, homogen kompositt.
Eksempel 1: De følgende blandinger ble fremstilt som modifikasjoner av en vanlig karbonelektrode-blanding.
Tilsynelatende densitet
x Svake, uidentifiserte linjer ved røntgendiffraksjon.
Blandingene ovenfor ble fremstilt ved for-maling og blanding av TiB2eller reaktantene med kokspartiklene og koksmelet i en oppvarmet blander, deretter ble bek tilsatt, smeltet og det hele blandet i varm tilstand. En større mengde av bek ble tilsatt under C og D ovenfor for å kompensere for det økte overflateareal og bindemiddelbehov for disse blandinger. Stykkene ble formet under anvendelse av et trykk på 140,6 kg/ cm i en form med 9,5 cm diameter, brent til ca. 700 C, deretter overført til en grafittiseringsovn og oppvarmet til 2400 eller 2700°C.
Resultater fra røntgendiffraksjon og røntgen-radiografi indikerer en betydelig mengde av TiE^-dannelse fra reaktantene under B og C ovenfor, ved et beregnet nivå på 7,38%.
Eksempel 2: De følgende blandinger ble fremstilt med høyere konsentrasjoner av TiB2og forløpere enn i Eksempel 1. Additivene ble inkorporert ved et 100 pph-nivå i den oppvar-mede koksblanding før tilsetningen av bindemiddel. Materia-lene ble blandet i en oppvarmet sigma-blander, formet ved 140,6 kg/cm^ i 5 minutter ved 113-116°C og brent til ca. 700°C, i en 6 .dagers syklus, med resultater som følger:
Eksempel 3: Formstykker ble fremstilt under anvendelse av koksmel og TiE^i varierende prosentandeler med resultater som følger, etter, blanding, forming og brenning som i Eksempel 1.
To formstykker ble fremstilt for de fleste av ovenstående blandinger, formet ved 14 0,6 kg/cm 2i 5 minutter ved form-temperaturer på 115-120°C.
Eksempel 4: Stykker ble dannet ved ekstrudering av blandinger fremstilt i henhold til fremgangsmåten i Eksempel 1, med de følgende materialer og resultater.
Eksempel 5: Formstykker ble fremstilt som i Eksempel 1 med de følgende materialer:
Blanding,

Claims (13)

1. Fremgangsmåte til fremstilling av en TiB2 -karbon-kompositt omfattende de trinn å blande og dispergere partikkelfor-mig karbonholdig materiale og TiB-j-dannende reaktanter i et karbon-dannende bindemiddel, under dannelse av en plastisk blanding, danne en formet artikkel av blandingen, brenne artikkelen og oppvarme artikkelen til en TiB2 -dannende tempera- - tur.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1 i hvilken det partikkelformige karbonholdige materiale omfatter kokspartikler valgt fra gruppen bestående av partikler av kalsinert isotrop petrolkoks, partikler av kalsinert anisotrop petrolkoks, koksmel, kalsinert antrasittkull eller blandinger derav.
3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 i hvilken de TiB2~ dannende reaktanter omfatter Ti02 og en eller flere av ^ 2°3' B4C'°9 boraks.
4. Fremgangsmåte ifølge krav 1 i hvilken bindemidlet er kulltjærebek.
5. Fremgangsmåte ifølge krav.1 i hvilken det partikkelformige karbonholdige materiale og de TiB2 -dannende reaktanter blandes som faste ingredienser oppvarmet til en temperatur over bindemidlets mykningspunkt, hvoretter bindemidlet tilsettes og smeltes og nevnte faste ingredienser dispergeres intimt i og fuktes av bindemidlet.
6. Fremgangsmåte ifølge krav 1 i hvilken blandingen dannes til en formet artikkel, som deretter brennes til en temperatur mellom 700°C og 1100°C, og TiB2 dannes fra reaktantene ved ytterligere oppvarmning av artikkelen ved en temperatur mellom 1700°C og 3000°C.
7. Fremgangsmåte ifølge krav 1 i hvilken TiB^ -grafitt-kompositten .omfatter fra 3,0% til 75% TiB2 på vektbasis.
8.' Fremgangsmåte ifølge krav 1 hvor kompositten impreg-neres med et karbondannende bindemiddel og brennes på ny til 700-1100°C etter den første brennesyklus ved 700-1100°C.
9. Fremgangsmåte ifølge krav 1 hvor kompositten impreg-neres med et karbondannende bindemiddel etter oppvarmning til området 1700-3000°C og brennes på ny til 700-1100°C.
10. Fremgangsmåte ifølge krav 1 hvor kompositten impreg-neres med et karbondannende bindemiddel etter oppvarmning til temperaturområdet 700-ill00°C, brennes på ny til 700-1100°C og oppvarmes på ny til 2000-3000°C.
11. Fremgangsmåte ifølge krav 1 i hvilken formningstrinnet omfatter formning under trykk.
12. Fremgangsmåte ifølge krav 1 i hvilken formningstrinnet omfatter ekstrudering.
13. Fremgangsmåte til fremstilling av en Til^-grafitt-kompositt-katode for en Hall-aluminiumcelle omfattende blanding av TiC^ og ett eller flere av I^O^ , B^ C, og boraks med petrolkoks-partikler og -mel som tørre ingredienser, dispergering av de nevnte tørre ingredienser i' kulltjærebek ved en temperatur over nevnte beks mykningspunkt under dannelse av en formbar eller ekstruderbar plastisk blanding, formning eller ekstrudering av nevnte plastiske blanding til en formet artikkel, brenning av artikkelen til en temperatur mellom 700°C og 1100°C < under dannelse av en fastreaktant-karbonpartikkel-bindemiddel-kompositt-artikkel, og oppvarming av nevnte brente artikkel til en temperatur mellom 1700°C og 3000°C for dannelse av en TiB2 -karbon-kompositt-artikkel.
NO821537A 1980-09-11 1982-05-10 Titandiborid-grafitt-kompositter NO821537L (no)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/186,181 US4376029A (en) 1980-09-11 1980-09-11 Titanium diboride-graphite composits

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NO821537L true NO821537L (no) 1982-05-10

Family

ID=22683950

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO821537A NO821537L (no) 1980-09-11 1982-05-10 Titandiborid-grafitt-kompositter

Country Status (7)

Country Link
US (1) US4376029A (no)
EP (1) EP0059750A4 (no)
JP (1) JPS57501377A (no)
AU (1) AU544405B2 (no)
BR (1) BR8108789A (no)
NO (1) NO821537L (no)
WO (1) WO1982001018A1 (no)

Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1983000325A1 (en) * 1981-07-27 1983-02-03 Great Lakes Carbon Corp Sintered refractory hard metals
EP0084059A4 (en) * 1981-07-27 1984-05-17 Great Lakes Carbon Corp TiB2-GRAPHITE COMPOSITE.
DE3215537A1 (de) * 1982-04-26 1983-10-27 C. Conradty Nürnberg GmbH & Co KG, 8505 Röthenbach Verwendung von temperatur- und korosionsbestaendigen gasdichten materialien als schutzueberzug fuer den metallteil von kombinationselektroden fuer die schmelzflusselektrolyse zur gewinnung von metallen, sowie hieraus gebildete schutzringe
US4526669A (en) * 1982-06-03 1985-07-02 Great Lakes Carbon Corporation Cathodic component for aluminum reduction cell
US4526911A (en) * 1982-07-22 1985-07-02 Martin Marietta Aluminum Inc. Aluminum cell cathode coating composition
CA1256232A (en) * 1982-07-22 1989-06-20 Larry G. Boxall Cell for the electrolytic production of aluminum
US4544469A (en) * 1982-07-22 1985-10-01 Commonwealth Aluminum Corporation Aluminum cell having aluminum wettable cathode surface
US4595545A (en) * 1982-12-30 1986-06-17 Eltech Systems Corporation Refractory metal borides and composites containing them
US4481052A (en) * 1983-01-28 1984-11-06 Martin Marietta Corporation Method of making refractory hard metal containing tiles for aluminum cell cathodes
CH654031A5 (de) * 1983-02-10 1986-01-31 Alusuisse Verfahren zur herstellung von festkoerperkathoden.
US4582553A (en) * 1984-02-03 1986-04-15 Commonwealth Aluminum Corporation Process for manufacture of refractory hard metal containing plates for aluminum cell cathodes
US4717692A (en) * 1984-04-27 1988-01-05 Aluminum Company Of America Composites comprising one or more interwoven matrix compositions each containing a refractory hard metal and method of forming same
US4938942A (en) * 1985-07-17 1990-07-03 International Fuel Cells Carbon graphite component for an electrochemical cell and method for making the component
US4617053A (en) * 1985-09-20 1986-10-14 Great Lakes Carbon Corporation Metal reinforced porous refractory hard metal bodies
US4957884A (en) * 1987-04-27 1990-09-18 The Dow Chemical Company Titanium diboride/boron carbide composites with high hardness and toughness
US4863649A (en) * 1988-01-29 1989-09-05 Mitsubishi Pencil Co., Ltd. Process for producing carbon heat generator
US5045269A (en) * 1988-11-17 1991-09-03 Union Carbide Coatings Service Technology Corporation Method for sintered shapes with controlled grain size
US5087592A (en) * 1990-05-25 1992-02-11 Alcan International Limited Method of producing platelets of borides of refractory metals
WO2000029644A1 (en) * 1998-11-17 2000-05-25 Alcan International Limited Wettable and erosion/oxidation-resistant carbon-composite materials
US20040232392A1 (en) * 2001-07-09 2004-11-25 Tsutomu Masuko Graphite fine powder, and production method and use thereof
US6719889B2 (en) 2002-04-22 2004-04-13 Northwest Aluminum Technologies Cathode for aluminum producing electrolytic cell
US6719890B2 (en) 2002-04-22 2004-04-13 Northwest Aluminum Technologies Cathode for a hall-heroult type electrolytic cell for producing aluminum
WO2009132459A1 (en) * 2008-04-30 2009-11-05 Alcan International Limited Multi-layer cathode block
KR101144809B1 (ko) * 2009-03-20 2012-05-11 엘지전자 주식회사 세탁물 처리기기 및 세탁물 처리기기 제어방법
DE102010038669A1 (de) * 2010-07-29 2012-02-02 Sgl Carbon Se Kathodenblock für eine Aluminium-Elektrolysezelle und ein Verfahren zu seiner Herstellung
DE102010038665A1 (de) * 2010-07-29 2012-02-02 Sgl Carbon Se Verfahren zum Herstellen eines Kathodenblocks für eine Aluminium-Elektrolysezelle und einen Kathodenblock
DE102010038650A1 (de) * 2010-07-29 2012-02-02 Sgl Carbon Se Verfahren zur Herstellung eines Kathodenblocks für eine Aluminium-Elektrolysezelle und einen Kathodenblock
DE102011004013A1 (de) * 2011-02-11 2012-08-16 Sgl Carbon Se Graphitierter Kathodenblock mit einer abrasionsbeständigen Oberfläche
DE102012201468A1 (de) * 2012-02-01 2013-08-01 Sgl Carbon Se Verfahren zur Herstellung eines Kathodenblocks für eine Aluminium-Elektrolysezelle und einen Kathodenblock
DE102013202437A1 (de) * 2013-02-14 2014-08-14 Sgl Carbon Se Kathodenblock mit einer benetzbaren und abrasionsbeständigen Oberfläche
DE102016201429A1 (de) * 2016-01-29 2017-08-03 Sgl Carbon Se Neuartiger Koks mit Additiven

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2799912A (en) * 1950-12-18 1957-07-23 Greger Herbert Hans Processes for forming high temperature ceramic articles
US3314876A (en) * 1960-11-28 1967-04-18 British Aluminium Co Ltd Method for manufacturing solid current conducting elements
GB1004585A (en) * 1961-05-15 1965-09-15 United States Borax Chem Improvements in or relating to the production of titanium diboride
US3202519A (en) * 1961-10-09 1965-08-24 Union Oil Co Carbon-mineral refractory
US3351428A (en) * 1962-01-29 1967-11-07 Kaiser Aluminium Chem Corp Process for the production of refractory hard metal materials
DE1251962B (de) * 1963-11-21 1967-10-12 The British Aluminium Company Limited, London Kathode fur eine Elektrolysezelle zur Herstellung von Aluminium und Verfahren zur Herstellung derselben
US3672936A (en) * 1968-04-18 1972-06-27 Carborundum Co Reinforced carbon and graphite articles
DE1904408A1 (de) * 1969-01-30 1970-08-06 Conradty Fa C Hoechstleistungselektrode mit stabilisiertem Lichtbogen
US3616045A (en) * 1969-02-17 1971-10-26 Tatabanyai Aluminiumkoho Process for increasing the strength and electrical conductivity of graphite or carbon articles and/or for bonding such articles to each other to ceramic articles or to metals
GB1289081A (no) * 1970-01-02 1972-09-13
US4108670A (en) * 1976-12-20 1978-08-22 Ppg Industries, Inc. Porous refractory metal boride article having dense matrix
US4111765A (en) * 1976-12-23 1978-09-05 Diamond Shamrock Technologies S.A. Silicon carbide-valve metal borides-carbon electrodes

Also Published As

Publication number Publication date
BR8108789A (pt) 1982-08-10
AU7642281A (en) 1982-04-14
US4376029A (en) 1983-03-08
WO1982001018A1 (en) 1982-04-01
JPS57501377A (no) 1982-08-05
AU544405B2 (en) 1985-05-23
EP0059750A4 (en) 1984-04-27
EP0059750A1 (en) 1982-09-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4376029A (en) Titanium diboride-graphite composits
US4439382A (en) Titanium diboride-graphite composites
US4308114A (en) Electrolytic production of aluminum using a composite cathode
US4308115A (en) Method of producing aluminum using graphite cathode coated with refractory hard metal
RU2546268C2 (ru) Углеродное изделие, способ изготовления углеродного изделия и его использование
AU2004219995B2 (en) Cold ramming paste for aluminum electrolysis cell
CN109072087B (zh) 具有添加剂的新型焦炭
US4465581A (en) Composite of TiB2 -graphite
NO166119B (no) Reaksjonssintret cermetlegeme, fremgangsmaate for dets fremstilling samt elektrolytisk aluminiumproduksjonscelle og komponent deri.
US4396482A (en) Composite cathode
WO1980001683A1 (fr) Procede de preparation d&#39;un materiau a base de carbone et de graphite a haute densite et a haute resistance
CN103443330B (zh) 具有抗磨表面的石墨化阴极块
CN101528602B (zh) 半固体TiB2前体混合物
CA2900418C (en) Cathode block having an abrasion-resistant surface that can be wetted
NZ204983A (en) Aluminium reduction cells having a cathode coated in a carbon-refractory hard material.production thereof and compositions used in the coating of cathodes
EP1344846A1 (en) Aluminium reduction cell refractory material and process for the manufacture of carboceramic material
JP2016514204A5 (no)
EP0102186A2 (en) Improved cell for electrolytic production of aluminum
WO1983000347A1 (en) COMPOSITE OF TiB2-GRAPHITE
JPS58501172A (ja) 焼結耐火硬質金属
JPH06102530B2 (ja) 黒鉛質成形体の製造方法
CA1163762A (en) Titanium diboride-graphite composites
CA2805562C (en) Process for producing a cathode block for an aluminium electrolysis cell and a cathode block
DE3012694A1 (de) Einrichtung und verfahren zum galvanischen abscheiden von aluminium mittels elektrolyse
DE69329937T2 (de) Feuerfestes material/ kohlenstoff komponenten für aluminiumelektroly- sezellen