О МИНИМАЛЬНОМ СОДЕРЖАНИИ TiB2  В КАТОДНОМ КОМПОЗИТЕ, СМАЧИВАЕМОМ АЛЮМИНИЕМ

В. В. Иванов; П. В. Поляков; Г. Е. Нагибин; Е. Н. Федорова; Н. В. Суходоева

doi:10.17073/1683-4518-2017-7-58-62

О МИНИМАЛЬНОМ СОДЕРЖАНИИ TiB2 В КАТОДНОМ КОМПОЗИТЕ, СМАЧИВАЕМОМ АЛЮМИНИЕМ

В. В. Иванов, П. В. Поляков, Г. Е. Нагибин, Е. Н. Федорова, Н. В. Суходоева

https://doi.org/10.17073/1683-4518-2017-7-58-62

Полный текст:

Аннотация

Обосновано минимальное содержание функционального компонента (диборида титана TiB₂) в катодном огнеупорном материале, которое обеспечивает его смачивание жидким алюминием. Установлено, что полное смачивание катода алюминием наблюдается при некотором минимальном содержании TiB₂ в порошковом композите (16‒18 об. %), когда формируется, по теории протекания, «бесконечный кластер» ― связная перколяционная сетка из частиц диборида титана. Объем смачиваемого композита, содержащий фиксированное количество (например, 1 кг) TiB₂, не зависит от его фазового состава и пористости, но определяется объемным содержанием диборида. Оптимальным следует считать содержание TiB₂ в интервале 18‒20 об. %, которое создает надежное сплошное смачивание композиционной поверхности.

Ключ. слова

электролиз алюминия, смачиваемый катодный материал (СКМ), композиционный материал, диборид титана, «бесконечный кластер» (БК), перколяция,

Об авторах

В. В. Иванов

ФГАОУ ВО «Сибирский федеральный университет»
Россия

Доктор технических наук.

Красноярск

П. В. Поляков

ФГАОУ ВО «Сибирский федеральный университет»
Россия

Доктор химических наук.

Красноярск

Г. Е. Нагибин

ФГАОУ ВО «Сибирский федеральный университет»
Россия
Кандидат технических наук.

Красноярск

Е. Н. Федорова

ФГАОУ ВО «Сибирский федеральный университет»; СКТБ «Наука» ИВТ СО РАН
Россия

Кандидат технических наук.

Красноярск

Н. В. Суходоева

ФГАОУ ВО «Сибирский федеральный университет»
Россия
Красноярск

Список литературы

1. Li, J. Research progress in TiB2 wettable cathode for aluminum reduction / J. Li, X.-j. Lu, Y.-q. Lai [et al.] // JOM. ― 2008. ― № 8. ― Р. 32‒37.

2. Keniry, J. The economics of inert anodes and wettable cathodes for aluminum reduction cells / J. Keniry // JOM. ― 2001. ― № 5. ― Р. 43‒47.

3. Øye, H. A. Properties of colloidal alumina bonded TiB2 coating on carbon cathode Materials / H. A. Øye, V. de Nora, J-J. Duruz, G. Johnston // Light Metals. ― 1997. ― P. 279‒286.

4. Пат. 4466996 US, МПК B 05 D 5/12, C 25 C 3/06, C 25В 11/12. Aluminum cell cathode coating method / Boxall L. G., Buchta W. M., Cooke A. V., Nagle D. C., Townsend D. W. ; заявл. 22.07.82 ; опубл. 21.08.84.

5. Пат. 5753163 US, МПК B 28 В 1/26. Production of bodies of refractory borides / Sekhar J. A., Duruz J. J., de Nora V. ; заявл. 28.08.95 ; опубл. 19.05.98.

6. Ibrahiem, M. O. Properties of pitch and furan-based TiB2 ‒C cathodes / M. O. Ibrahiem, T. Foosnes, H. A. Øye // Light Metals. ― 2008. ― Р. 1013‒1018.

7. Иванов, В. В. Неорганическое вяжущее для материала смачиваемого катода алюминиевого электролизера / В. В. Иванов, А. В. Голоунин, В. М. Денисов [и др.] // Огнеупоры и техническая керамика. ― 2010. ― № 4/5. ― С. 17‒24.

8. Ivanov, V. V. Thermolysis of acidic aluminum chloride s olut ion a nd it s pr o duc t s / V. V. Ivanov, S. D. Kir ik, A. A. Shubin [et al.] // Ceram. Int. ― 2013. ― Vol. 39. ― P. 3843‒3848.

9. Пат. 2518032 RU, C 25 C 3/06. Композиция для материала смачиваемого покрытия катода алюминиевого электролизера / Иванов В. В., Черноусов А. А., Блохина И. А. ; заявл. 10.01.13 ; опубл. 10.06.14, Бюл. № 16.

10. Cooke, A. V. Carbon/TiB2 composite for aluminum reduction cells / A. V. Cooke, L. G. Boxall, D. C. Nagle, W. M. Buchta // Extd. Abstr. Program Bienn Conf. Carbon. ― 1985. ― № 11. ― Р. 456, 457.

11. Шкловский, Б. И. Теория протекания и проводимость сильно неоднородных сред / Б. И. Шкловский, А. Л. Эфрос // Успехи физ. наук. ― 1975. ― Т. 117, № 3. ― С. 401‒434.

12. Дульнев, Г. Н. Процессы переноса в неоднородных средах / Г. Н. Дульнев, В. В. Новиков. ― Л. : Энергоатомиздат, 1991. ― 247 с.

13. Дульнев, Г. Н. Проводимость неоднородных систем / Г. Н. Дульнев, В. В. Новиков // Инж.-физ. журн. ― 1979. ― Т. 36, № 5. ― С. 901‒909.

14. Иудин, Д. И. Фракталы: от простого к сложному / Д. И. Иудин, Е. В. Копосов. ― Н. Новгород. : ННГАСу, 2012. ― 200 с.

15. Ruschau, G. R. Critical volume fractions in conductive composites / G. R. Ruschau, R. E. Newnham // J. Compos. Mater. ― 1992. ― Vol. 26, № 18. ― P. 2727‒2735.

16. Волович, П. М. Перколяционные модели смачивания границ зерен в поликристаллических материалах / П. М. Волович, Л. Барралье, З. Н. Скворцова, В. Ю. Траскин // Рос. хим. ж. (Ж. Рос. хим. об-ва им. Д. И. Менделеева). ― 2008. ― Т. LII, № 1. ― С. 13‒20.

17. Заричняк, Ю. П. Размерные эффекты в процессах перколяции / Ю. П. Заричняк, С. С. Орданьян, А. Н. Соколов, Е. К. Степаненко // Порошк. металлургия. ― 1986. ― № 7. ― С. 64‒71.

18. Дульнев, Г. Н. Влияние размеров частиц на критическое значение концентрации проводящей фазы в порошковых материалах / Г. Н. Дульнев, В. И. Маларев, В. В. Новиков // Порошк. металлургия. ― 1992. ― № 1. ― С. 65‒69.

19. Nan, C.-W. Physics of inhomogeneous inorganic materials / C.-W. Nan // Progress in material science. ― 1993. ― Vol. 37. ― Р. 1‒116.

Дополнительные файлы

Для цитирования: Иванов В.В., Поляков П.В., Нагибин Г.Е., Федорова Е.Н., Суходоева Н.В. О МИНИМАЛЬНОМ СОДЕРЖАНИИ TiB2 В КАТОДНОМ КОМПОЗИТЕ, СМАЧИВАЕМОМ АЛЮМИНИЕМ. Новые огнеупоры. 2017;(7):58-62. https://doi.org/10.17073/1683-4518-2017-7-58-62

For citation: Ivanov V.V., Polyakov P.V., Nagibin G.E., Fedorova E.N., Sukhodoeva N.V. ON THE MINIMAL TiB2 CONTENT IN THE ALUMINA-WETTED CATHODE COMPOSITE. NOVYE OGNEUPORY (NEW REFRACTORIES). 2017;(7):58-62. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1683-4518-2017-7-58-62

Обратные ссылки

Обратные ссылки не определены.

ISSN 1683-4518 (Print)

Логин
Пароль