高电流密度TiB2/G阴极电解实验：泄流式铝电解槽研究

"高电流密度TiB2/G阴极泄流式铝电解槽的电解实验 (2008年)，彭建平等，东北大学材料与冶金学院" 本文详细探讨了一种特殊的铝电解槽设计——泄流式TiB2/G阴极电解槽，并对其制作工艺和电解运行操作进行了全面阐述。泄流式电解槽的独特之处在于它采用了焦粒焙烧和干法启动技术，这有助于提高电解效率和槽体稳定性。在电解实验中，电解槽在1.54A/cm²的高阳极电流密度下连续运行140小时，平均电流效率达到了86.5%，这一数值体现了电解过程中的能量转化效率。 实验过程中，TiB2/G涂层展现出优异的耐腐蚀性能，其腐蚀脱落速度仅为0.4g/(h·m²)，有效保护了阴极基体，延长了电解槽的使用寿命。通过瞬时断电技术并使用铝参比电极，研究人员测量了电解槽的阳极过电压和阴极过电压。这些过电压与电流密度之间符合塔菲尔方程的关系，这意味着过电压随电流密度的变化有特定的规律。 结果显示，泄流式电解槽的阳极过电压与传统工业电解槽相当，但阴极过电压大约高0.4V。这一差异可能源于泄流式电解槽内铝液的静态特性，缺乏工业电解槽中的铝液波动。在泄流式电解槽中，阴极表面附近的电解质分子比例显著高于工业电解槽，这可能是导致阴极过电压增高的主要原因。 关键词涵盖了铝电解技术的核心元素：电解槽的设计（泄流式）、使用的特殊阴极材料（石墨化阴极和TiB2涂层），以及电解过程中重要的电压参数（过电压）。研究的成果对提升铝电解效率、优化电解槽设计以及理解电解过程中的电化学反应具有重要意义，为铝冶炼行业的技术进步提供了理论支持和实践参考。 中图分类号的TF821和TF801.3分别代表了有色金属冶炼和电解工艺的相关领域，文献标识码A则表示该文是一篇学术研究论文。这篇2008年的研究成果不仅展示了当时电解技术的前沿进展，也为后续的科研工作提供了扎实的基础。