CN105948733B - 亚氧化钛可溶电极及其制备方法与在熔盐电解制备高纯钛中的应用 - Google Patents

亚氧化钛可溶电极及其制备方法与在熔盐电解制备高纯钛中的应用 Download PDF

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Abstract

本发明所述亚氧化钛可溶电极的制备方法，所述亚氧化钛为TiO、Ti3O5、Ti4O7、Ti5O9、Ti6O11、Ti7O13、Ti8O15或Ti9O17，首先将原料制备成亚氧化钛块体，或亚氧化钛与钛棒或石墨棒结合在一起的亚氧化钛复合块体，再将亚氧化钛块体或亚氧化钛复合块体精加工即可得到亚氧化钛可溶电极，制备亚氧化钛块体或亚氧化钛复合块体工艺步骤如下：(1)配料；(2)混料与干燥；(3)采用放电等离子烧结系统进行烧结。本发明还提供了上述方法制备的亚氧化钛可溶电极及其在熔盐点解制备高纯钛中的应用。本发明方法能得到低C、N含量且又高导电的含钛可溶电极，从而在以此亚氧化钛可溶电极为阳极和/或阴极电解制备金属钛时得到不受阳极污染的高纯金属钛。

Description

亚氧化钛可溶电极及其制备方法与在熔盐电解制备高纯钛中 的应用
技术领域
本发明属于有色金属冶金技术领域，特别涉及亚氧化钛可溶电极及其制备方法与在熔盐电解制备高纯钛中的应用。
背景技术
金属钛尤其是高纯金属钛具有密度小、比强度高、可塑性好、耐腐蚀等优点，并且具有特殊的记忆性能及储氢性能，因此被广泛应于航空、军工及原子能工业等领域。高纯钛还可以用于医疗领域生物替代材料及作为电子工业的溅射镀膜用的靶材，具有巨大的发展潜力。然而高纯钛应用的瓶颈在于其制备较困难。目前工业上常用的制备高纯金属钛的方法是Kroll法，但由于其复杂的生产工艺流程及昂贵的原料及能耗，使得钛的成本居高不下，大大限制了钛的工业化应用。随着技术的进步，熔盐电解法已广泛用于高纯金属制备的提纯。钛的熔盐电解精炼法是利用钛的卤化物的电化学特征制备高纯钛。该方法可通过采用具有足够导电率的钛的化合物作为可溶阳极，以含有钛离子的熔盐作为电解介质在一定的电流密度下制备得到高纯钛。与传统的Kroll法相比得到的钛的纯度更高，且可以大大降低生产成本，因而具有巨大的发展潜力。CN103451682A公开了一种使用含钛可溶阳极熔盐电解提取高纯钛的方法，其以含钛物料和碳还原剂作为原料，在含氮气氛、1000～2000℃高温下反应制备得到TiCXOyNz、TiOxNy、TiNx中的一种或几种作为可溶阳极，以金属钛或金属钼等作为阴极制备金属钛。该方法存在以下几个问题：(1)TiCXOyNz等作为可溶阳极，其中的C及N元素会对制备的高纯钛有一定的污染。(2)其阳极的制备过程仍然依赖于高温的还原条件(最高2000℃)，此外其阳极制备的时间较长(最长600min)，不能从本质上降低生产成本。美国MER公司开发的熔盐电解工艺(WO2005/019501)以TiO2和C于1100℃～1300℃碳热还原制备得到钛的低价氧化物和碳的混合物，并以其作为可溶阳极于碱金属熔盐体系中电解制备金属钛。该工艺中电化学溶解的过程中会有阳极泥和剩碳，剩碳的存在会严重污染产品钛，并可能造成电极短路和阻碍钛离子从阳极向熔盐中的迁移。可见，现有熔盐电解法中钛产品容易受可溶阳极污染，如何制备不含C、N等杂质元素且又高导电的含钛可溶阳极成为制备高纯钛的关键。
钛氧化合物，包括TiO，Ti3O5，Magnéli相亚氧化钛TinO2n-1(4≦n≦9)具有基于金红石型TiO2晶格的结构，其几种不同的亚氧化钛化合物都具有较高的导电率，并且由于其不含C、N等杂质元素，这使其可以成为电化学应用的电极材料及熔盐电解的可溶阳极材料。但目前通常使用H2还原制备亚氧化钛TinO2n-1(1≦n≦9)，但由于氢还原只能还原与氢气接触的原始粉末，从而产量很低，同时需要大量氢源，成本高，且氢处理操作复杂，具有很大的危险性。而使用C还原的现有方法在制备亚氧化钛TinO2n-1(1≦n≦9)时通常使用石墨碳管炉或真空烧结炉，将物料一层层堆放在石墨舟或托盘上，所得产物往往含有大量的剩碳。并且现有方法制备的多是亚氧化钛粉体，要制备块体需要将亚氧化钛粉体通过烧结成块制备亚氧化钛粉体，工艺复杂，耗时较长。目前未见直接制备得到亚氧化钛块体的相关研究。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供亚氧化钛可溶电极及其制备方法与在熔盐电解制备高纯钛中的应用，以得到低C、N含量且又高导电的含钛可溶电极，并简化亚氧化钛块体制备工艺，从而在以此亚氧化钛可溶电极为阳极和/或阴极电解制备金属钛时得到不受阳极污染的高纯金属钛，同时降低钛的生产成本，实现工业化批量生产。
本发明所述亚氧化钛可溶电极的制备方法，所述亚氧化钛为TiO、Ti3O5、Ti4O7、Ti5O9、Ti6O11、Ti7O13、Ti8O15或Ti9O17，首先将原料制备成亚氧化钛块体，或亚氧化钛与钛棒或石墨棒结合在一起的亚氧化钛复合块体，再将亚氧化钛块体或亚氧化钛复合块体精加工即可得到亚氧化钛可溶电极，制备亚氧化钛块体或亚氧化钛复合块体工艺步骤如下：
(1)配料
原料为Ti与O的化合物粉体和还原剂，按照各亚氧化钛的化学式及所用原料之间的化学反应计算出制备相应亚氧化钛块体或亚氧化钛复合块体的原料的摩尔比：
a、制备Ti9O17块体或Ti9O17复合块体的原料摩尔比
Ti与O的化合物粉体:还原剂＝9:(1.2～2)
b、制备Ti8O15块体或Ti8O15复合块体的原料摩尔比
Ti与O的化合物粉体:还原剂＝8:(1.2～2)
c、制备Ti7O13块体或Ti7O13复合块体的原料摩尔比
Ti与O的化合物粉体:还原剂＝7:(1.2～2)
d、制备Ti6O11块体或Ti6O11复合块体的原料摩尔比
Ti与O的化合物粉体:还原剂＝6:(1.2～2)
e、制备Ti5O9块体或Ti5O9复合块体的原料摩尔比
Ti与O的化合物粉体:还原剂＝5:(1.2～2)
f、制备Ti4O7块体或Ti4O7复合块体的原料摩尔比
Ti与O的化合物粉体:还原剂＝4:(1.2～2)
g、制备Ti3O5块体或Ti3O5复合块体的原料摩尔比
Ti与O的化合物粉体:还原剂＝3:(1.2～2)
h、制备TiO块体或TiO复合块体的原料摩尔比
Ti与O的化合物粉体:还原剂＝1:(1.2～1.5)；
(2)混料与干燥
将步骤(1)计量好的原料放入球磨机中，加入研磨球体和湿磨介质进行湿磨，使原料混合均匀，湿磨介质的加入量以浸没所述原料和研磨球体为限，然后过筛分离出研磨球体得混合浆料，将所得的混合浆料进行干燥得到制备Ti9O17块体或Ti9O17复合块体的混合粉料、制备Ti8O15块体或Ti8O15复合块体的混合粉料、制备Ti7O13块体或Ti7O13复合块体的混合粉料、制备Ti6O11块体或Ti6O11复合块体的混合粉料、制备Ti5O9块体或Ti5O9复合块体的混合粉料、制备Ti4O7块体或Ti4O7复合块体的混合粉料、制备Ti3O5块体或Ti3O5复合块体的混合粉料、或者制备TiO块体或TiO复合块体的混合粉料；
(3)烧结
采用放电等离子烧结系统进行烧结，将步骤(2)制得的混合粉料装入石墨模具，然后将装有混合粉料的石墨模具置于放电等离子烧结系统的烧结炉中，安装好限位片，调整好光学测温仪后关闭炉门并抽真空，待炉内真空度低于10Pa时，在保持真空或通入保护气体的条件下施加烧结压力，并加热到烧结反应温度进行保温保压烧结，烧结结束后关闭电源，随炉冷却至室温后取出并脱模得到亚氧化钛块体；
或采用放电等离子烧结系统进行烧结，将步骤(2)制得的混合粉料装入石墨模具，并在石墨模具中心位置放置钛棒或石墨棒，使钛棒或石墨棒被混合粉料完全包覆，然后将装有混合粉料及钛棒或石墨棒的模具置于放电等离子烧结系统的烧结炉中，安装好限位片，调整好光学测温仪后关闭炉门并抽真空，待炉内真空度低于10Pa时，在保持真空或通入保护气体的条件下施加烧结压力，并加热到烧结反应温度进行保温保压烧结，烧结结束后关闭电源，随炉冷却至室温后取出并脱模得到亚氧化钛复合块体；
当混合粉料为制备Ti9O17块体或Ti9O17复合块体的混合粉料时，烧结反应温度为860℃～900℃，烧结压力为1KN～100KN，保温保压时间为5min～60min；
当混合粉料为制备Ti8O15块体或Ti8O15复合块体的混合粉料时，烧结反应温度为900℃～950℃，烧结压力为1KN～100KN，保温保压时间为5min～60min；
当混合粉料为制备Ti7O13块体或Ti7O13复合块体的混合粉料时，烧结反应温度为950℃～1000℃，烧结压力为1KN～100KN，保温保压时间为5min～60min；
当混合粉料为制备Ti6O11块体或Ti6O11复合块体的混合粉料时，烧结反应温度为1000℃～1100℃，烧结压力为1KN～100KN，保温保压时间为5min～60min；
当混合粉料为制备Ti5O9块体或Ti5O9复合块体的混合粉料时，烧结反应温度为1100℃～1150℃，烧结压力为1KN～100KN，保温保压时间为5min～60min；
当混合粉料为制备Ti4O7块体或Ti4O7复合块体的混合粉料时，烧结反应温度为1150℃～1250℃，烧结压力为1KN～100KN，保温保压时间为5min～60min；
当混合粉料为制备Ti3O5块体或Ti3O5复合块体的混合粉料时，烧结反应温度为1250℃～1400℃，烧结压力为1KN～100KN，保温保压时间为5min～60min；
当混合粉料为制备TiO块体或TiO复合块体的混合粉料时，烧结反应温度为1400℃～1600℃，烧结压力为1KN～100KN，保温保压时间为5min～60min。
上述方法中，步骤(1)中所述Ti与O的化合物粉体为TiO2粉体、H2TiO3粉体、TiOSO4粉体中的一种，所述TiO2粉体为纳米级或微米级TiO2粉体。
上述方法中，步骤(1)中所述还原剂为碳质还原剂和/或钛质还原剂。所述碳质还原剂为石墨粉、炭黑粉、活性炭粉中的至少一种，所述钛质还原剂为钛粉或氢化钛。
上述方法中，步骤(3)中所述保护气体为氮气和/或氩气。
上述方法中，使用的放电等离子烧结系统为市售普通放电等离子烧结系统，主要由烧结炉、轴向压力装置、真空系统、直流脉冲系统、位移测量系统及冷却系统组成。本发明所述方法中，可根据需要的电极尺寸来定制的石墨模具作为烧结模具与压头，并采用光学测温仪进行温度测定及控制。
本发明提供的上述方法制备的亚氧化钛可溶电极。
本发明所述亚氧化钛可溶电极在熔盐电解制备高纯钛中的应用。
上述亚氧化钛可溶电极在熔盐电解制备高纯钛中的应用，具体工艺如下：
以亚氧化钛可溶电极为阳极，以金属钛、不锈钢、金属钼、亚氧化钛可溶电极中的一种为阴极，以混合熔盐为电解质，所述混合熔盐由CsCl2、CaCl2、LiCl、NaCl、KCl、LiF、CaF中的至少一种与TiCl3、TiCl2、K2TiF6、Na2TiF6中的至少一种组成，混合熔盐中Ti离子的质量百分含量为2％～8％，阴极和阳极的电流密度为0.5A/cm2～2A/cm2，电解温度为300℃～1000℃，槽电压为0.5V～10V。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明所述方法采用放电等离子烧结工艺直接对原料进行烧结，使亚氧化钛的制备和烧结成块一步完成。烧结过程中脉冲电流流经压头分两个流向，经过石墨模具的电流产生大量焦耳热作为外部加热热源，经过混合原料粉体的电流将诱发粉末颗粒间产生放电，激发等离子体，净化和活化粉末颗粒表面，同时在颗粒表面接触处产生瞬时局部高温，引起熔化和蒸发，促进颗粒接触处形成“烧结颈”完成致密化烧结。整个制备工艺简单，且可以根据需要选择不同尺寸的坩埚烧结制得不同尺寸的亚氧化钛块体，大大降低了生产和加工成本，易于实现工业化。
2、本发明所述方法采用放电等离子烧结工艺，在还原过程中进行保温及加压，当反应结束并烧结完成时，电流将诱发残余还原剂间产生放电，激发等离子体，使其在还原剂颗粒表面接触处产生瞬时局部高温导致熔化和蒸发，从而消耗还原剂，使制得的亚氧化钛块体中残余C、N含量远低于传统工艺且电导率较高，从而可以保证在熔盐电解过程中亚氧化钛中的钛以Ti3+和Ti2+离子的形式溶入电解质中，其中的O以O2形式析出，不存在阳极剩碳污染等问题，因而采用本发明所述方法制备的亚氧化钛作为可溶阳极熔盐电解制备钛能得到纯度较高的金属钛。
3、本发明所述亚氧化钛可溶电极在烧结时加入钛棒或石墨棒，得到中间包裹了钛棒或石墨棒的电极，可进一步增大导电率。
4、本发明所述亚氧化钛可溶电极在熔盐电解制备高纯钛的应用中，采用本发明制得的高纯亚氧化钛作为可溶阳极，由于高纯亚氧化钛可溶电极的生产成本降低，并且能实现工业化批量生产，同时利用熔盐电解直接在阴极上获得高纯金属钛，可通过连续更换阳极和阴极的方法实现工业连续化生产，因此本发明能降低钛的生产成本，实现工业化批量生产。
附图说明
图1是实施例10制备的亚氧化钛可溶电极的宏观形貌图。
图2是实施例10制备的亚氧化钛可溶电极的SEM图。
图3是实施例12制备的亚氧化钛可溶电极的宏观形貌图。
图4是实施例12制备的亚氧化钛可溶电极的SEM。
图5是实施例14制备的亚氧化钛可溶电极的宏观形貌图。
图6是实施例14制备的亚氧化钛可溶电极的SEM图。
图7是实施例17制备的亚氧化钛可溶电极的宏观形貌图。
图8是实施例17制备的亚氧化钛可溶电极的SEM图。
图9是制备亚氧化钛块体时采用放电等离子烧结工艺(简称SPS)的烧结流程示意图。
图10是制备亚氧化钛复合块体时采用放电等离子烧结工艺(简称SPS)的烧结流程示意图。
图中，1—混合粉料，2—模具，3—压头，4—限位片，5—钛棒或石墨棒。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明所述高纯亚氧化钛可溶电极及其制备方法与在熔盐电解制备高纯钛中的应用做进一步说明。
以下实施例中，所述原料粉体均可以从市场购买。
实施例1
Ti9O17可溶电极的制备及其作为阳极电解制备高纯金属钛。
(1)配料
原料为微米TiO2粉体、微米炭黑粉体，按照Ti9O17块体的化学式及所用原料之间的化学反应，计算各原料的摩尔比；
微米TiO2粉体：微米炭黑粉体＝9：1.2
(2)混料与干燥
将步骤(1)计量好的原料放入滚动式球磨机中，加入WC-8wt％Co硬质合金球作为研磨球体，加入无水乙醇为湿磨介质，在球磨转速30r/min下研磨分散48小时，使原料混合均匀，无水乙醇的加入量以浸没所述原料和研磨球体为限，然后过筛分离出研磨球体得混合浆料，将所得的混合浆料置于烘箱内在60℃下干燥4小时得混合粉料。
(3)烧结
采用定制的石墨模具(Φ100mm、高200mm)作为制备电极片所用的烧结模具与压头，并采用光学测温仪进行温度测定及控制。取步骤(2)制得的混合粉料600g装入石墨模具中，为防止原料与模具反应而导致污染及便于脱模，在装料前放入一层光滑柔性碳纸依附在模具内壁使其与原料隔开，并在石墨模具外面套上一层石墨毡以用于减少热辐射。将装填好原料的模具置于SPS系统的烧结炉中，安装好限位片，调整好光学测温仪，关闭烧结炉门并抽真空，待炉内真空度低于10Pa时，保持真空气氛，施加100KN的烧结压力，将加热炉加热到900℃后保温60min。烧结过程中，原料在碳热固相反应的同时烧结形成块体，反应过程中压力保持恒定。烧结结束后关闭电流降低温度，随炉冷却至室温后取出进行脱模既得到亚氧化钛块体，其为14％的Ti8O15和86％的Ti9O17，电阻率为154mΩ·cm。将所得亚氧化钛块体进行表面清理后通过精加工制备得到特定尺寸的亚氧化钛可溶电极。
(4)熔盐电解
以步骤(3)所得亚氧化钛可溶电极为溶阳，阴极使用金属钛电极，阴极和阳极的电流密度为2A/cm2，使用石墨坩埚盛放电解质NaCl-KCl-TiCl2混合熔盐，该混合熔盐各组分的质量百分含量为NaCl 30％、KCl 67％、TiCl2 3％，电解质中Ti离子的质量百分含量为3％，电解温度为1000℃，槽电压控制在10V，进行恒电流电解，3小时后取出阳极和阴极，用1wt％的稀盐酸溶液清洗电极表面的电解质，再用去离子水洗净氯离子，烘干后重复上述电解过程3次。电解完成后更换阳极，并从阴极获得电解钛产物，对产物进行XRD结构成分分析的结果是该产物为金属钛的单一相。
实施例2
Ti9O17可溶电极的制备及其作为阳极电解制备高纯金属钛。
(1)配料
原料为微米TiO2粉体、石墨粉，按照Ti9O17块体的化学式及所用原料之间的化学反应，计算各原料的摩尔比；
微米TiO2粉体：石墨粉＝9：2
(2)混料与干燥
将步骤(1)计量好的原料放入滚动式球磨机中，加入WC-8wt％Co硬质合金球作为研磨球体，加入无水乙醇为湿磨介质，在球磨转速30r/min下研磨分散48小时，使原料混合均匀，无水乙醇的加入量以浸没所述原料和研磨球体为限，然后过筛分离出研磨球体得混合浆料，将所得的混合浆料置于烘箱内在60℃下干燥4小时得混合粉料。
(3)烧结
采用定制的石墨模具(Φ10mm、高20mm)作为制备电极片所用的烧结模具与压头，并采用光学测温仪进行温度测定及控制。取步骤(2)制得的混合粉料60g装入石墨模具中，为防止原料与模具反应而导致污染及便于脱模，在装料前放入一层光滑柔性碳纸依附在模具内壁使其与原料隔开，并在石墨模具外面套上一层石墨毡以用于减少热辐射。将装填好原料的模具置于SPS系统的烧结炉中，安装好限位片，调整好光学测温仪，关闭烧结炉门并抽真空，待炉内真空度低于10Pa时，保持真空气氛，施加1KN的烧结压力，将加热炉加热到860℃后保温5min。烧结过程中，原料在碳热固相反应的同时烧结形成块体，反应过程中压力保持恒定。烧结结束后关闭电流降低温度，随炉冷却至室温后取出进行脱模既得到亚氧化钛块体，其为12％的Ti8O15和88％的Ti9O17，电阻率为134mΩ·cm。LECO检测残余碳含量为0.09％。将所得亚氧化钛块体进行表面清理后通过精加工制备得到特定尺寸的亚氧化钛可溶电极。
(4)熔盐电解
以步骤(3)所得亚氧化钛可溶电极为溶阳，阴极使用金属钛电极，阴极和阳极的电流密度为2A/cm2，使用石墨坩埚盛放电解质NaCl-KCl-TiCl2混合熔盐，该混合熔盐各组分的质量百分含量为NaCl 30％、KCl 67％、TiCl2 3％，电解质中Ti离子的质量百分含量为3％，电解温度为1000℃，槽电压控制在10V，进行恒电流电解，3小时后取出阳极和阴极，用1wt％的稀盐酸溶液清洗电极表面的电解质，再用去离子水洗净氯离子，烘干后重复上述电解过程3次。电解完成后更换阳极，并从阴极获得电解钛产物，对产物进行XRD结构成分分析的结果是该产物为金属钛的单一相。
实施例3
Ti9O17可溶电极的制备及其作为阳极电解制备高纯金属钛
(1)配料
原料为微米TiO2粉体、活性炭粉，按照Ti9O17块体的化学式及所用原料之间的化学反应，计算各原料的摩尔百分比；
微米TiO2粉体：活性炭粉＝9：2。
(2)混料与干燥
将步骤(1)计量好的原料放入滚动式球磨机中，加入WC-8wt％Co硬质合金球作为研磨球体，加入无水乙醇为湿磨介质，在球磨转速30r/min下研磨分散48小时，使原料混合均匀，无水乙醇的加入量以浸没所述原料和研磨球体为限，然后过筛分离出研磨球体得混合浆料，将所得的混合浆料进行干燥得置于烘箱内在60℃下干燥4小时得混合粉料。
(3)烧结
采用定制的石墨模具(高20mm)作为制备电极片所用的烧结模具与压头，并采用光学测温仪进行温度测定及控制。取步骤(2)制得的混合粉料60g装入石墨模具中，为防止原料与模具反应而导致污染及便于脱模，在装料前放入一层光滑柔性碳纸依附在模具内壁使其与原料隔开，并在石墨模具外面套上一层石墨毡以用于减少热辐射。将装填好原料的模具置于SPS系统的烧结炉中，安装好限位片，调整好光学测温仪，关闭烧结炉门并抽真空，待炉内真空度低于10Pa时，充入氩气作为保护气体，施加1KN的烧结压力，将加热炉加热到850℃后保温20min。烧结过程中，原料在碳热固相反应的同时烧结形成块体，反应过程中压力保持恒定。烧结结束后关闭电流降低温度，使试样随炉冷却至室温后取出试样进行脱模，既得到亚氧化钛块体，其为4％的Ti8O15和96％的Ti9O17，电阻率为166mΩ·cm。将所得亚氧化钛块体进行表面清理后通过精加工制备得到特定尺寸的亚氧化钛可溶电极。
(4)熔盐电解
以步骤(3)所得亚氧化钛可溶电极为阳极和阴极，阴极和阳极的电流密度范围为0.5A/cm2，使用石墨坩埚盛放电解质NaCl-KCl-TiCl3混合熔盐，该混合熔盐各组分的质量百分含量为NaCl 30％、KCl 60％、TiCl3 10％，电解质中Ti离子的质量百分含量为8％，电解温度为1000℃，槽电压控制在5V，进行恒电流电解，3小时后取出阳极和阴极用1wt％的稀盐酸溶液清洗电极表面的电解质，再用去离子水洗净氯离子，烘干后重复上述电解过程3次。电解完成后更换阳极，并从阴极获得电解钛产物，对产物进行XRD结构成分分析的结果是该产物为金属钛的单一相。
实施例4
Ti8O15可溶电极的制备及其作为阳极电解制备金属钛。
(1)配料
原料为H2TiO3粉体、石墨粉，按照Ti8O15块体的化学式及所用原料之间的化学反应，计算各原料的摩尔比；
H2TiO3粉体：石墨粉＝8：1.2
(2)混料与干燥
将步骤(1)计量好的原料放入滚动式球磨机中，加入WC-8wt％Co硬质合金球作为研磨球体，加入无水乙醇为湿磨介质，在球磨转速30r/min下研磨分散48小时，使原料混合均匀，无水乙醇的加入量以浸没所述原料和研磨球体为限，然后过筛分离出研磨球体得混合浆料，将所得的混合浆料置于烘箱内在60℃下干燥4小时得混合粉料。
(3)烧结
采用定制的石墨模具(Φ100mm、高200mm)作为制备电极片所用的烧结模具与压头，并采用光学测温仪进行温度测定及控制。取步骤(2)制得的混合粉料600g装入石墨模具中，为防止原料与模具反应而导致污染及便于脱模，在装料前放入一层光滑柔性碳纸依附在模具内壁使其与原料隔开，并在石墨模具外面套上一层石墨毡以用于减少热辐射。将装填好原料的模具置于SPS系统的烧结炉中，安装好限位片，调整好光学测温仪，关闭烧结炉门并抽真空，待炉内真空度低于10Pa时，保持真空气氛，施加100KN的烧结压力，将加热炉加热到950℃后保温60min。烧结过程中，原料在碳热固相反应的同时烧结形成块体，反应过程中压力保持恒定。烧结结束后关闭电流降低温度，随炉冷却至室温后取出进行脱模既得到亚氧化钛块体，其为14％的Ti9O17和86％的Ti8O15，电阻率为144mΩ·cm。将所得亚氧化钛块体进行表面清理后通过精加工制备得到特定尺寸的亚氧化钛可溶电极。
(4)熔盐电解
以步骤(3)所得亚氧化钛可溶电极为溶阳，阴极使用金属钛电极，阴极和阳极的电流密度为2A/cm2，使用石墨坩埚盛放电解质NaCl-KCl-TiCl2混合熔盐，该混合熔盐各组分的质量百分含量为NaCl 30％、KCl 67％、TiCl2 3％，电解质中Ti离子的质量百分含量为3％，电解温度为1000℃，槽电压控制在10V，进行恒电流电解，3小时后取出阳极和阴极，用1wt％的稀盐酸溶液清洗电极表面的电解质，再用去离子水洗净氯离子，烘干后重复上述电解过程3次。电解完成后更换阳极，并从阴极获得电解钛产物，对产物进行XRD结构成分分析的结果是该产物为金属钛的单一相。
实施例5
Ti8O15可溶电极的制备及其作为阳极电解制备金属钛。
(1)配料
原料为H2TiO3粉体、石墨粉，按照Ti8O15块体的化学式及所用原料之间的化学反应，计算各原料的摩尔百分比；
H2TiO3粉体：石墨粉＝8：2。
(2)混料与干燥
将步骤(1)计量好的原料放入滚动式球磨机中，加入WC-8wt％Co硬质合金球作为研磨球体，加入无水乙醇为湿磨介质，在球磨转速30r/min下研磨分散48小时，使原料混合均匀，无水乙醇的加入量以浸没所述原料和研磨球体为限，然后过筛分离出研磨球体得混合浆料，将所得的混合浆料进行干燥得置于烘箱内在60℃下干燥4小时得混合粉料。
(3)烧结
采用定制的石墨模具(Φ10mm、高40mm)作为制备电极片所用的烧结模具与压头，并采用光学测温仪进行温度测定及控制。取步骤(2)制得的混合粉料400g装入石墨模具中，为防止原料与模具反应而导致污染及便于脱模，在装料前放入一层光滑柔性碳纸依附在模具内壁使其与原料隔开，并在石墨模具外面套上一层石墨毡以用于减少热辐射。将装填好原料的模具置于SPS系统的烧结炉中，安装好限位片，调整好光学测温仪，关闭烧结炉门并抽真空，待炉内真空度低于10Pa时，充入氢气和氩气的混合气体作为保护气体，施加1KN的烧结压力。将加热炉加热到900℃后保温5min，烧结过程中，原料在碳热固相反应的同时烧结形成块体，反应过程中压力保持恒定。烧结结束后关闭电流降低温度，使试样随炉冷却至室温后取出试样进行脱模，既得到亚氧化钛块体，其为89％的Ti8O15和11％的Ti7O13，电阻率为96mΩ·cm。将所得亚氧化钛块体进行表面清理后通过精加工制备得到特定尺寸的亚氧化钛可溶电极。
(4)熔盐电解
以步骤(3)所得亚氧化钛可溶电极为溶阳，阴极使用高纯石墨电极，阴极和阳极的电流密度范围为5A/cm2,使用石墨坩埚盛放电解质NaCl-KCl-TiCl3混合熔盐，该混合熔盐各组分的质量百分含量为NaCl 30％、KCl 60％、TiCl3 10％，电解质中Ti离子的质量百分含量为8％，电解温度为800℃，槽电压控制在5V，进行恒电流电解，3小时后取出阳极和阴极用1wt％的稀盐酸溶液清洗电极表面的电解质，再用去离子水洗净氯离子，烘干后重复上述电解过程3次。电解完成后更换阳极，并从阴极获得电解钛产物，对产物进行XRD结构成分分析的结果是该产物为金属钛的单一相。
实施例6
Ti8O15可溶电极的制备及其作为阳极电解制备金属钛。
(1)配料
原料为微米TiO2粉体、纳米碳黑粉，按照Ti8O15块体的化学式及所用原料之间的化学反应，计算各原料的摩尔百分比；
微米TiO2粉体：纳米碳黑粉＝8：1.5。
(2)混料与干燥
将步骤(1)计量好的原料放入滚动式球磨机中，加入WC-8wt％Co硬质合金球作为研磨球体，加入无水乙醇为湿磨介质，在球磨转速30r/min下研磨分散48小时，使原料混合均匀，无水乙醇的加入量以浸没所述原料和研磨球体为限，然后过筛分离出研磨球体得混合浆料，将所得的混合浆料进行干燥得置于烘箱内在60℃下干燥4小时得混合粉料。
(3)烧结
采用定制的石墨模具(Φ10mm、高40mm)作为制备电极片所用的烧结模具与压头，并采用光学测温仪进行温度测定及控制。取步骤(2)制得的混合粉料60g装入石墨模具中，为防止原料与模具反应而导致污染及便于脱模，在装料前放入一层光滑柔性碳纸依附在模具内壁使其与原料隔开，并在石墨模具外面套上一层石墨毡以用于减少热辐射。将装填好原料的模具置于SPS系统的烧结炉中，安装好限位片，调整好光学测温仪，关闭烧结炉门并抽真空，待炉内真空度低于10Pa时，施加10KN的烧结压力。将加热炉加热到920℃后保温20min，烧结过程中，原料在碳热固相反应的同时烧结形成块体，反应过程中压力保持恒定。使试样随炉冷却至室温后取出试样进行脱模，既得到亚氧化钛块体，其为92％的Ti8O15和8％的Ti7O13，电阻率为101mΩ·cm。将所得亚氧化钛块体进行表面清理后通过精加工制备得到特定尺寸的亚氧化钛可溶电极。
(4)熔盐电解
以步骤(3)所得亚氧化钛可溶电极为溶阳，阴极使用高纯金属钼电极，阴极和阳极的电流密度范围为0.5A/cm2,使用石墨坩埚盛放电解质NaCl-KCl-TiCl3混合熔盐，该混合熔盐各组分的质量百分含量为NaCl 30％、KCl 67％、TiCl3 3％，电解质中Ti离子的质量百分含量为3％，电解温度为800℃，槽电压控制在6V，进行恒电流电解，3小时后取出阳极和阴极用1wt％的稀盐酸溶液清洗电极表面的电解质，再用去离子水洗净氯离子，烘干后重复上述电解过程3次。电解完成后更换阳极，并从阴极获得电解钛产物，对产物进行XRD结构成分分析的结果是该产物为金属钛的单一相。
实施例7
Ti7O13可溶电极的制备及其作为阳极电解制备金属钛。
(1)配料
原料为纳米TiO2粉体、石墨粉，按照Ti7O13块体的化学式及所用原料之间的化学反应，计算各原料的摩尔百分比；
纳米TiO2粉体：石墨粉＝7：2。
(2)混料与干燥
将步骤(1)计量好的原料放入滚动式球磨机中，加入WC-8wt％Co硬质合金球作为研磨球体，加入无水乙醇为湿磨介质，在球磨转速30r/min下研磨分散48小时，使原料混合均匀，无水乙醇的加入量以浸没所述原料和研磨球体为限，然后过筛分离出研磨球体得混合浆料，将所得的混合浆料进行干燥得置于烘箱内在60℃下干燥4小时得混合粉料。
(3)烧结
采用定制的石墨模具(Φ100mm、高100mm)作为制备电极片所用的烧结模具与压头，并采用光学测温仪进行温度测定及控制。取步骤(2)制得的混合粉料600g装入石墨模具中，为防止原料与模具反应而导致污染及便于脱模，在装料前放入一层光滑柔性碳纸依附在模具内壁使其与原料隔开，并在石墨模具外面套上一层石墨毡以用于减少热辐射。将装填好原料的模具置于SPS系统的烧结炉中，安装好限位片，调整好光学测温仪，关闭烧结炉门并抽真空，待炉内真空度低于10Pa时，施加100KN的烧结压力。将加热炉加热到1000℃后保温60min，烧结过程中，原料在碳热固相反应的同时烧结形成块体，反应过程中压力保持恒定。烧结结束后关闭电流降低温度，使试样随炉冷却至室温后取出试样进行脱模，既得到亚氧化钛块体，其为12％的Ti8O15和88％的Ti7O13，电阻率为71mΩ·cm。将所得亚氧化钛块体进行表面清理后通过精加工制备得到特定尺寸的亚氧化钛可溶电极。
(4)熔盐电解
以步骤(3)所得亚氧化钛可溶电极为溶阳，阴极使用高纯金属钛电极，阴极和阳极的电流密度范围为5A/cm2,使用石墨坩埚盛放电解质NaCl-KCl-TiCl3混合熔盐，该混合熔盐各组分的质量百分含量为NaCl 30％、KCl 67％、TiCl3 3％，电解质中Ti离子的质量百分含量为3％，电解温度为1000℃，槽电压控制在10V，进行恒电流电解，3小时后取出阳极和阴极用1wt％的稀盐酸溶液清洗电极表面的电解质，再用去离子水洗净氯离子，烘干后重复上述电解过程3次。电解完成后更换阳极，并从阴极获得电解钛产物，对产物进行XRD结构成分分析的结果是该产物为金属钛的单一相。
实施例8
Ti7O13可溶电极的制备及其作为阳极电解制备金属钛。
(1)配料
原料为微米TiO2粉体、纳米炭黑粉，按照Ti7O13块体的化学式及所用原料之间的化学反应，计算各原料的摩尔百分比；
微米TiO2粉体：纳米炭黑粉＝7：1.2。
(2)混料与干燥
将步骤(1)计量好的原料放入滚动式球磨机中，加入WC-8wt％Co硬质合金球作为研磨球体，加入无水乙醇为湿磨介质，在球磨转速30r/min下研磨分散48小时，使原料混合均匀，无水乙醇的加入量以浸没所述原料和研磨球体为限，然后过筛分离出研磨球体得混合浆料，将所得的混合浆料进行干燥得置于烘箱内在60℃下干燥4小时得混合粉料。
(3)烧结
采用定制的石墨模具(Φ10mm、高10mm)作为制备电极片所用的烧结模具与压头，并采用光学测温仪进行温度测定及控制。取步骤(2)制得的混合粉料60g装入石墨模具中，为防止原料与模具反应而导致污染及便于脱模，在装料前放入一层光滑柔性碳纸依附在模具内壁使其与原料隔开，并在石墨模具外面套上一层石墨毡以用于减少热辐射。将装填好原料的模具置于SPS系统的烧结炉中，安装好限位片，调整好光学测温仪，关闭烧结炉门并抽真空，待炉内真空度低于10Pa时，充入氩气作为保护气体，施加1KN的烧结压力。将加热炉加热到950℃后保温5min，烧结过程中，原料在碳热固相反应的同时烧结形成块体，反应过程中压力保持恒定。烧结结束后关闭电流降低温度，使试样随炉冷却至室温后取出试样进行脱模，既得到亚氧化钛块体，其为12％的Ti8O15和78％的Ti7O13，电阻率为111mΩ·cm。将所得亚氧化钛块体进行表面清理后通过精加工制备得到特定尺寸的亚氧化钛可溶电极。
(4)熔盐电解
以步骤(3)所得亚氧化钛可溶电极为溶阳，阴极使用高纯金属钛电极，阴极和阳极的电流密度范围为0.5A/cm2,使用石墨坩埚盛放电解质NaCl-KCl-TiCl2-TiCl3混合熔盐，该混合熔盐各组分的质量百分含量为NaCl 30％、KCl 64％、TiCl2 3％、TiCl33％，电解质中Ti离子的质量百分含量为6％，电解温度为800℃，槽电压控制在6V，进行恒电流电解，3小时后取出阳极和阴极用1wt％的稀盐酸溶液清洗电极表面的电解质，再用去离子水洗净氯离子，烘干后重复上述电解过程3次。电解完成后更换阳极，并从阴极获得电解钛产物，对产物进行XRD结构成分分析的结果是该产物为金属钛的单一相。
实施例9
Ti7O13可溶电极的制备及其作为阳极电解制备金属钛。
(1)配料
原料为纳米TiO2粉体、纳米炭黑粉，按照Ti7O13块体的化学式及所用原料之间的化学反应，计算各原料的摩尔百分比；
纳米TiO2粉体：纳米炭黑粉＝7：1.5。
(2)混料与干燥
将步骤(1)计量好的原料放入滚动式球磨机中，加入WC-8wt％Co硬质合金球作为研磨球体，加入无水乙醇为湿磨介质，在球磨转速30r/min下研磨分散48小时，使原料混合均匀，无水乙醇的加入量以浸没所述原料和研磨球体为限，然后过筛分离出研磨球体得混合浆料，将所得的混合浆料进行干燥得置于烘箱内在60℃下干燥4小时得混合粉料。
(3)烧结
采用定制的石墨模具(Φ20mm、高60mm)作为制备电极片所用的烧结模具与压头，并采用光学测温仪进行温度测定及控制。取步骤(2)制得的混合粉料120g装入石墨模具中，为防止原料与模具反应而导致污染及便于脱模，在装料前放入一层光滑柔性碳纸依附在模具内壁使其与原料隔开，并在石墨模具外面套上一层石墨毡以用于减少热辐射。将装填好原料的模具置于SPS系统的烧结炉中，安装好限位片，调整好光学测温仪，关闭烧结炉门并抽真空，待炉内真空度低于10Pa时，充入氩气作为保护气体，施加15KN的烧结压力。将加热炉加热到980℃后保温30min，烧结过程中，原料在碳热固相反应的同时烧结形成块体，反应过程中压力保持恒定。烧结结束后关闭电流降低温度，使试样随炉冷却至室温后取出试样进行脱模，既得到亚氧化钛块体，其为11％的Ti8O15和79％的Ti7O13，电阻率为102mΩ·cm。将所得亚氧化钛块体进行表面清理后通过精加工制备得到特定尺寸的亚氧化钛可溶电极。
(4)熔盐电解
以步骤(3)所得亚氧化钛可溶电极为溶阳，阴极使用高纯金属钛电极，阴极和阳极的电流密度范围为0.5A/cm2,使用石墨坩埚盛放电解质NaCl-KCl-TiCl2-TiCl3混合熔盐，该混合熔盐各组分的质量百分含量为NaCl 30％、KCl 67％、TiCl2 1％、TiCl32％，电解质中Ti离子的质量百分含量为3％，电解温度为800℃，槽电压控制在10V，进行恒电流电解，3小时后取出阳极和阴极用1wt％的稀盐酸溶液清洗电极表面的电解质，再用去离子水洗净氯离子，烘干后重复上述电解过程3次。电解完成后更换阳极，并从阴极获得电解钛产物，对产物进行XRD结构成分分析的结果是该产物为金属钛的单一相。
实施例10
Ti6O11可溶电极的制备及其作为阳极电解制备金属钛。
(1)配料
原料为微米TiO2粉体、石墨粉，按照Ti6O11块体的化学式及所用原料之间的化学反应，计算各原料的摩尔百分比；
微米TiO2粉体：石墨粉＝6：2。
(2)混料与干燥
将步骤(1)计量好的原料放入滚动式球磨机中，加入WC-8wt％Co硬质合金球作为研磨球体，加入无水乙醇为湿磨介质，在球磨转速30r/min下研磨分散48小时，使原料混合均匀，无水乙醇的加入量以浸没所述原料和研磨球体为限，然后过筛分离出研磨球体得混合浆料，将所得的混合浆料进行干燥得置于烘箱内在60℃下干燥4小时得混合粉料。
(3)烧结
采用定制的石墨模具(高100mm)作为制备电极片所用的烧结模具与压头，并采用光学测温仪进行温度测定及控制。取步骤(2)制得的混合粉料600g装入石墨模具中，为防止原料与模具反应而导致污染及便于脱模，在装料前放入一层光滑柔性碳纸依附在模具内壁使其与原料隔开，并在石墨模具外面套上一层石墨毡以用于减少热辐射。将装填好原料的模具置于SPS系统的烧结炉中，安装好限位片，调整好光学测温仪，关闭烧结炉门并抽真空，待炉内真空度低于10Pa时，充入氩气作为保护气体，施加100KN的烧结压力。将加热炉加热到1100℃后保温60min，烧结过程中，原料在碳热固相反应的同时烧结形成块体，反应过程中压力保持恒定。烧结结束后关闭电流降低温度，使试样随炉冷却至室温后取出试样进行脱模，既得到亚氧化钛块体，其为92％的Ti6O11和8％的Ti7O13，电阻率为81mΩ·cm。将所得亚氧化钛块体进行表面清理后通过精加工制备得到特定尺寸的亚氧化钛可溶电极，宏观形貌见图1，SEM图见图2。
(4)熔盐电解
以步骤(3)所得亚氧化钛可溶电极为溶阳，阴极使用高纯金属钛电极，阴极和阳极的电流密度范围为5A/cm2,使用石墨坩埚盛放电解质NaF-KF-K2TiF2混合熔盐，该混合熔盐各组分的质量百分含量为NaCl 30％、KF60％、K2TiF210％，电解质中Ti离子的质量百分含量为8％，电解温度为1000℃，槽电压控制在10V，进行恒电流电解，3小时后取出阳极和阴极用1wt％的稀盐酸溶液清洗电极表面的电解质，再用去离子水洗净氯离子，烘干后重复上述电解过程3次。电解完成后更换阳极，并从阴极获得电解钛产物，对产物进行XRD结构成分分析的结果是该产物为金属钛的单一相。
实施例11
Ti6O11可溶电极的制备及其作为阳极电解制备金属钛。
(1)配料
原料为微米TiO2粉体、纳米碳黑粉，按照Ti6O11块体的化学式及所用原料之间的化学反应，计算各原料的摩尔百分比；
微米TiO2粉体：纳米碳黑粉＝6：1.2。
(2)混料与干燥
将步骤(1)计量好的原料放入滚动式球磨机中，加入WC-8wt％Co硬质合金球作为研磨球体，加入无水乙醇为湿磨介质，在球磨转速30r/min下研磨分散48小时，使原料混合均匀，无水乙醇的加入量以浸没所述原料和研磨球体为限，然后过筛分离出研磨球体得混合浆料，将所得的混合浆料进行干燥得置于烘箱内在60℃下干燥4小时得混合粉料。
(3)烧结
采用定制的石墨模具(高10mm)作为制备电极片所用的烧结模具与压头，并采用光学测温仪进行温度测定及控制。取步骤(2)制得的混合粉料60g装入石墨模具中，为防止原料与模具反应而导致污染及便于脱模，在装料前放入一层光滑柔性碳纸依附在模具内壁使其与原料隔开，并在石墨模具外面套上一层石墨毡以用于减少热辐射。将装填好原料的模具置于SPS系统的烧结炉中，安装好限位片，调整好光学测温仪，关闭烧结炉门并抽真空，待炉内真空度低于10Pa时，在真空气氛下，施加1KN的烧结压力。将加热炉加热到1000℃后保温30min，烧结过程中，原料在碳热固相反应的同时烧结形成块体，反应过程中压力保持恒定。烧结结束后关闭电流降低温度，使试样随炉冷却至室温后取出试样进行脱模，既得到亚氧化钛块体，其为72％的Ti6O11和28％的Ti7O13，电阻率为89mΩ·cm。将所得亚氧化钛块体进行表面清理后通过精加工制备得到特定尺寸的亚氧化钛可溶电极。
(4)熔盐电解
以步骤(3)所得亚氧化钛可溶电极为溶阳，阴极使用高纯金属钛电极，阴极和阳极的电流密度范围为0.5A/cm2,使用金属钛坩埚盛放电解质NaF-KF-K2TiF2混合熔盐，该混合熔盐各组分的质量百分含量为NaCl 30％、KF67％、K2TiF23％，电解质中Ti离子的质量百分含量为3％，电解温度为700℃，槽电压控制在5V，进行恒电流电解，3小时后取出阳极和阴极用1wt％的稀盐酸溶液清洗电极表面的电解质，再用去离子水洗净氯离子，烘干后重复上述电解过程3次。电解完成后更换阳极，并从阴极获得电解钛产物，对产物进行XRD结构成分分析的结果是该产物为金属钛的单一相。
实施例12
Ti5O9可溶电极的制备及其作为阳极电解制备金属钛。
(1)配料
原料为纳米TiO2粉体、石墨粉，按照Ti5O9块体的化学式及所用原料之间的化学反应，计算各原料的摩尔百分比；
纳米TiO2粉体：石墨粉＝5：2。
(2)混料与干燥
将步骤(1)计量好的原料放入滚动式球磨机中，加入WC-8wt％Co硬质合金球作为研磨球体，加入无水乙醇为湿磨介质，在球磨转速30r/min下研磨分散48小时，使原料混合均匀，无水乙醇的加入量以浸没所述原料和研磨球体为限，然后过筛分离出研磨球体得混合浆料，将所得的混合浆料进行干燥得置于烘箱内在60℃下干燥4小时得混合粉料。
(3)烧结
采用定制的石墨模具(高100mm)作为制备电极片所用的烧结模具与压头，并采用光学测温仪进行温度测定及控制。取步骤(2)制得的混合粉料600g装入石墨模具中，为防止原料与模具反应而导致污染及便于脱模，在装料前放入一层光滑柔性碳纸依附在模具内壁使其与原料隔开，并在石墨模具外面套上一层石墨毡以用于减少热辐射。将装填好原料的模具置于SPS系统的烧结炉中，安装好限位片，调整好光学测温仪，关闭烧结炉门并抽真空，待炉内真空度低于10Pa时，充入氩气作为保护气体，施加100KN的烧结压力。将加热炉加热到1150℃后保温60min，烧结过程中，原料在碳热固相反应的同时烧结形成块体，反应过程中压力保持恒定。烧结结束后关闭电流降低温度，使试样随炉冷却至室温后取出试样进行脱模，既得到亚氧化钛块体，其为82％的Ti5O9和18％的Ti4O7，电阻率为51mΩ·cm。将所得亚氧化钛块体进行表面清理后通过精加工制备得到特定尺寸的亚氧化钛可溶电极，宏观形貌见图3，SEM图见图4。
(4)熔盐电解
以步骤(3)所得亚氧化钛可溶电极为溶阳，阴极使用高纯金属钛电极，阴极和阳极的电流密度范围为5A/cm2,使用金属钛坩埚盛放电解质NaCl-KCl-TiCl2混合熔盐，该混合熔盐各组分的质量百分含量为NaCl 30％、KCl 60％、TiCl2 10％，电解质中Ti离子的质量百分含量为8％，电解温度为1000℃，槽电压控制在10V，进行恒电流电解，3小时后取出阳极和阴极用1wt％的稀盐酸溶液清洗电极表面的电解质，再用去离子水洗净氯离子，烘干后重复上述电解过程3次。电解完成后更换阳极，并从阴极获得电解钛产物，对产物进行XRD结构成分分析的结果是该产物为金属钛的单一相。
实施例13
Ti5O9可溶电极的制备及其作为阳极电解制备金属钛。
(1)配料
原料为微米TiO2粉体、纳米炭黑粉，按照Ti5O9块体的化学式及所用原料之间的化学反应，计算各原料的摩尔百分比；
微米TiO2粉体：纳米炭黑粉＝5：1.2。
(2)混料与干燥
将步骤(1)计量好的原料放入滚动式球磨机中，加入WC-8wt％Co硬质合金球作为研磨球体，加入无水乙醇为湿磨介质，在球磨转速30r/min下研磨分散48小时，使原料混合均匀，无水乙醇的加入量以浸没所述原料和研磨球体为限，然后过筛分离出研磨球体得混合浆料，将所得的混合浆料进行干燥得置于烘箱内在60℃下干燥4小时得混合粉料。
(3)烧结
采用定制的石墨模具(高10mm)作为制备电极片所用的烧结模具与压头，并采用光学测温仪进行温度测定及控制。取步骤(2)制得的混合粉料60g装入石墨模具中，为防止原料与模具反应而导致污染及便于脱模，在装料前放入一层光滑柔性碳纸依附在模具内壁使其与原料隔开，并在石墨模具外面套上一层石墨毡以用于减少热辐射。将装填好原料的模具置于SPS系统的烧结炉中，安装好限位片，调整好光学测温仪，关闭烧结炉门并抽真空，待炉内真空度低于10Pa时，在真空气氛下，施加1KN的烧结压力。将加热炉加热到1100℃后保温5min，烧结过程中，原料在碳热固相反应的同时烧结形成块体，反应过程中压力保持恒定。烧结结束后关闭电流降低温度，使试样随炉冷却至室温后取出试样进行脱模，既得到亚氧化钛块体，其为92％的Ti5O9和8％的Ti4O7，电阻率为61mΩ·cm。将所得亚氧化钛块体进行表面清理后通过精加工制备得到特定尺寸的亚氧化钛可溶电极。
(4)熔盐电解
以步骤(3)所得亚氧化钛可溶电极为溶阳，阴极使用高纯金属钛电极，阴极和阳极的电流密度范围为0.5A/cm2,使用金属钛坩埚盛放电解质NaCl-KCl-TiCl2混合熔盐，该混合熔盐各组分的质量百分含量为NaCl 30％、KCl 67％、TiCl2 3％，电解质中Ti离子的质量百分含量为3％，电解温度为800℃，槽电压控制在5V，进行恒电流电解，3小时后取出阳极和阴极用1wt％的稀盐酸溶液清洗电极表面的电解质，再用去离子水洗净氯离子，烘干后重复上述电解过程3次。电解完成后更换阳极，并从阴极获得电解钛产物，对产物进行XRD结构成分分析的结果是该产物为金属钛的单一相。
实施例14
Ti4O7可溶电极的制备及其作为阳极电解制备金属钛。
(1)配料
原料为TiOSO4粉体、石墨粉，按照Ti4O7块体的化学式及所用原料之间的化学反应，计算各原料的摩尔百分比；
TiOSO4粉体：石墨粉＝4：2。
(2)混料与干燥
将步骤(1)计量好的原料放入滚动式球磨机中，加入WC-8wt％Co硬质合金球作为研磨球体，加入无水乙醇为湿磨介质，在球磨转速30r/min下研磨分散48小时，使原料混合均匀，无水乙醇的加入量以浸没所述原料和研磨球体为限，然后过筛分离出研磨球体得混合浆料，将所得的混合浆料进行干燥得置于烘箱内在60℃下干燥4小时得混合粉料。
(3)烧结
采用定制的石墨模具(高100mm)作为制备电极片所用的烧结模具与压头，并采用光学测温仪进行温度测定及控制。取步骤(2)制得的混合粉料600g装入石墨模具中，为防止原料与模具反应而导致污染及便于脱模，在装料前放入一层光滑柔性碳纸依附在模具内壁使其与原料隔开，并在石墨模具外面套上一层石墨毡以用于减少热辐射。将装填好原料的模具置于SPS系统的烧结炉中，安装好限位片，调整好光学测温仪，关闭烧结炉门并抽真空，待炉内真空度低于10Pa时，充入氩气作为保护气体，施加100KN的烧结压力。将加热炉加热到1250℃后保温60min，烧结过程中，原料在碳热固相反应的同时烧结形成块体，反应过程中压力保持恒定。烧结结束后关闭电流降低温度，使试样随炉冷却至室温后取出试样进行脱模，既得到亚氧化钛块体，其为97％的Ti4O7和3％的Ti5O9，电阻率为0.9mΩ·cm。将所得亚氧化钛块体进行表面清理后通过精加工制备得到特定尺寸的亚氧化钛可溶电极，，宏观形貌见图5，SEM图见图6。
(4)熔盐电解
以步骤(3)所得亚氧化钛可溶电极为溶阳，阴极使用高纯金属钛电极，阴极和阳极的电流密度范围为5A/cm2,使用金属钛坩埚盛放电解质NaCl-KCl-TiCl3混合熔盐，该混合熔盐各组分的质量百分含量为NaCl 30％、KCl 60％、TiCl3 10％，电解质中Ti离子的质量百分含量为8％，电解温度为850℃，槽电压控制在10V，进行恒电流电解，3小时后取出阳极和阴极用1wt％的稀盐酸溶液清洗电极表面的电解质，再用去离子水洗净氯离子，烘干后重复上述电解过程3次。电解完成后更换阳极，并从阴极获得电解钛产物，对产物进行XRD结构成分分析的结果是该产物为金属钛的单一相。
实施例15
Ti4O7可溶电极的制备及其作为阳极电解制备金属钛。
(1)配料
原料为纳米TiO2粉体、纳米炭黑粉，按照Ti4O7块体的化学式及所用原料之间的化学反应，计算各原料的摩尔百分比；
纳米TiO2粉体：纳米炭黑粉＝4：1.2。
(2)混料与干燥
将步骤(1)计量好的原料放入滚动式球磨机中，加入WC-8wt％Co硬质合金球作为研磨球体，加入无水乙醇为湿磨介质，在球磨转速30r/min下研磨分散48小时，使原料混合均匀，无水乙醇的加入量以浸没所述原料和研磨球体为限，然后过筛分离出研磨球体得混合浆料，将所得的混合浆料进行干燥得置于烘箱内在60℃下干燥4小时得混合粉料。
(3)烧结
采用定制的石墨模具(高100mm)作为制备电极片所用的烧结模具与压头，并采用光学测温仪进行温度测定及控制。取步骤(2)制得的混合粉料600g装入石墨模具中，为防止原料与模具反应而导致污染及便于脱模，在装料前放入一层光滑柔性碳纸依附在模具内壁使其与原料隔开，并在石墨模具外面套上一层石墨毡以用于减少热辐射。将装填好原料的模具置于SPS系统的烧结炉中，安装好限位片，调整好光学测温仪，关闭烧结炉门并抽真空，待炉内真空度低于10Pa时，充入氩气作为保护气体，施加100KN的烧结压力。将加热炉加热到1250℃后保温60min，烧结过程中，原料在碳热固相反应的同时烧结形成块体，反应过程中压力保持恒定。烧结结束后关闭电流降低温度，使试样随炉冷却至室温后取出试样进行脱模，既得到亚氧化钛块体，其为97％的Ti4O7和3％的Ti5O9，电阻率为0.9mΩ·cm。将所得亚氧化钛块体进行表面清理后通过精加工制备得到特定尺寸的亚氧化钛可溶电极。
(4)熔盐电解
以步骤(3)所得亚氧化钛可溶电极为溶阳极，阴极使用高纯金属钛电极，阴极和阳极的电流密度范围为5A/cm2,使用金属钛坩埚盛放电解质NaCl-KCl-TiCl3混合熔盐，该混合熔盐各组分的质量百分含量为NaCl 30％、KCl 60％、TiCl3 10％，电解质中Ti离子的质量百分含量为8％，电解温度为1000℃，槽电压控制在10V，进行恒电流电解，3小时后取出阳极和阴极用1wt％的稀盐酸溶液清洗电极表面的电解质，再用去离子水洗净氯离子，烘干后重复上述电解过程3次。电解完成后更换阳极，并从阴极获得电解钛产物，对产物进行XRD结构成分分析的结果是该产物为金属钛的单一相。
实施例16
Ti4O7可溶电极的制备及其作为阳极电解制备金属钛。
(1)配料
原料为TiOSO4粉体、钛粉，按照Ti4O7块体的化学式及所用原料之间的化学反应，计算各原料的摩尔百分比；
TiOSO4粉体：钛粉＝4：2。
(2)混料与干燥
将步骤(1)计量好的原料放入滚动式球磨机中，加入WC-8wt％Co硬质合金球作为研磨球体，加入无水乙醇为湿磨介质，在球磨转速30r/min下研磨分散48小时，使原料混合均匀，无水乙醇的加入量以浸没所述原料和研磨球体为限，然后过筛分离出研磨球体得混合浆料，将所得的混合浆料进行干燥得置于烘箱内在60℃下干燥4小时得混合粉料。
(3)烧结
采用定制的石墨模具(高10mm)作为制备电极片所用的烧结模具与压头，并采用光学测温仪进行温度测定及控制。取步骤(2)制得的混合粉料50g装入石墨模具中，为防止原料与模具反应而导致污染及便于脱模，在装料前放入一层光滑柔性碳纸依附在模具内壁使其与原料隔开，并在石墨模具外面套上一层石墨毡以用于减少热辐射。将装填好原料的模具置于SPS系统的烧结炉中，安装好限位片，调整好光学测温仪，关闭烧结炉门并抽真空，待炉内真空度低于10Pa时，充入氩气作为保护气体，施加1KN的烧结压力。将加热炉加热到1150℃后保温5min，烧结过程中，原料在碳热固相反应的同时烧结形成块体，反应过程中压力保持恒定。烧结结束后关闭电流降低温度，使试样随炉冷却至室温后取出试样进行脱模，既得到亚氧化钛块体，其为87％的Ti4O7和13％的Ti5O9，电阻率为2.9mΩ·cm。将所得亚氧化钛块体进行表面清理后通过精加工制备得到特定尺寸的亚氧化钛可溶电极。
(4)熔盐电解
以步骤(3)所得亚氧化钛可溶电极为溶阳极，阴极使用高纯金属钛电极，阴极和阳极的电流密度范围为0.5A/cm2,使用金属钛坩埚盛放电解质NaCl-KCl-TiCl3-TiCl2混合熔盐，该混合熔盐各组分的质量百分含量为NaCl 30％、KCl 67％、TiCl3 2％、TiCl21％，电解质中Ti离子的质量百分含量为8％，电解温度为700℃，槽电压控制在6V，进行恒电流电解，3小时后取出阳极和阴极用1wt％的稀盐酸溶液清洗电极表面的电解质，再用去离子水洗净氯离子，烘干后重复上述电解过程3次。电解完成后更换阳极，并从阴极获得电解钛产物，对产物进行XRD结构成分分析的结果是该产物为金属钛的单一相。
实施例17
Ti3O5可溶电极的制备及其作为阳极电解制备金属钛。
(1)配料
原料为纳米TiO2粉体、石墨粉，按照Ti3O5块体的化学式及所用原料之间的化学反应，计算各原料的摩尔百分比；
纳米TiO2粉体：石墨粉＝3：2。
(2)混料与干燥
将步骤(1)计量好的原料放入滚动式球磨机中，加入WC-8wt％Co硬质合金球作为研磨球体，加入无水乙醇为湿磨介质，在球磨转速30r/min下研磨分散48小时，使原料混合均匀，无水乙醇的加入量以浸没所述原料和研磨球体为限，然后过筛分离出研磨球体得混合浆料，将所得的混合浆料进行干燥得置于烘箱内在60℃下干燥4小时得混合粉料。
(3)烧结
采用定制的石墨模具(高100mm)作为制备电极片所用的烧结模具与压头，并采用光学测温仪进行温度测定及控制。取步骤(2)制得的混合粉料500g装入石墨模具中，为防止原料与模具反应而导致污染及便于脱模，在装料前放入一层光滑柔性碳纸依附在模具内壁使其与原料隔开，并在石墨模具外面套上一层石墨毡以用于减少热辐射。将装填好原料的模具置于SPS系统的烧结炉中，安装好限位片，调整好光学测温仪，关闭烧结炉门并抽真空，待炉内真空度低于10Pa时，充入氩气作为保护气体，施加100KN的烧结压力。将加热炉加热到1400℃后保温60min，烧结过程中，原料在碳热固相反应的同时烧结形成块体，反应过程中压力保持恒定。烧结结束后关闭电流降低温度，使试样随炉冷却至室温后取出试样进行脱模，既得到亚氧化钛块体，其为7％的Ti4O7和93％的Ti3O5，电阻率为120mΩ·cm。将所得亚氧化钛块体进行表面清理后通过精加工制备得到特定尺寸的亚氧化钛可溶电极，宏观形貌见图7，SEM图见图8。
(4)熔盐电解
以步骤(3)所得亚氧化钛可溶电极为溶阳极，阴极使用高纯金属钛电极，阴极和阳极的电流密度范围为5A/cm2,使用金属钛坩埚盛放电解质NaCl-KCl-TiCl2混合熔盐，该混合熔盐各组分的质量百分含量为NaCl 30％、KCl 60％、TiCl210％，电解质中Ti离子的质量百分含量为8％，电解温度为1000℃，槽电压控制在10V，进行恒电流电解，3小时后取出阳极和阴极用1wt％的稀盐酸溶液清洗电极表面的电解质，再用去离子水洗净氯离子，烘干后重复上述电解过程3次。电解完成后更换阳极，并从阴极获得电解钛产物，对产物进行XRD结构成分分析的结果是该产物为金属钛的单一相。
实施例18
Ti3O5可溶电极的制备及其作为阳极电解制备金属钛。
(1)配料
原料为微米TiO2粉体、纳米炭黑粉，按照Ti3O5块体的化学式及所用原料之间的化学反应，计算各原料的摩尔百分比；
微米TiO2粉体：纳米炭黑粉＝3：1.2。
(2)混料与干燥
将步骤(1)计量好的原料放入滚动式球磨机中，加入WC-8wt％Co硬质合金球作为研磨球体，加入无水乙醇为湿磨介质，在球磨转速30r/min下研磨分散48小时，使原料混合均匀，无水乙醇的加入量以浸没所述原料和研磨球体为限，然后过筛分离出研磨球体得混合浆料，将所得的混合浆料进行干燥得置于烘箱内在60℃下干燥4小时得混合粉料。
(3)烧结
采用定制的石墨模具(高10mm)作为制备电极片所用的烧结模具与压头，并采用光学测温仪进行温度测定及控制。取步骤(2)制得的混合粉料500g装入石墨模具中，为防止原料与模具反应而导致污染及便于脱模，在装料前放入一层光滑柔性碳纸依附在模具内壁使其与原料隔开，并在石墨模具外面套上一层石墨毡以用于减少热辐射。将装填好原料的模具置于SPS系统的烧结炉中，安装好限位片，调整好光学测温仪，关闭烧结炉门并抽真空，待炉内真空度低于10Pa时，充入氩气作为保护气体，施加1KN的烧结压力。将加热炉加热到1250℃后保温5min，烧结过程中，原料在碳热固相反应的同时烧结形成块体，反应过程中压力保持恒定。烧结结束后关闭电流降低温度，使试样随炉冷却至室温后取出试样进行脱模，既得到亚氧化钛块体，其为13％的Ti4O7和87％的Ti3O5，电阻率为117mΩ·cm。将所得亚氧化钛块体进行表面清理后通过精加工制备得到特定尺寸的亚氧化钛可溶电极。
(4)熔盐电解
以步骤(3)所得亚氧化钛可溶电极为溶阳极，阴极使用高纯金属钛电极，阴极和阳极的电流密度范围为0.5A/cm2,使用金属钛坩埚盛放电解质NaCl-KCl-TiCl2混合熔盐，该混合熔盐各组分的质量百分含量为NaCl 30％、KCl 67％、TiCl23％，电解质中Ti离子的质量百分含量为3％，电解温度为800℃，槽电压控制在5V，进行恒电流电解，3小时后取出阳极和阴极用1wt％的稀盐酸溶液清洗电极表面的电解质，再用去离子水洗净氯离子，烘干后重复上述电解过程3次。电解完成后更换阳极，并从阴极获得电解钛产物，对产物进行XRD结构成分分析的结果是该产物为金属钛的单一相。
实施例19
TiO可溶电极的制备及其作为阳极电解制备金属钛。
(1)配料
原料为纳米TiO2粉体、钛粉，按照TiO块体的化学式及所用原料之间的化学反应，计算各原料的摩尔百分比；
纳米TiO2粉体：钛粉＝1：1.5。
(2)混料与干燥
将步骤(1)计量好的原料放入滚动式球磨机中，加入WC-8wt％Co硬质合金球作为研磨球体，加入无水乙醇为湿磨介质，在球磨转速30r/min下研磨分散48小时，使原料混合均匀，无水乙醇的加入量以浸没所述原料和研磨球体为限，然后过筛分离出研磨球体得混合浆料，将所得的混合浆料进行干燥得置于烘箱内在60℃下干燥4小时得混合粉料。
(3)烧结
采用定制的石墨模具(高100mm)作为制备电极片所用的烧结模具与压头，并采用光学测温仪进行温度测定及控制。取步骤(2)制得的混合粉料600g装入石墨模具中，为防止原料与模具反应而导致污染及便于脱模，在装料前放入一层光滑柔性碳纸依附在模具内壁使其与原料隔开，并在石墨模具外面套上一层石墨毡以用于减少热辐射。将装填好原料的模具置于SPS系统的烧结炉中，安装好限位片，调整好光学测温仪，关闭烧结炉门并抽真空，待炉内真空度低于10Pa时，充入氩气作为保护气体，施加100KN的烧结压力。将加热炉加热到1600℃后保温60min，烧结过程中，原料在碳热固相反应的同时烧结形成块体，反应过程中压力保持恒定。烧结结束后关闭电流降低温度，使试样随炉冷却至室温后取出试样进行脱模，既得到亚氧化钛块体，其为1％的Ti2O3和99％的TiO，电阻率为0.1mΩ·cm。将所得亚氧化钛块体进行表面清理后通过精加工制备得到特定尺寸的亚氧化钛可溶电极。
(4)熔盐电解
以步骤(3)所得亚氧化钛可溶电极为溶阳极，阴极使用高纯金属钛电极，阴极和阳极的电流密度范围为5A/cm2,使用金属钛坩埚盛放电解质NaCl-KCl-TiCl2混合熔盐，该混合熔盐各组分的质量百分含量为NaCl 30％、KCl 60％、TiCl210％，电解质中Ti离子的质量百分含量为8％，电解温度为1000℃，槽电压控制在10V，进行恒电流电解，3小时后取出阳极和阴极用1wt％的稀盐酸溶液清洗电极表面的电解质，再用去离子水洗净氯离子，烘干后重复上述电解过程3次。电解完成后更换阳极，并从阴极获得电解钛产物，对产物进行XRD结构成分分析的结果是该产物为金属钛的单一相。
实施例20
TiO可溶电极的制备及其作为阳极电解制备金属钛。
(1)配料
原料为纳米TiO2粉体、活性炭粉，按照TiO块体的化学式及所用原料之间的化学反应，计算各原料的摩尔百分比；
纳米TiO2粉体：活性炭粉＝1：1.2
(2)混料与干燥
将步骤(1)计量好的原料放入滚动式球磨机中，加入WC-8wt％Co硬质合金球作为研磨球体，加入无水乙醇为湿磨介质，在球磨转速30r/min下研磨分散48小时，使原料混合均匀，无水乙醇的加入量以浸没所述原料和研磨球体为限，然后过筛分离出研磨球体得混合浆料，将所得的混合浆料进行干燥得置于烘箱内在60℃下干燥4小时得混合粉料。
(3)烧结
采用定制的石墨模具(高10mm)作为制备电极片所用的烧结模具与压头，并采用光学测温仪进行温度测定及控制。取步骤(2)制得的混合粉料60g装入石墨模具中，为防止原料与模具反应而导致污染及便于脱模，在装料前放入一层光滑柔性碳纸依附在模具内壁使其与原料隔开，并在石墨模具外面套上一层石墨毡以用于减少热辐射。将装填好原料的模具置于SPS系统的烧结炉中，安装好限位片，调整好光学测温仪，关闭烧结炉门并抽真空，待炉内真空度低于10Pa时，充入氩气作为保护气体，施加1KN的烧结压力。将加热炉加热到1400℃后保温5min，烧结过程中，原料在碳热固相反应的同时烧结形成块体，反应过程中压力保持恒定。烧结结束后关闭电流降低温度，使试样随炉冷却至室温后取出试样进行脱模，既得到亚氧化钛块体，其为5％的Ti2O3和95％的TiO，电阻率为0.13mΩ·cm。将所得亚氧化钛块体进行表面清理后通过精加工制备得到特定尺寸的亚氧化钛可溶电极。
(4)熔盐电解
以步骤(3)所得亚氧化钛可溶电极为溶阳极，阴极使用高纯金属钛电极，阴极和阳极的电流密度范围为0.5A/cm2,使用金属钛坩埚盛放电解质NaCl-KCl-TiCl2混合熔盐，该混合熔盐各组分的质量百分含量为NaCl 30％、KCl 67％、TiCl23％，电解质中Ti离子的质量百分含量为3％，电解温度为300℃，槽电压控制在0.5V，进行恒电流电解，3小时后取出阳极和阴极用1wt％的稀盐酸溶液清洗电极表面的电解质，再用去离子水洗净氯离子，烘干后重复上述电解过程3次。电解完成后更换阳极，并从阴极获得电解钛产物，对产物进行XRD结构成分分析的结果是该产物为金属钛的单一相。
实施例21
Ti9O17可溶电极的制备及其作为阳极电解制备金属钛。
(1)配料
原料为微米TiO2粉体、纳米炭黑粉，按照Ti9O17块体的化学式及所用原料之间的化学反应，计算各原料的摩尔比；
微米TiO2粉体：纳米炭黑粉＝9：1.2
(2)混料与干燥
将步骤(1)计量好的原料放入滚动式球磨机中，加入WC-8wt％Co硬质合金球作为研磨球体，加入无水乙醇为湿磨介质，在球磨转速30r/min下研磨分散48小时，使原料混合均匀，无水乙醇的加入量以浸没所述原料和研磨球体为限，然后过筛分离出研磨球体得混合浆料，将所得的混合浆料置于烘箱内在60℃下干燥4小时得混合粉料。
(3)烧结
采用定制的石墨模具(Φ100mm、高200mm)作为制备电极片所用的烧结模具与压头，并采用光学测温仪进行温度测定及控制。取步骤(2)制得的混合粉料600g装入石墨模具中，并在模具中心位置放置钛棒，使钛棒被混合粉料完全包覆。为防止原料与模具反应而导致污染及便于脱模，在装料前放入一层光滑柔性碳纸依附在模具内壁使其与原料隔开，并在石墨模具外面套上一层石墨毡以用于减少热辐射。将装填好原料的模具置于SPS系统的烧结炉中，安装好限位片，调整好光学测温仪，关闭烧结炉门并抽真空，待炉内真空度低于10Pa时，保持真空气氛，施加100KN的烧结压力，将加热炉加热到860℃后保温60min。烧结过程中，原料在碳热固相反应的同时烧结形成块体，反应过程中压力保持恒定。烧结结束后关闭电流降低温度，随炉冷却至室温后取出进行脱模既得到亚氧化钛复合块体，其外层14％的Ti8O15和86％的Ti9O17，内层为纯钛棒。将所得亚氧化钛块体进行表面清理后通过精加工制备得到特定尺寸的亚氧化钛可溶电极。
(4)熔盐电解
以步骤(3)所得亚氧化钛可溶电极为溶阳，阴极使用金属钛电极，阴极和阳极的电流密度为2A/cm2，使用金属钛坩埚盛放电解质NaCl-KCl-TiCl2混合熔盐，该混合熔盐各组分的质量百分含量为NaCl 30％、KCl 67％、TiCl23％，电解质中Ti离子的质量百分含量为3％，电解温度为700℃，槽电压控制在10V，进行恒电流电解，3小时后取出阳极和阴极，用1wt％的稀盐酸溶液清洗电极表面的电解质，再用去离子水洗净氯离子，烘干后重复上述电解过程3次。电解完成后更换阳极，并从阴极获得电解钛产物，对产物进行XRD结构成分分析的结果是该产物为金属钛的单一相。
实施例22
Ti8O15可溶电极的制备及其作为阳极电解制备金属钛。
(1)配料
原料为H2TiO3粉体、活性炭粉，按照Ti8O15块体的化学式及所用原料之间的化学反应，计算各原料的摩尔比；
H2TiO3粉体：活性炭粉＝8：1.2
(2)混料与干燥
将步骤(1)计量好的原料放入滚动式球磨机中，加入WC-8wt％Co硬质合金球作为研磨球体，加入无水乙醇为湿磨介质，在球磨转速30r/min下研磨分散48小时，使原料混合均匀，无水乙醇的加入量以浸没所述原料和研磨球体为限，然后过筛分离出研磨球体得混合浆料，将所得的混合浆料置于烘箱内在60℃下干燥4小时得混合粉料。
(3)烧结
采用定制的石墨模具(Φ100mm、高200mm)作为制备电极片所用的烧结模具与压头，并采用光学测温仪进行温度测定及控制。取步骤(2)制得的混合粉料600g装入石墨模具中，并在模具中心位置放置钛棒，使钛棒被混合粉料完全包覆。为防止原料与模具反应而导致污染及便于脱模，在装料前放入一层光滑柔性碳纸依附在模具内壁使其与原料隔开，并在石墨模具外面套上一层石墨毡以用于减少热辐射。将装填好原料的模具置于SPS系统的烧结炉中，安装好限位片，调整好光学测温仪，关闭烧结炉门并抽真空，待炉内真空度低于10Pa时，保持真空气氛，施加100KN的烧结压力，将加热炉加热到950℃后保温60min。烧结过程中，原料在碳热固相反应的同时烧结形成块体，反应过程中压力保持恒定。烧结结束后关闭电流降低温度，随炉冷却至室温后取出进行脱模既得到亚氧化钛复合块体，其表层为13％的Ti9O17和87％的Ti8O15，内层为纯钛棒。将所得亚氧化钛块体进行表面清理后通过精加工制备得到特定尺寸的亚氧化钛可溶电极。
(4)熔盐电解
以步骤(3)所得亚氧化钛可溶电极为溶阳，阴极使用金属钛电极，阴极和阳极的电流密度为2A/cm2，使用金属钛坩埚盛放电解质NaCl-KCl-TiCl2混合熔盐，该混合熔盐各组分的质量百分含量为NaCl 30％、KCl 67％、TiCl23％，电解质中Ti离子的质量百分含量为3％，电解温度为900℃，槽电压控制在10V，进行恒电流电解，3小时后取出阳极和阴极，用1wt％的稀盐酸溶液清洗电极表面的电解质，再用去离子水洗净氯离子，烘干后重复上述电解过程3次。电解完成后更换阳极，并从阴极获得电解钛产物，对产物进行XRD结构成分分析的结果是该产物为金属钛的单一相。
实施例23
Ti7O13可溶电极的制备及其作为阳极电解制备金属钛。
(1)配料
原料为纳米TiO2粉体、石墨粉，按照Ti7O13块体的化学式及所用原料之间的化学反应，计算各原料的摩尔百分比；
纳米TiO2粉体：石墨粉＝7：2。
(2)混料与干燥
将步骤(1)计量好的原料放入滚动式球磨机中，加入WC-8wt％Co硬质合金球作为研磨球体，加入无水乙醇为湿磨介质，在球磨转速30r/min下研磨分散48小时，使原料混合均匀，无水乙醇的加入量以浸没所述原料和研磨球体为限，然后过筛分离出研磨球体得混合浆料，将所得的混合浆料进行干燥得置于烘箱内在60℃下干燥4小时得混合粉料。
(3)烧结
采用定制的石墨模具(Φ100mm、高100mm)作为制备电极片所用的烧结模具与压头，并采用光学测温仪进行温度测定及控制。取步骤(2)制得的混合粉料600g装入石墨模具中，并在模具中心位置放置石墨棒，使石墨棒被混合粉料完全包覆。为防止原料与模具反应而导致污染及便于脱模，在装料前放入一层光滑柔性碳纸依附在模具内壁使其与原料隔开，并在石墨模具外面套上一层石墨毡以用于减少热辐射。将装填好原料的模具置于SPS系统的烧结炉中，安装好限位片，调整好光学测温仪，关闭烧结炉门并抽真空，待炉内真空度低于10Pa时，施加100KN的烧结压力。将加热炉加热到1000℃后保温1h，烧结过程中，原料在碳热固相反应的同时烧结形成块体，反应过程中压力保持恒定。烧结结束后关闭电流降低温度，使试样随炉冷却至室温后取出试样进行脱模，既得到亚氧化钛复合块体，其为11％的Ti8O15和89％的Ti7O13，内层为石墨棒。将所得亚氧化钛块体进行表面清理后通过精加工制备得到特定尺寸的亚氧化钛可溶电极。
(4)熔盐电解
以步骤(3)所得亚氧化钛可溶电极为溶阳，阴极使用高纯金属钛电极，阴极和阳极的电流密度范围为5A/cm2,使用金属钛坩埚盛放电解质NaCl-KCl-TiCl3混合熔盐，该混合熔盐各组分的质量百分含量为NaCl 30％、KCl 67％、TiCl33％，电解质中Ti离子的质量百分含量为3％，电解温度为850℃，槽电压控制在10V，进行恒电流电解，3小时后取出阳极和阴极用1wt％的稀盐酸溶液清洗电极表面的电解质，再用去离子水洗净氯离子，烘干后重复上述电解过程3次。电解完成后更换阳极，并从阴极获得电解钛产物，对产物进行XRD结构成分分析的结果是该产物为金属钛的单一相。
实施例24
Ti6O11可溶电极的制备及其作为阳极电解制备金属钛。
(1)配料
原料为微米TiO2粉体、石墨粉，按照Ti6O11块体的化学式及所用原料之间的化学反应，计算各原料的摩尔百分比；
微米TiO2粉体：石墨粉＝6：2。
(2)混料与干燥
将步骤(1)计量好的原料放入滚动式球磨机中，加入WC-8wt％Co硬质合金球作为研磨球体，加入无水乙醇为湿磨介质，在球磨转速30r/min下研磨分散48小时，使原料混合均匀，无水乙醇的加入量以浸没所述原料和研磨球体为限，然后过筛分离出研磨球体得混合浆料，将所得的混合浆料进行干燥得置于烘箱内在60℃下干燥4小时得混合粉料。
(3)烧结
采用定制的石墨模具(高100mm)作为制备电极片所用的烧结模具与压头，并采用光学测温仪进行温度测定及控制。取步骤(2)制得的混合粉料600g装入石墨模具中，并在模具中心位置放置石墨棒，使石墨棒被混合粉料完全包覆。为防止原料与模具反应而导致污染及便于脱模，在装料前放入一层光滑柔性碳纸依附在模具内壁使其与原料隔开，并在石墨模具外面套上一层石墨毡以用于减少热辐射。将装填好原料的模具置于SPS系统的烧结炉中，安装好限位片，调整好光学测温仪，关闭烧结炉门并抽真空，待炉内真空度低于10Pa时，充入氩气作为保护气体，施加100KN的烧结压力。将加热炉加热到1100℃后保温60min，烧结过程中，原料在碳热固相反应的同时烧结形成块体，反应过程中压力保持恒定。烧结结束后关闭电流降低温度，使试样随炉冷却至室温后取出试样进行脱模，既得到亚氧化钛复合块体，其为94％的Ti6O11和6％的Ti7O13，内层为石墨棒。将所得亚氧化钛块体进行表面清理后通过精加工制备得到特定尺寸的亚氧化钛可溶电极。
(4)熔盐电解
以步骤(3)所得亚氧化钛可溶电极为溶阳，阴极使用高纯金属钛电极，阴极和阳极的电流密度范围为5A/cm2,使用金属钛坩埚盛放电解质NaF-KF-K2TiF2混合熔盐，该混合熔盐各组分的质量百分含量为NaCl 30％、KF 60％、K2TiF210％，电解质中Ti离子的质量百分含量为8％，电解温度为750℃，槽电压控制在10V，进行恒电流电解，3小时后取出阳极和阴极用1wt％的稀盐酸溶液清洗电极表面的电解质，再用去离子水洗净氯离子，烘干后重复上述电解过程3次。电解完成后更换阳极，并从阴极获得电解钛产物，对产物进行XRD结构成分分析的结果是该产物为金属钛的单一相。
实施例25
Ti5O9可溶电极的制备及其作为阳极电解制备金属钛。
(1)配料
原料为纳米TiO2粉体、纳米炭黑粉，按照Ti5O9块体的化学式及所用原料之间的化学反应，计算各原料的摩尔百分比；
纳米TiO2粉体：纳米炭黑粉＝5：1.2。
(2)混料与干燥
将步骤(1)计量好的原料放入滚动式球磨机中，加入WC-8wt％Co硬质合金球作为研磨球体，加入无水乙醇为湿磨介质，在球磨转速30r/min下研磨分散48小时，使原料混合均匀，无水乙醇的加入量以浸没所述原料和研磨球体为限，然后过筛分离出研磨球体得混合浆料，将所得的混合浆料进行干燥得置于烘箱内在60℃下干燥4小时得混合粉料。
(3)烧结
采用定制的石墨模具(高100mm)作为制备电极片所用的烧结模具与压头，并采用光学测温仪进行温度测定及控制。取步骤(2)制得的混合粉料600g装入石墨模具中，并在模具中心位置放置石墨棒，使石墨棒被混合粉料完全包覆。为防止原料与模具反应而导致污染及便于脱模，在装料前放入一层光滑柔性碳纸依附在模具内壁使其与原料隔开，并在石墨模具外面套上一层石墨毡以用于减少热辐射。将装填好原料的模具置于SPS系统的烧结炉中，安装好限位片，调整好光学测温仪，关闭烧结炉门并抽真空，待炉内真空度低于10Pa时，在真空气氛下，施加100KN的烧结压力。将加热炉加热到1100℃后保温60min，烧结过程中，原料在碳热固相反应的同时烧结形成块体，反应过程中压力保持恒定。烧结结束后关闭电流降低温度，使试样随炉冷却至室温后取出试样进行脱模，既得到亚氧化钛复合块体，其为92％的Ti5O9和8％的Ti4O7，内层为石墨棒。将所得亚氧化钛块体进行表面清理后通过精加工制备得到特定尺寸的亚氧化钛可溶电极。
(4)熔盐电解
以步骤(3)所得亚氧化钛可溶电极为溶阳，阴极使用高纯金属钛电极，阴极和阳极的电流密度范围为0.5A/cm2,使用金属钛坩埚盛放电解质NaCl-KCl-TiCl2混合熔盐，该混合熔盐各组分的质量百分含量为NaCl 30％、KCl 67％、TiCl23％，电解质中Ti离子的质量百分含量为3％，电解温度为800℃，槽电压控制在10V，进行恒电流电解，3小时后取出阳极和阴极用1wt％的稀盐酸溶液清洗电极表面的电解质，再用去离子水洗净氯离子，烘干后重复上述电解过程3次。电解完成后更换阳极，并从阴极获得电解钛产物，对产物进行XRD结构成分分析的结果是该产物为金属钛的单一相。
实施例26
Ti4O7可溶电极的制备及其作为阳极电解制备金属钛。
(1)配料
原料为微米TiO2粉体、石墨粉，按照Ti4O7块体的化学式及所用原料之间的化学反应，计算各原料的摩尔百分比；
微米TiO2粉体：石墨粉＝4：2。
(2)混料与干燥
将步骤(1)计量好的原料放入滚动式球磨机中，加入WC-8wt％Co硬质合金球作为研磨球体，加入无水乙醇为湿磨介质，在球磨转速30r/min下研磨分散48小时，使原料混合均匀，无水乙醇的加入量以浸没所述原料和研磨球体为限，然后过筛分离出研磨球体得混合浆料，将所得的混合浆料进行干燥得置于烘箱内在60℃下干燥4小时得混合粉料。
(3)烧结
采用定制的石墨模具(高100mm)作为制备电极片所用的烧结模具与压头，并采用光学测温仪进行温度测定及控制。取步骤(2)制得的混合粉料600g装入石墨模具中，并在模具中心位置放置石墨棒，使石墨棒被混合粉料完全包覆。为防止原料与模具反应而导致污染及便于脱模，在装料前放入一层光滑柔性碳纸依附在模具内壁使其与原料隔开，并在石墨模具外面套上一层石墨毡以用于减少热辐射。将装填好原料的模具置于SPS系统的烧结炉中，安装好限位片，调整好光学测温仪，关闭烧结炉门并抽真空，待炉内真空度低于10Pa时，充入氩气作为保护气体，施加100KN的烧结压力。将加热炉加热到1250℃后保温60min，烧结过程中，原料在碳热固相反应的同时烧结形成块体，反应过程中压力保持恒定。烧结结束后关闭电流降低温度，使试样随炉冷却至室温后取出试样进行脱模，既得到亚氧化钛复合复合块体，其为97％的Ti4O7和3％的Ti5O9，内层为石墨棒。将所得亚氧化钛复合块体进行表面清理后通过精加工制备得到特定尺寸的亚氧化钛复合可溶电极。
(4)熔盐电解
以步骤(3)所得亚氧化钛复合可溶电极为溶阳极，阴极使用高纯金属钛电极，阴极和阳极的电流密度范围为5A/cm2,使用金属钛坩埚盛放电解质NaCl-KCl-TiCl3混合熔盐，该混合熔盐各组分的质量百分含量为NaCl 30％、KCl 60％、TiCl310％，电解质中Ti离子的质量百分含量为8％，电解温度为800℃，槽电压控制在10V，进行恒电流电解，3小时后取出阳极和阴极用1wt％的稀盐酸溶液清洗电极表面的电解质，再用去离子水洗净氯离子，烘干后重复上述电解过程3次。电解完成后更换阳极，并从阴极获得电解钛产物，对产物进行XRD结构成分分析的结果是该产物为金属钛的单一相。
实施例27
Ti3O5可溶电极的制备及其作为阳极电解制备金属钛。
(1)配料
原料为纳米TiO2粉体、石墨粉，按照Ti3O5块体的化学式及所用原料之间的化学反应，计算各原料的摩尔百分比；
纳米TiO2粉体：石墨粉＝3：2。
(2)混料与干燥
将步骤(1)计量好的原料放入滚动式球磨机中，加入WC-8wt％Co硬质合金球作为研磨球体，加入无水乙醇为湿磨介质，在球磨转速30r/min下研磨分散48小时，使原料混合均匀，无水乙醇的加入量以浸没所述原料和研磨球体为限，然后过筛分离出研磨球体得混合浆料，将所得的混合浆料进行干燥得置于烘箱内在60℃下干燥4小时得混合粉料。
(3)烧结
采用定制的石墨模具(高100mm)作为制备电极片所用的烧结模具与压头，并采用光学测温仪进行温度测定及控制。取步骤(2)制得的混合粉料500g装入石墨模具中，并在模具中心位置放置钛棒，使钛棒被混合粉料完全包覆。为防止原料与模具反应而导致污染及便于脱模，在装料前放入一层光滑柔性碳纸依附在模具内壁使其与原料隔开，并在石墨模具外面套上一层石墨毡以用于减少热辐射。将装填好原料的模具置于SPS系统的烧结炉中，安装好限位片，调整好光学测温仪，关闭烧结炉门并抽真空，待炉内真空度低于10Pa时，充入氩气作为保护气体，施加100KN的烧结压力。将加热炉加热到1400℃后保温60min，烧结过程中，原料在碳热固相反应的同时烧结形成块体，反应过程中压力保持恒定。烧结结束后关闭电流降低温度，使试样随炉冷却至室温后取出试样进行脱模，既得到亚氧化钛复合块体，其为7％的Ti4O7和93％的Ti3O5，内层为纯钛棒。将所得亚氧化钛复合块体进行表面清理后通过精加工制备得到特定尺寸的亚氧化钛复合可溶电极。
(4)熔盐电解
以步骤(3)所得亚氧化钛复合可溶电极为溶阳极，阴极使用高纯金属钛电极，阴极和阳极的电流密度范围为5A/cm2,使用金属钛坩埚盛放电解质NaCl-KCl-TiCl2混合熔盐，该混合熔盐各组分的质量百分含量为NaCl 30％、KCl 60％、TiCl210％，电解质中Ti离子的质量百分含量为8％，电解温度为1000℃，槽电压控制在10V，进行恒电流电解，3小时后取出阳极和阴极用1wt％的稀盐酸溶液清洗电极表面的电解质，再用去离子水洗净氯离子，烘干后重复上述电解过程3次。电解完成后更换阳极，并从阴极获得电解钛产物，对产物进行XRD结构成分分析的结果是该产物为金属钛的单一相。
实施例28
TiO可溶电极的制备及其作为阳极电解制备金属钛。
(1)配料
原料为纳米TiO2粉体、氢化钛，按照TiO块体的化学式及所用原料之间的化学反应，计算各原料的摩尔百分比；
纳米TiO2粉体：氢化钛＝1：1.5。
(2)混料与干燥
将步骤(1)计量好的原料放入滚动式球磨机中，加入WC-8wt％Co硬质合金球作为研磨球体，加入无水乙醇为湿磨介质，在球磨转速30r/min下研磨分散48小时，使原料混合均匀，无水乙醇的加入量以浸没所述原料和研磨球体为限，然后过筛分离出研磨球体得混合浆料，将所得的混合浆料进行干燥得置于烘箱内在60℃下干燥4小时得混合粉料。
(3)烧结
采用定制的石墨模具(高100mm)作为制备电极片所用的烧结模具与压头，并采用光学测温仪进行温度测定及控制。取步骤(2)制得的混合粉料600g装入石墨模具中，并在模具中心位置放置钛棒，使钛棒被混合粉料完全包覆。为防止原料与模具反应而导致污染及便于脱模，在装料前放入一层光滑柔性碳纸依附在模具内壁使其与原料隔开，并在石墨模具外面套上一层石墨毡以用于减少热辐射。将装填好原料的模具置于SPS系统的烧结炉中，安装好限位片，调整好光学测温仪，关闭烧结炉门并抽真空，待炉内真空度低于10Pa时，充入氩气作为保护气体，施加100KN的烧结压力。将加热炉加热到1600℃后保温60min，烧结过程中，原料在碳热固相反应的同时烧结形成块体，反应过程中压力保持恒定。烧结结束后关闭电流降低温度，使试样随炉冷却至室温后取出试样进行脱模，既得到亚氧化钛复合块体，其为1％的Ti2O3和99％的TiO，内层为纯钛棒。将所得亚氧化钛复合块体进行表面清理后通过精加工制备得到特定尺寸的亚氧化钛复合可溶电极。
(4)熔盐电解
以步骤(3)所得亚氧化钛复合可溶电极为溶阳极，阴极使用高纯金属钛电极，阴极和阳极的电流密度范围为5A/cm2,使用金属钛坩埚盛放电解质NaCl-KCl-TiCl2混合熔盐，该混合熔盐各组分的质量百分含量为NaCl 30％、KCl 67％、TiCl23％，电解质中Ti离子的质量百分含量为3％，电解温度为950℃，槽电压控制在10V，进行恒电流电解，3小时后取出阳极和阴极用1wt％的稀盐酸溶液清洗电极表面的电解质，再用去离子水洗净氯离子，烘干后重复上述电解过程3次。电解完成后更换阳极，并从阴极获得电解钛产物，对产物进行XRD结构成分分析的结果是该产物为金属钛的单一相。

Claims (10)

1.亚氧化钛可溶电极的制备方法，所述亚氧化钛为TiO、Ti3O5、Ti4O7、Ti5O9、Ti6O11、Ti7O13、Ti8O15或Ti9O17，其特征在于首先将原料制备成亚氧化钛块体，或者亚氧化钛与钛棒或石墨棒结合在一起的亚氧化钛复合块体，再将亚氧化钛块体或亚氧化钛复合块体精加工即可得到亚氧化钛可溶电极，制备亚氧化钛块体或亚氧化钛复合块体的工艺步骤如下：
(1)配料
原料为Ti与O的化合物粉体和还原剂，按照各亚氧化钛的化学式及所用原料之间的化学反应计算出制备相应亚氧化钛块体或亚氧化钛复合块体的原料的摩尔比：
a、制备Ti9O17块体或Ti9O17复合块体的原料摩尔比
Ti与O的化合物粉体:还原剂＝9:(1.2～2)
b、制备Ti8O15块体或Ti8O15复合块体的原料摩尔比
Ti与O的化合物粉体:还原剂＝8:(1.2～2)
c、制备Ti7O13块体或Ti7O13复合块体的原料摩尔比
Ti与O的化合物粉体:还原剂＝7:(1.2～2)
d、制备Ti6O11块体或Ti6O11复合块体的原料摩尔比
Ti与O的化合物粉体:还原剂＝6:(1.2～2)
e、制备Ti5O9块体或Ti5O9复合块体的原料摩尔比
Ti与O的化合物粉体:还原剂＝5:(1.2～2)
f、制备Ti4O7块体或Ti4O7复合块体的原料摩尔比
Ti与O的化合物粉体:还原剂＝4:(1.2～2)
g、制备Ti3O5块体或Ti3O5复合块体的原料摩尔比
Ti与O的化合物粉体:还原剂＝3:(1.2～2)
h、制备TiO块体或TiO复合块体的原料摩尔比
Ti与O的化合物粉体:还原剂＝1:(1.2～1.5)；
(2)混料与干燥
将步骤(1)计量好的原料放入球磨机中，加入研磨球体和湿磨介质进行湿磨，使原料混合均匀，湿磨介质的加入量以浸没所述原料和研磨球体为限，然后过筛分离出研磨球体得混合浆料，将所得的混合浆料进行干燥得到制备Ti9O17块体或Ti9O17复合块体的混合粉料、制备Ti8O15块体或Ti8O15复合块体的混合粉料、制备Ti7O13块体或Ti7O13复合块体的混合粉料、制备Ti6O11块体或Ti6O11复合块体的混合粉料、制备Ti5O9块体或Ti5O9复合块体的混合粉料、制备Ti4O7块体或Ti4O7复合块体的混合粉料、制备Ti3O5块体或Ti3O5复合块体的混合粉料、或者制备TiO块体或TiO复合块体的混合粉料；
(3)烧结
采用放电等离子烧结系统进行烧结，将步骤(2)制得的混合粉料装入石墨模具，然后将装有混合粉料的石墨模具置于放电等离子烧结系统的烧结炉中，安装好限位片，调整好光学测温仪后关闭炉门并抽真空，待炉内真空度低于10Pa时，在保持真空或通入保护气体的条件下施加烧结压力，并加热到烧结反应温度进行保温保压烧结，烧结结束后关闭电源，随炉冷却至室温后取出并脱模得到亚氧化钛块体；
或采用放电等离子烧结系统进行烧结，将步骤(2)制得的混合粉料装入石墨模具，并在石墨模具中心位置放置钛棒或石墨棒，使钛棒或石墨棒被混合粉料完全包覆，然后将装有混合粉料及钛棒或石墨棒的模具置于放电等离子烧结系统的烧结炉中，安装好限位片，调整好光学测温仪后关闭炉门并抽真空，待炉内真空度低于10Pa时，在保持真空或通入保护气体的条件下施加烧结压力，并加热到烧结反应温度进行保温保压烧结，烧结结束后关闭电源，随炉冷却至室温后取出并脱模得到亚氧化钛复合块体；
当混合粉料为制备Ti9O17块体或Ti9O17复合块体的混合粉料时，烧结反应温度为860℃～900℃，烧结压力为1KN～100KN，保温保压时间为5min～60min；
当混合粉料为制备Ti8O15块体或Ti8O15复合块体的混合粉料时，烧结反应温度为900℃～950℃，烧结压力为1KN～100KN，保温保压时间为5min～60min；
当混合粉料为制备Ti7O13块体或Ti7O13复合块体的混合粉料时，烧结反应温度为950℃～1000℃，烧结压力为1KN～100KN，保温保压时间为5min～60min；
当混合粉料为制备Ti6O11块体或Ti6O11复合块体的混合粉料时，烧结反应温度为1000℃～1100℃，烧结压力为1KN～100KN，保温保压时间为5min～60min；
当混合粉料为制备Ti5O9块体或Ti5O9复合块体的混合粉料时，烧结反应温度为1100℃～1150℃，烧结压力为1KN～100KN，保温保压时间为5min～60min；
当混合粉料为制备Ti4O7块体或Ti4O7复合块体的混合粉料时，烧结反应温度为1150℃～1250℃，烧结压力为1KN～100KN，保温保压时间为5min～60min；
当混合粉料为制备Ti3O5块体或Ti3O5复合块体的混合粉料时，烧结反应温度为1250℃～1400℃，烧结压力为1KN～100KN，保温保压时间为5min～60min；
当混合粉料为制备TiO块体或TiO复合块体的混合粉料时，烧结反应温度为1400℃～1600℃，烧结压力为1KN～100KN，保温保压时间为5min～60min。
2.根据权利要求1所述亚氧化钛可溶电极的制备方法，其特征在于步骤(1)中所述Ti与O的化合物粉体为TiO2粉体、H2TiO3粉体、TiOSO4粉体中的一种，所述TiO2粉体为纳米级或微米级TiO2粉体。
3.根据权利要求1或2所述亚氧化钛可溶电极的制备方法，其特征在于步骤(1)中所述还原剂为碳质还原剂和/或钛质还原剂。
4.根据权利要求3所述亚氧化钛可溶电极的制备方法，其特征在于所述碳质还原剂为石墨粉、炭黑粉、活性炭粉中的至少一种，所述钛质还原剂为钛粉或氢化钛。
5.根据权利要求1或2所述亚氧化钛可溶电极的制备方法，其特征在于步骤(3)中所述保护气体为氮气和/或氩气。
6.根据权利要求3所述亚氧化钛可溶电极的制备方法，其特征在于步骤(3)中所述保护气体为氮气和/或氩气。
7.根据权利要求4所述亚氧化钛可溶电极的制备方法，其特征在于步骤(3)中所述保护气体为氮气和/或氩气。
8.权利要求1～7中任一权利要求所述方法制备的亚氧化钛可溶电极。
9.权利要求8所述亚氧化钛可溶电极在熔盐电解制备高纯钛中的应用。
10.根据权利要求9所述亚氧化钛可溶电极在熔盐电解制备高纯钛中的应用，其特征在于工艺如下：
以亚氧化钛可溶电极为阳极，以金属钛、不锈钢、金属钼、亚氧化钛可溶电极中的一种为阴极，以混合熔盐为电解质，所述混合熔盐由CsCl2、CaCl2、LiCl、NaCl、KCl、LiF、CaF中的至少一种与TiCl3、TiCl2、K2TiF6、Na2TiF6中的至少一种组成，混合熔盐中Ti离子的质量百分含量为2％～8％，阴极和阳极的电流密度为0.5A/cm2～2A/cm2，电解温度为300℃～1000℃，槽电压为0.5V～10V。
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