EA028191B1 - Electrode for aluminium production and method of making same - Google Patents
Electrode for aluminium production and method of making same Download PDFInfo
- Publication number
- EA028191B1 EA028191B1 EA201500763A EA201500763A EA028191B1 EA 028191 B1 EA028191 B1 EA 028191B1 EA 201500763 A EA201500763 A EA 201500763A EA 201500763 A EA201500763 A EA 201500763A EA 028191 B1 EA028191 B1 EA 028191B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- diffusion barrier
- electrode
- electrode according
- layer
- conductive elements
- Prior art date
Links
Classifications
-
- 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
-
- 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
- C25C3/12—Anodes
-
- 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
- C25C3/12—Anodes
- C25C3/125—Anodes based on carbon
-
- 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
- C25C3/16—Electric current supply devices, e.g. bus bars
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к электроду для получения алюминия и способу его изготовления.The present invention relates to an electrode for producing aluminum and a method for its manufacture.
Металлический алюминий в настоящее время получают электролизом соединения, содержащего алюминий, растворённого в расплавленном электролите, и этот электрохимический процесс осуществляют в ванне обычной конструкции Холла-Эру. Эти электролизёры оснащены горизонтально установленными электродами, причем электропроводящие аноды и катоды в современных ваннах изготовлены из углеродных материалов. Электролит основан на смеси фторида натрия и фторида алюминия, с добавками щелочных и щелочно-земельных галогенидов. Электрохимический процесс, протекающий при пропускании тока через электролит от анода к катоду, вызывает электрический разряд ионов алюминия на катоде с получением металлического алюминия.Aluminum metal is currently produced by electrolysis of a compound containing aluminum dissolved in a molten electrolyte, and this electrochemical process is carried out in a bathtub of the usual Hall-Herou design. These electrolyzers are equipped with horizontally mounted electrodes, and the electrically conductive anodes and cathodes in modern bathtubs are made of carbon materials. The electrolyte is based on a mixture of sodium fluoride and aluminum fluoride, with the addition of alkaline and alkaline-earth halides. The electrochemical process that occurs when current is passed through the electrolyte from the anode to the cathode causes an electric discharge of aluminum ions at the cathode to produce aluminum metal.
Обычно для фиксации стальных штанг токосъёмников в катодных блоках проделывают прорези, которые позволяют вводить в них штанги. Пространство или пустота между стенками прорезей и штангами могут быть заполнены расплавленным чугуном и/или может быть использована проводящая паста.Typically, to fix the steel rods of the current collectors in the cathode blocks, slots are made that allow the introduction of rods into them. The space or void between the walls of the slots and the rods may be filled with molten iron and / or a conductive paste may be used.
Аналогичным образом предварительно отожжённые угольные аноды крепятся к стальным шпилькам, которые являются частью подвески анода. В аноде имеются предварительно сформированные отверстия, которые позволяют вводить в них стальные шпильки. Фиксация шпилек к аноду обычно выполняется путём заливки расплавленного чугуна в кольцевое пространство между каждой отдельной шпилькой и соответствующим отверстием в аноде.Similarly, pre-annealed carbon anodes are attached to steel studs, which are part of the anode suspension. The anode has preformed holes that allow steel studs to be inserted into them. Fixation of the studs to the anode is usually done by pouring molten iron into the annular space between each individual stud and the corresponding hole in the anode.
В качестве альтернативы для обожжённых анодов могут быть применены проводящие частицы, как показано в патентной заявке настоящего заявителя νθ 09/099335.Alternatively, conductive particles can be used for the calcined anodes, as shown in the patent application of the present applicant νθ 09/099335.
В стремлении к низким удельным расходам энергии при производстве алюминия хорошо известным и мощным инструментом является снижение катодного и/или анодного падения напряжения. Действительно, снижение катодного падения напряжения снижает омические потери энергии в катоде, что позволяет операторам или увеличить силу тока электролизной серии, и/или снизить напряжение на ванне, что в конечном итоге приводит к снижению удельного расхода энергии на тонну произведённого алюминия.In the quest for low specific energy consumption in aluminum production, a well-known and powerful tool is to reduce the cathodic and / or anodic voltage drop. Indeed, a decrease in the cathode voltage drop reduces the ohmic energy loss in the cathode, which allows operators to either increase the current strength of the electrolysis series and / or reduce the voltage across the bath, which ultimately leads to a decrease in the specific energy consumption per ton of aluminum produced.
Различные средства были использованы для снижения катодного падения напряжения, и одним из них является общеизвестное использование медных вкладышей для улучшения проводимости обычно используемых стальных штанг токосъёмников. Многие публикации показывают, что медные вставки или элементы имеют по меньшей мере одну внешнюю сторону или поверхность, которые прилегают к одной соответствующей поверхности стальной штанги токосъёмников.Various means have been used to reduce the cathodic voltage drop, and one of them is the well-known use of copper inserts to improve the conductivity of commonly used steel current collector rods. Many publications show that copper inserts or elements have at least one outer side or surface that abuts one corresponding surface of the steel rod of the current collectors.
Примеры приведены в νθ 04031452, где раскрыты стальные штанги токосъёмников с медным сердечником, И8 5976333 А и νθ 0163014, оба из которых раскрывают различные конструкции медного стержня, вставленного в стальную трубу, заделанную в прорезь катодного блока.Examples are given in νθ 04031452, where steel rods of current collectors with a copper core are disclosed, I8 5976333 A and νθ 0163014, both of which reveal various designs of a copper rod inserted into a steel pipe embedded in the slot of the cathode block.
В испытаниях было продемонстрировано, что медные вставки в стальных штангах токосъёмников могут уменьшить катодное падение напряжения приблизительно на 60 мВ по отношению к обычным стальным штангам токосъёмников.In tests, it was demonstrated that copper inserts in steel rods of current collectors can reduce the cathodic voltage drop by approximately 60 mV compared to conventional steel bars of current collectors.
Другим преимуществом использования меди в качестве элемента с высокой проводимостью в катодах является более равномерная катодная плотность тока, достигаемая в таких конструкциях. Особенно в случае графитированных катодов, более равномерная плотность тока уменьшает максимальную скорость эрозии, тем самым увеличивая срок службы катода.Another advantage of using copper as a highly conductive element in cathodes is the more uniform cathodic current density achieved in such structures. Especially in the case of graphitized cathodes, a more uniform current density reduces the maximum erosion rate, thereby increasing the life of the cathode.
Однако каждый мВ, сохраняемый решением, включающим вставку элементов с высокой проводимостью, является дорогостоящим, потому что в дополнение к дорогим используемым медным стержням, стоимость монтажа (сверление токосъёмника и вставка медной штанги) практически в три раза превышает стоимости самой меди.However, every mV saved by a solution involving the insertion of elements with high conductivity is expensive, because in addition to the expensive copper rods used, the installation cost (drilling a current collector and inserting a copper rod) is almost three times the cost of copper itself.
Кроме того, авторами настоящего изобретения было отмечено, что при высоких температурах, используемых в этом типе композитных проводников, Ре в стальной штанге токосъёмника может диффундировать в металлическую медь примыкающего медного вкладыша.In addition, the authors of the present invention noted that at high temperatures used in this type of composite conductors, Pe in the steel rod of the current collector can diffuse into the copper metal of the adjacent copper insert.
Эта диффузия может привести к увеличению омического сопротивления композитного токосъёмника и последующему увеличению катодного падения напряжения с течением времени.This diffusion can lead to an increase in the ohmic resistance of the composite current collector and a subsequent increase in the cathodic voltage drop over time.
Аналогичные эффекты в омическом сопротивлении могут иметь место и при использовании композитных проводников типа Ре - Си для анодов.Similar effects in ohmic resistance can occur when using composite conductors like Re - Cu for anodes.
Настоящее изобретение относится к электродам, анодам или катодам с композитными проводниками, а также к способу их изготовления, в которых эти вредные эффекты могут быть снижены или устранены.The present invention relates to electrodes, anodes or cathodes with composite conductors, as well as to a method for their manufacture, in which these harmful effects can be reduced or eliminated.
Более конкретно, настоящее изобретение относится к электроду для производства металлического алюминия электролизом соединения, содержащего алюминий, растворённого в расплавленном электролите, в котором процесс электролиза выполняется в ванне обычной конструкции Холла-Эру. Электрод включает кальцинированную углеродсодержащую массу, имеющую зафиксированный в ней по меньшей мере один композитный металлический проводник, включающий проводящие элементы из Ресодержащего материала и проводящие элементы из Си-содержащего материала. Композитный проводник включает слой материала диффузионного барьера на границе раздела между двумя проводящимиMore specifically, the present invention relates to an electrode for the production of aluminum metal by electrolysis of a compound containing aluminum dissolved in a molten electrolyte, in which the electrolysis process is carried out in a bathtub of a conventional Hall-Herou design. The electrode includes a calcined carbon-containing mass having at least one composite metal conductor fixed in it, including conductive elements of Resource-containing material and conductive elements of Cu-containing material. The composite conductor includes a layer of diffusion barrier material at the interface between two conductive
- 1 028191 материалами. Для слоя диффузионного барьера были разработаны несколько материалов, а также были разработаны способы нанесения такого слоя.- 1,028,191 materials. Several materials have been developed for the diffusion barrier layer, and methods have been developed for applying such a layer.
По крайней мере, могут быть упомянуты две важные цели настоящего изобретения:At least two important objectives of the present invention may be mentioned:
1) поддержание минимального сопротивления в течение срока службы ванны и1) maintaining a minimum resistance over the life of the bath and
2) использование более тонких Си-секций в композитных проводниках, т.е. Си-пластин, для улучшения качества и характеристик стоимости композитного проводника.2) the use of thinner C-sections in composite conductors, i.e. C-plates, to improve the quality and cost characteristics of the composite conductor.
Эти и дополнительные преимущества могут быть достигнуты в настоящем изобретении в соответствии с прилагаемой формулой изобретения.These and additional advantages can be achieved in the present invention in accordance with the attached claims.
Далее настоящее изобретение будет дополнительно описано с помощью диаграмм, где фиг. 1 является диаграммой, которая иллюстрирует диффузию Ре в Си, фиг. 2 - диаграммой, иллюстрирующей увеличение сопротивления при диффузии Ре в Си, фиг. 3 - диаграммой, показывающей концентрации Ре в Си для композитных проводников в отсутствие барьера и с барьерами из различных материалов.Hereinafter, the present invention will be further described using diagrams, in which FIG. 1 is a diagram that illustrates the diffusion of Pe in Cu, FIG. 2 is a diagram illustrating the increase in resistance during diffusion of Fe in Cu, FIG. 3 is a diagram showing the concentration of Fe in Cu for composite conductors in the absence of a barrier and with barriers of various materials.
Настоящее изобретение, в целом, относится к электродам, но при обращении к катодам существует одна общая проблема со штангами токосъёмника, заключающаяся в том, что их рабочая температура значительно превышает 900°С, и другие элементы, контактирующие со штангой токоприёмника, могут диффундировать в материал и ухудшать сопротивление этого материала. Для обычных стальных штанг токосъёмника углерод (С) диффундирует в сталь и ее удельное сопротивление повышается.The present invention generally relates to electrodes, but when accessing the cathodes, there is one common problem with the current collector rods, namely that their operating temperature is much higher than 900 ° C, and other elements in contact with the current collector rod may diffuse into the material and worsen the resistance of this material. For conventional steel current collector rods, carbon (C) diffuses into steel and its resistivity rises.
В композитных штангах токосъёмника, т.е. Си и Ре, происходит дополнительная взаимная диффузия. Ре будет диффундировать в Си до содержания, которое приведено на фазовой диаграмме на фиг. 1. И наоборот, Си также будет диффундировать в Ре, но это менее критично для сопротивления узла.In composite current collector rods, i.e. C and Re, there is an additional mutual diffusion. Pe will diffuse in C to the content shown in the phase diagram of FIG. 1. And vice versa, C will also diffuse in Re, but this is less critical for the node resistance.
Увеличение сопротивления при диффузии Ре в Си измерено и показано на фиг. 2. Сопротивление Си увеличивается почти на 100%, когда Си насыщена Ре. Поэтому желательно иметь барьер, предотвращающий взаимную диффузию Ре в Си.The increase in resistance during diffusion of Fe in Cu is measured and shown in FIG. 2. The resistance of Cu increases by almost 100% when Cu is saturated with Fe. Therefore, it is desirable to have a barrier preventing the mutual diffusion of Fe in Cu.
Необходимы следующие свойства барьера, препятствующего диффузии Ре в Си композитной штанги токосъёмника:The following properties of the barrier that impedes the diffusion of Fe in Cu composite rod of the current collector are required:
1) низкая растворимость соединения в Ре и в Си,1) low solubility of the compound in Fe and Cu,
2) устойчивость при рабочей температуре,2) stability at operating temperature,
3) сохранение электрической проводимости,3) conservation of electrical conductivity,
4) простота нанесения тонкими слоями.4) ease of application in thin layers.
В первом эксперименте тонкое покрытие порошка ΤίΒ2 наносят на Си-стержень и эффективность измеряют в диффузионном эксперименте. Стержень Си погружают в суспензию ΤίΒ2 и наносят слой толщиной 100 мкм. Стержень помещают в стальную полость и сборку нагревают до 950°С в течение 14 дней.In the first experiment, a thin coating of ΤίΒ 2 powder was applied to the Cu rod and the efficiency was measured in a diffusion experiment. The Cu rod is immersed in a suspension of ΤίΒ 2 and a layer with a thickness of 100 μm is applied. The rod is placed in a steel cavity and the assembly is heated to 950 ° C for 14 days.
В последующих экспериментах таким же образом испытывают 100 мкм фольгу из Мо и т.е. каждую из них наносят на поверхность Си-стержня, который затем помещают в стальную полость и, соответственно, нагревают.In subsequent experiments, 100 μm foil of Mo is tested in the same manner, i.e. each of them is applied to the surface of the C-rod, which is then placed in a steel cavity and, accordingly, heated.
Профили концентрации приведены на фиг. 3. Наблюдается значительное снижение диффузии. Для ΤίΒ2 покрытия наблюдается снижение диффузии в десять раз. Фольга Мо и по-видимому, практически блокирует диффузию в масштабе времени испытания (14 дней).Concentration profiles are shown in FIG. 3. There is a significant decrease in diffusion. For ΤίΒ 2 coatings, a tenfold decrease in diffusion is observed. The Mo foil also apparently blocks diffusion on a test time scale (14 days).
Могут существовать и другие элементы/соединения, которые являются более эффективными (или недорогими) и не были испытаны авторами. Поэтому барьер не ограничивается только лишь соединениями, упомянутыми в описании. Другие проводящие металлы, интерметаллические соединения или материалы, удовлетворяющие указанным здесь критериям, также являются потенциальными барьерами.There may be other elements / compounds that are more effective (or inexpensive) and have not been tested by the authors. Therefore, the barrier is not limited only to the compounds mentioned in the description. Other conductive metals, intermetallic compounds, or materials that meet the criteria specified here are also potential barriers.
При выборе материала с низким коэффициентом диффузии низкая растворимость также является важным свойством. Электропроводность меди очень зависит от содержания примесей, таким образом, растворимость материала определяет возможный верхний предел неблагоприятного эффекта от используемого материала. Материал барьера должен быть способен блокировать Ре, в то же время сам материал барьера не должен проникать в фазу меди.When choosing a material with a low diffusion coefficient, low solubility is also an important property. The electrical conductivity of copper is very dependent on the content of impurities, thus, the solubility of the material determines the possible upper limit of the adverse effect of the material used. The barrier material must be able to block Fe, while the barrier material itself must not penetrate the copper phase.
В общем, диффузия происходит быстрее вдоль границ зерна и по свободным поверхностям, чем через внутреннюю часть кристаллов, т.е. примеси диффундируют в металл быстрее по границам зерна. Пока растворимость мала, можно ожидать, что накопление в меди также будет низким и, следовательно, возможное снижение проводимости будет ограничено. В дополнение к низкой диффузии подходящий диффузионный барьер также должен иметь низкую растворимость в меди, и обладать достаточной электрической проводимостью.In general, diffusion occurs faster along grain boundaries and along free surfaces than through the interior of crystals, i.e. impurities diffuse into the metal faster along the grain boundaries. While the solubility is small, it can be expected that the accumulation in copper will also be low and, therefore, a possible decrease in conductivity will be limited. In addition to low diffusion, a suitable diffusion barrier must also have low solubility in copper, and have sufficient electrical conductivity.
Критерии отбора металлических материалов барьера.Criteria for the selection of metallic barrier materials.
Ните-КоШегу (см. Ьее ΡΌ. Сопере 1погдатс Сйеш181гу, 4'1' Ей. СЬартап & На11, Ьопйои 1991, р. 136) предложил набор простых правил, описывающих условия, которые должны выполняться, чтобы твёрдый раствор между металлами образовывался в широких масштабах.Nita-KoShegu (see. Lee ΡΌ. Soper 1pogdats Syesh181gu, 4 '1' Eu. Chapman & Na11, opyoi 1991, p. 136) proposed a set of simple rules describing the conditions that must be met to solid solution between the metal formed in the broad scale.
Правило фактора размера атомов: относительная разность атомных диаметров (радиусов) двух элементов должна быть менее 15%. Если разница >15%, растворимость ограничена.The rule of the factor of atomic size: the relative difference between the atomic diameters (radii) of the two elements should be less than 15%. If the difference is> 15%, solubility is limited.
Правило кристаллической структуры: для заметного образования твёрдого раствора кристалличе- 2 028191 ские структуры двух элементов должны быть идентичными.Crystal structure rule: for noticeable formation of a solid solution, the crystalline structures of the two elements must be identical.
Правило валентности: металл будет растворяться в металле с более высокой валентностью в большей степени, чем в металле с более низкой валентностью. Обычно атомы растворённого вещества и растворителя должны иметь одинаковую валентность, чтобы достичь максимальной растворимости.Rule of valency: a metal will dissolve in a metal with a higher valency to a greater extent than in a metal with a lower valency. Usually, the atoms of the solute and solvent must have the same valency in order to achieve maximum solubility.
Правило электроотрицательности: разница электроотрицательности, близкая к 0, даёт максимальную растворимость. Чем более электроположительным является один элемент и более электроотрицательным другой, тем больше вероятность того, что они образуют интерметаллическое соединение вместо твёрдого раствора замещения. Растворённое вещество и растворитель должны находиться рядом в электрохимическом ряду.The rule of electronegativity: a difference of electronegativity close to 0 gives maximum solubility. The more electropositive one element is and the more electronegative the other, the greater the likelihood that they form an intermetallic compound instead of a solid substitution solution. The dissolved substance and solvent should be near in an electrochemical row.
Металл барьера в соответствии с настоящим изобретением должен соответствовать вышеуказанным правилам по отношению к Си и Ре, поскольку он не должен взаимодействовать с ними.The barrier metal in accordance with the present invention must comply with the above rules with respect to Cu and Pe, since it must not interact with them.
Критерии отбора для керамических материалов барьера.Selection criteria for ceramic barrier materials.
При применении керамики, такой как огнеупорные твёрдые материалы (РИМ), в качестве материала барьера твёрдый раствор внедрения может формироваться, если атомы меньшего размера могут быть размещены между атомами в кристаллической решётке металла. Согласно правилу Надд (см. ниже) твёрдый раствор внедрения формируется только, если отношение атомных радиусов двух компонентов соответствует условию г1/гт<0,59.When using ceramics, such as refractory solid materials (RIM), as a barrier material, an interstitial solid solution can form if smaller atoms can be placed between atoms in the metal crystal lattice. According to the Nadd rule (see below), an interstitial solid solution is formed only if the ratio of the atomic radii of the two components corresponds to the condition g 1 / g t <0.59.
См. Надд О. СехеПптчдкеЬеп ίη Кг181а11Ьаи Ьу НубгШеи, Вопбеп, СагЫбеп и1б №Ьтбеп бег ЙЬегдапдье1етеп1е, С. РЬуь. СЬет. В12 (1931) 33-56 и Надд О. Е1депьсЬайеп бег РЬаьеп νοη СЬегдапдье1етеШеп ш Ьш'агеп §уь1етеп тЬ Вог, Ко1еь1оГГ ипб ЗЬскЧоГГ1, Ζ. РЬуь. СЬет. В12 (1931) 221-232.See Nadd O. Szhepptchdkep Кη Kg181a11bai уy NubgShey, Wopbep, Sagybep and Ib Ь btbep run егда alwayspandier ет еп еп С., C. Ь у. Eat. B12 (1931) 33-56 and Nadd O. Edepisbayep running Papier νοη егдаοегдаегдапегдаегдаШШеп ш ш ш ш ш ш шшш §агаг § § § §епогогогогог ,ог, Ко Ко Ко Ко Коь и и и ипббскскскЧо 1 1 1 1 ,,,, ,Ζ. Pb. Eat. B12 (1931) 221-232.
На основании этих критериев определили, что в контакте с Си перспективными металлами представляются Та, Мо и В-содержащая керамика представляется подходящим кандидатом для предотвращения проникновения Си в материал барьера. Кроме того, огнеупорные твёрдые материалы (РНМ) могут предложить подходящие кандидаты, например нитриды и бориды, более конкретно ΤίΝ, ΤηΝ, ΖγΝ и ΖγΒ2, ΤίΒ2 и, возможно, бориды в целом.Based on these criteria, it was determined that Ta, Mo, and B-containing ceramics appear to be promising metals in contact with Cu as a suitable candidate for preventing the penetration of Cu into the barrier material. In addition, refractory solid materials (RNMs) may offer suitable candidates, for example nitrides and borides, more specifically ΤίΝ, ΤηΝ, ΖγΝ and ΖγΒ 2 , ΤίΒ 2, and possibly borides in general.
Что касается способности материала барьера блокировать Ре, было установлено, что наиболее перспективным выглядит а также, возможно, Мо и Ри. Данные по диффузии из СРС ЬапбЬоок 58* Еб, 1977-1978, Р-63-Р-71 указывают, что Ре диффундирует на четыре порядка медленнее в чем в Си.Regarding the ability of the barrier material to block Fe, it was found that the most promising looks as well as possibly Mo and Pu. Diffusion data from CPC Lapboc 58 * Eb, 1977-1978, P-63-P-71 indicate that Pe diffuses four orders of magnitude slower than in Cu.
Как указано выше, композитный проводник в электроде включает материал слоя диффузионного барьера на границе раздела между двумя проводящими материалами. Было показано, что слой диффузионного барьера может быть изготовлен из керамического материала или РНМ материала.As indicated above, the composite conductor in the electrode includes the material of the diffusion barrier layer at the interface between the two conductive materials. It has been shown that the diffusion barrier layer can be made of ceramic material or PH material.
Также могут быть использованы слои диффузионного барьера из нитридов или боридов, таких как ΤίΝ, Τ;·ιΝ, ΖγΝ и ΖγΒ2 или ΤιΒ2.Also layers of a diffusion barrier of nitrides or borides, such as ΤίΝ, Τ; · ιΝ, ΖγΝ and ΖγΒ 2 or ΤιΒ 2, can be used.
Способы нанесения этих материалов слоев диффузионного барьера могут включать их приготовление в виде суспензии и её нанесение на проводящие элементы путем погружения по меньшей мере одного из двух проводящих элементов в указанную суспензию с последующим высушиванием, или же они могут быть нанесены как порошковое покрытие.Methods for applying these materials to the layers of a diffusion barrier may include preparing them in the form of a suspension and applying it to the conductive elements by immersing at least one of the two conductive elements in the specified suspension, followed by drying, or they may be applied as a powder coating.
Кроме того, способ нанесения материала диффузионного барьера может включать нанесение слоя барьера методом плазменного нанесения покрытия.In addition, a method for applying a diffusion barrier material may include applying a barrier layer by a plasma coating method.
Предпочтительные слои барьера из металлического материала включают Мо, Та или Ри.Preferred metal barrier layers include Mo, Ta, or Pu.
Эти слои диффузионного барьера могут быть получены в виде фольги методом химического осаждения из паровой фазы или гальванически и нанесены по меньшей мере на один из двух проводящих элементов до их соединения.These layers of the diffusion barrier can be obtained in the form of a foil by chemical vapor deposition or galvanically and deposited on at least one of the two conductive elements prior to their connection.
Толщина слоя барьера может предпочтительно составлять 1-1000 мкм.The thickness of the barrier layer may preferably be 1-1000 microns.
Claims (7)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NO20130123A NO338410B1 (en) | 2013-01-22 | 2013-01-22 | An electrode for making aluminum and a method for forming the same |
| PCT/NO2014/000002 WO2014116117A1 (en) | 2013-01-22 | 2014-01-20 | An electrode for aluminium production and a method of making same |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA201500763A1 EA201500763A1 (en) | 2015-11-30 |
| EA028191B1 true EA028191B1 (en) | 2017-10-31 |
Family
ID=51227824
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA201500763A EA028191B1 (en) | 2013-01-22 | 2014-01-20 | Electrode for aluminium production and method of making same |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP2948577B1 (en) |
| CN (1) | CN104937144B (en) |
| AU (1) | AU2014210417B2 (en) |
| BR (1) | BR112015017071A2 (en) |
| CA (1) | CA2896472C (en) |
| EA (1) | EA028191B1 (en) |
| NO (1) | NO338410B1 (en) |
| NZ (1) | NZ709857A (en) |
| SA (1) | SA515360744B1 (en) |
| WO (1) | WO2014116117A1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5704993A (en) * | 1995-10-10 | 1998-01-06 | The Regents Of The Univerisity Of California, Office Of Technology Transfer | High conductivity composite metal |
| US6231745B1 (en) * | 1999-10-13 | 2001-05-15 | Alcoa Inc. | Cathode collector bar |
| US20060151333A1 (en) * | 2002-12-30 | 2006-07-13 | Sgl Carbon Ag | Cathode systems for electrolytically obtaining aluminum |
| EP1927679A1 (en) * | 2006-11-22 | 2008-06-04 | Alcan International Limited | Electrolysis cell for the production of aluminium comprising means to reduce the voltage drop |
| WO2009055844A1 (en) * | 2007-10-29 | 2009-05-07 | Bhp Billiton Innovation Pty Ltd | Composite collector bar |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6528185B2 (en) * | 2001-02-28 | 2003-03-04 | Hong Kong Polytechnic University | Cobalt-tungsten-phosphorus alloy diffusion barrier coatings, methods for their preparation, and their use in plated articles |
| DE10227034A1 (en) * | 2002-06-17 | 2003-12-24 | Km Europa Metal Ag | Copper casting mold |
| AU2003274399A1 (en) * | 2002-10-18 | 2004-05-04 | Moltech Invent S.A. | Anode current feeding connection stem |
-
2013
- 2013-01-22 NO NO20130123A patent/NO338410B1/en not_active IP Right Cessation
-
2014
- 2014-01-20 CN CN201480005438.7A patent/CN104937144B/en not_active Expired - Fee Related
- 2014-01-20 NZ NZ709857A patent/NZ709857A/en not_active IP Right Cessation
- 2014-01-20 BR BR112015017071A patent/BR112015017071A2/en active Search and Examination
- 2014-01-20 AU AU2014210417A patent/AU2014210417B2/en not_active Ceased
- 2014-01-20 CA CA2896472A patent/CA2896472C/en not_active Expired - Fee Related
- 2014-01-20 WO PCT/NO2014/000002 patent/WO2014116117A1/en active Application Filing
- 2014-01-20 EA EA201500763A patent/EA028191B1/en not_active IP Right Cessation
- 2014-01-20 EP EP14743388.2A patent/EP2948577B1/en active Active
-
2015
- 2015-07-09 SA SA515360744A patent/SA515360744B1/en unknown
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5704993A (en) * | 1995-10-10 | 1998-01-06 | The Regents Of The Univerisity Of California, Office Of Technology Transfer | High conductivity composite metal |
| US6231745B1 (en) * | 1999-10-13 | 2001-05-15 | Alcoa Inc. | Cathode collector bar |
| US20060151333A1 (en) * | 2002-12-30 | 2006-07-13 | Sgl Carbon Ag | Cathode systems for electrolytically obtaining aluminum |
| EP1927679A1 (en) * | 2006-11-22 | 2008-06-04 | Alcan International Limited | Electrolysis cell for the production of aluminium comprising means to reduce the voltage drop |
| WO2009055844A1 (en) * | 2007-10-29 | 2009-05-07 | Bhp Billiton Innovation Pty Ltd | Composite collector bar |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EA201500763A1 (en) | 2015-11-30 |
| EP2948577A4 (en) | 2016-04-20 |
| AU2014210417A1 (en) | 2015-07-16 |
| BR112015017071A2 (en) | 2017-07-11 |
| AU2014210417B2 (en) | 2017-06-29 |
| CA2896472A1 (en) | 2014-07-31 |
| EP2948577A1 (en) | 2015-12-02 |
| NO20130123A1 (en) | 2014-07-23 |
| SA515360744B1 (en) | 2018-12-10 |
| EP2948577B1 (en) | 2018-12-05 |
| WO2014116117A1 (en) | 2014-07-31 |
| CN104937144A (en) | 2015-09-23 |
| CN104937144B (en) | 2019-09-03 |
| NO338410B1 (en) | 2016-08-15 |
| CA2896472C (en) | 2020-04-14 |
| NZ709857A (en) | 2019-07-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2364663C2 (en) | Cathodic element for equipping electrolyser, intended for aluminium processing | |
| JP2007146215A (en) | Electrode for oxygen generation | |
| KR101255548B1 (en) | Forming method for nanotwined copper material | |
| US4411762A (en) | Titanium clad copper electrode and method for making | |
| JP2011202206A (en) | Insoluble electrode and method of producing the same | |
| RU2006147308A (en) | HIGH RESISTANT FLOWING UNFAVORABLE ANODES FOR ELECTROLYTIC PRODUCTION OF ALUMINUM | |
| US11519090B2 (en) | Method and apparatus for producing electrolytic aluminum foil | |
| JP7402981B2 (en) | Structure and method for manufacturing the structure | |
| CN102051641A (en) | Oxygen chloride molten salt system-containing inert anode | |
| EA028191B1 (en) | Electrode for aluminium production and method of making same | |
| Song et al. | Anodic oxidation behaviour of Al–Ti alloys in acidic media | |
| US8313624B2 (en) | Electrode materials | |
| JPH028446B2 (en) | ||
| RU2468126C1 (en) | Method for production of insoluble anode on titanium base | |
| Laurinavichyute et al. | Electrodeposition of Fe x Se y films from acidic solutions | |
| JP6252832B2 (en) | Aluminum foil, electrode using the same, and power storage device | |
| WO2014030779A1 (en) | Formation method for copper material formed so as to have nano-bicrystal structure, and copper material produced thereby | |
| US4483752A (en) | Valve metal electrodeposition onto graphite | |
| CN105247110A (en) | Cathode block having a slot with a varying depth and a filled intermediate space | |
| RU2734512C1 (en) | Thermochemically stable anode for aluminum electrolysis | |
| JP5408247B2 (en) | Method and apparatus for manufacturing aluminum electrode plate for electrolytic capacitor | |
| RU2006100266A (en) | METHOD FOR PRODUCING ELECTRODEPOSED METAL | |
| JP2021001399A (en) | Aluminum foil, and manufacturing method of the same | |
| JP2008208429A (en) | Granular diamond and diamond electrode using the same | |
| SU238980A1 (en) | METHOD OF ELECTROCHEMICAL DEPOSITION OF METALS ON THE RELIABLE SURFACE |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ BY KG TM |