塗層復材型惰性陽極材料及其製備方法和應用的製作方法

2024-02-15 19:46:15

專利名稱：：塗層復材型惰性陽極材料及其製備方法和應用的製作方法
技術領域：
：本發明涉及一種熔鹽電解鋁惰性陽極及其製備方法及應用，屬金屬基碳化物金屬陶瓷塗層複合材料技術頸域。
背景技術：
：傳統的鋁電解是在以冰晶石一氧化鋁為主要成分的電解質中，以碳素材料作陽極在950-970。C的高溫電解質中進行熔鹽電解。電解過程中在陰極上產生金屬鋁，在陽極上產生新生態的氧，在上述高溫下，陽極上產生的新生態氧將使碳陽極氧化燃燒產生C02。CO和CF4.C2F6,S0x.，NO等汙染氣體.據統計[RossBrindle，NancyMargolis:"StragyforTechnologyInnovationinthe11SAluminiumIndustry"，U.S.DepartmentofEnergy,OfficeofIndustrialTechnology],每生產一噸鋁，要排放1000m3的上述汙染氣體。其次，由於碳陽極被不斷燃燒，每生產一噸電解鋁，碳素陽極電解鋁，碳素陽極的消耗量達450—550kg,此消耗佔鋁電解生產成本的15—20%。再其次，使用碳素陽極電解鋁。電能消耗高達(15kwh/kgAl)，為理論消耗量6.532kwh/kgAl的2.37倍。能耗高的原因有二，其一是氧在碳陽極上放電的過電位高達0.40.6伏，其二是由於在電解過程中，碳陽極的不斷消耗，增大了陰陽兩極的極間距，從而使陰陽兩極間的電壓降高達1.61.8伏。由於碳素陽極電解鋁的上述諸多缺點，使鋁電解成為一種高能耗，高汙染和高成本的.行業之一。為了克服碳素陽極鋁電解技術的上述缺點，在20世紀80-90年代，曾有人設想，使用惰性陽極(即在電解過程中，不被氧化燃燒，也不受電解質腐蝕而消耗的陽極)取代碳素陽極，這一設想，受到美國政府和美國鋁企業的大力支持，先後投資了幾十億美元進行惰性陽極的研製和應用研究。在美國能源部和美國工業技術局所制定的"鋁工業技術革命發展戰略規劃中"，把惰性陽極的研究放在第一位，立為重中之重的發展方向，該戰略規劃的有效期是2020年。在上述戰略規劃和經費的支持下，美國的研究人員在惰性陽極的材料合成方面做了許多研究，並發表了較多的專利和論文。例如美國專利[XinghuaLiu，SibaP.Ray,AlfredFetal:"U.S.patent.7014881B2.(Mar.21.2006"]公布了由多元氧化物粉末與金屬粉末合成的金屬陶瓷惰性陽極。其中多元氧化物有(NiFeAZnFe204)，(NiFe204NiO)，(NiFe204ZnFe204NiO)，(ZnNi)Fe204，(ZnNi)Fe204NiO，(ZnNi)Fe204ZnO,(ZnNi)Fe204ZnONiO，等多種組合。而與上述金屬氧化物混合的金屬可從Ni、Cu、Co、Zn、Cr、Ag、Ti、Al、Sc、Zr、Nb、V、Mn、Y、La等金屬中選取。上述氧化物粉末與金屬粉末混合的後，經過壓制和燒結成為金屬陶瓷惰性陽極。美國專利[SibaP.Ray，XinghuaLiuandDouglass.A:"U.S.pateut6372.119Bl(Apr.21.2006)，，]則報導了一種由FeA、NiO、Co203，等氧化物組成陶瓷相，而由Cu、Ag、Pd、Pt、An中選取其中一種或兩種組成其金屬相。上述氧化物粉末與金屬粉末混合後，經過壓制燒結成為惰性陽極材料。中國研究者於先進等人則研究了鐵鋅尖晶石ZnFe2(V隋性陽極及CuO，Ce02，組203和ZnO等添加劑對惰性陽極導電性和抗腐蝕性的影響[YuXiao-jin，ZhangGuang_LiandQiuZhu-xiam''ElectroconductivityandcorrosionresistanceofZnFe204_BasedMaterialsusedasInertAnode","JournalofShangHaiUniversity".Vol.3.NO.3.s印t.1999]，他們的研究結果表明ZnFeA金屬陶瓷惰性陽極對鋁電解質具有好的腐蝕阻力，但這種材料的導電性不佳，不能作為理想的惰性陽極。但加入CuO、Ce02、NiA和ZnO等氧化物添加劑後，則惰性陽極的導電性有所改善，但是加入了上述添加劑後，惰性陽極對鋁電解質的抗腐蝕性又有所降低。中國研究者秦慶偉，賴延清，吳賢熙[QinQing-wei，LaiYan-qingandXiaoJin:"PreliminarytestingofNiFe204-NiOasceramicmatrixofcermetinertanode"(J)，"Trans.NonferrousMet.Soc.China."Vol.13.NO.5.oct.2003];賴延清、黃蔚、田忠良等["鋁電解NiFe204基金屬陶瓷惰性陽極性能的研究進展"(J)"礦產保護與利用"N0.4.Aug.2006];吳賢熙、徐利華、張立成["鋁電解大型金屬陶瓷惰性陽極的製備及電解測試"(J)"貴州工業大學學報"2006年第6期]等研究者則研究了鐵鎳尖晶石NiFe204為基的金屬陶瓷惰性陽極，他們研究的共同點是都認為NiFeA陶瓷對鋁電解質有優良的抗腐蝕性和抗高溫氧化性，因此合成惰性陽極時均以NiFeA作基本原料，同時為了提高惰性陽極的導電性還往惰性陽極中加入NiO和鎳粉，或者銅粉[劉衛、劉靜梅、張立成"大型鋁電解惰性陽極的研製"(J)"輕金屬"，2006，第5期]，這些原料粉經磨細，混合，壓制和燒結後成為金屬陶瓷惰性陽極。但用這類惰性陽極進行鋁電解時，仍然暴露出惰性陽極的導電性不佳，以及因受到惰性陽極材料汙染而使電解產出的原鋁含鐵、銅等雜質過多，不能達到電解鋁的產品標準。此外，不管是美國專利所研究過的MFe204型，M'FeA*M0型和(Ni，ZnFe204)Fe204，(Ni，Zn)Fe204'ZnO，(Ni，Zn)FeA等類型的金屬陶瓷惰性陽極，還是中國研究者所研究過的ZnFe204，NiFeA和Cu-NiFe204等各種金屬陶瓷惰性陽極，均存在一個共同的缺點，即抗熱衝擊性能差，這類金屬陶瓷惰性陽極材料，在加入高溫鋁電解質中時，由於液面線附近的熱應力特別高而使惰性陽極自動熱碎斷或熱碎裂[呂子劍"對鋁電解惰性陽極的選材與研究方向的思考。"[J]，"輕金屬".2003年第10期]，這種熱衝擊脆斷在試驗規模擴大到中試，或生產性單件試驗時，問題特別突出，因為尺寸愈大的金屬陶瓷惰性陽極，愈容易產生熱衝擊脆斷。此外，上述氧化物金屬陶瓷惰性陽極，因不能進行機械切削加工或焊接加工，因而難以實現陽極與電解導電匯流牌的連接。為克服金屬陶瓷惰性陽極的上述缺點，部分美國研究者又轉向去研究金屬型惰性陽極[JianhongYang，JohnN.andN.Hyrn:"AluminumElectrolysteTestswithinertAnodeinKF-A1F3-BasedElectrolyte"(J)，"LightMeteals"2006，EditedbyTravisJ.GallowayTMS]，其中最具代表性的是美國研究者JianhongYang等人研製的鋁青銅型惰性陽極，因為鋁青銅不僅具有優良的導電性和可機加工性，而且對鋁電解質也具有較好的抗腐蝕性。由於鋁青銅的熔點低於100(TC，用鋁青銅陽極電解鋁，不能在常規電解質中進行，而只能在由AlF2+KF+NaF+AlA四組元為主的低熔點電解質中進行，電解中保持電解質的溫度在700-750"C之間。鋁青銅陽極電解鋁試驗的結果為電流效率33.176.6%，電解產出鋁中含銅量較高，達到0.62%到6.23%，超過了產品標準的要求，經過30到100小時的電解試驗後，鋁青銅陽極發生了災難性的腐蝕，這說明鋁青銅陽極的抗腐蝕性能依然是不理想的。惰性陽極的性能指標應包括如下六個方面具有優良的導電性和125(TC及其以上的熔點；在電解高溫下，陽極材料在氟化物電解質中不溶解且其組分不汙染電解產出的原鋁產品；在高溫急冷急熱的衝擊下不發生脆斷；具有可機械切削加工或焊接加工的性能，能與電解導電匯流牌相連；能方便地製造出大型鋁工業所需大尺寸和大批量的陽極；所需原料資源充足，且材料的成本低。目前的商品材料，無任何一種同時滿足上述六項要求。
發明內容本發明的的目在於克服已在研究中的各種惰性陽極的不足，而提供一種能滿足上述六項要求的惰性陽極複合材料。為了克服氧化物金屬陶瓷導電性不佳，陽極與導電匯流牌的連接困難和陽極抗熱衝擊性能差，進入高溫電解質後容易碎裂等缺點，發明者主張儘量採用金屬基塗層復材型惰性陽極材料。本發明的技術方案是採用316L不鏽鋼作為陽極的基材，在316L不鏽鋼基材上有(WQ"Ni)塗層。金屬塗層型惰性陽極材料用於製備導電性優良的鋁電解惰性陽極。一種塗層復材型惰性陽極材料的製備方法，其特徵在於用複合電鍍法與等離子火焰掃描重熔工藝方法製成，復材的基材為316L不鏽鋼，塗層成分為(WC^Ni)二相複合物，在複合電鍍槽的陰陽極之間有機械攪拌機，當攪拌速度在100—150轉/分時，陰極上發生M與WC顆粒共沉積，當不開動攪拌機時，只發生鎳的電沉積。所述的複合電鍍的電鍍液組成為NiS046H20:280—320克/升，NiCl26H20:35—45克/升，H3B03:20—40克/升，作潤溼劑的12烷基硫酸鈉0.1克/升，作表面活性劑的檸檬酸三銨5克/升，作光亮劑的糖精或香豆素l克/升，WC粉末2040克/升；當WC粉末的平均粒度在10um以上時，WC粉末可直接配入電鍍液，當WC粉末的平均粒度在10iim以下時，WC超細粉需預先經過超聲分散再配入電鍍液。所述的複合電鍍的工藝條件為陽極材料鎳板，陰極材料316L不鏽鋼，陰陽極面積比1:2，極間距3540imi，鍍液PH值35，鍍液溫度3050。C，陰極電流25安/dm2，預先鍍鎳時間1015分鐘，鎳與WC粉末共沉積時間68小時；鍍液攪拌速度WC與鎳共沉積時100—150轉/分；單獨鍍鎳時0轉/分。所述的等離子火焰掃描重熔工藝方法是指等離子火焰重熔(WC^Ni)複合鍍層時，加熱到(WC^Ni)塗層出現鏡面反映時，火焰需立即移動到熔區外鄰近區，開始第二熔區。據試驗基礎，本項發明的陽極材料製備方法為1、採用抗高溫腐蝕與氧化性能較優的316L不鏽鋼作為陽極的基材；2、(WC^Ni)陽極塗層的製備方法和步驟為按圖2所示的工藝流程進行。該工藝流程中機械加工，加工件的鍍前預處理和電鍍件的清洗與去毛刺都是常規工藝方法，製備步驟為316L不鏽鋼材4機加工成陽極形狀4按電鍍常規技術對陽極基材進行拋光，酸洗，鹼洗等鍍前預處理—不開動攪拌機，預先在陽極基材上鍍鎳10—15分鐘—開動攪拌機，進行鎳與WC粉末的共沉積—按常規技術，清洗烘乾電鍍件，並打磨電鍍毛刺4等離子火焰掃描重熔電鍍層，具體工藝過程說明如下(1)WC粉末的超聲分散當所用的WC粉末平均粒度在10"m以上時，因此時粉末的粒級較粗，不會發生粉末自團聚現像，因此粉末可不經超聲分散就直接配入鍍液。而當WC粉末的平均粒度在10"m以下時，由於部分粉末粒度已接近納米或準納米級別，粉末自身有自團聚現像，需進行超聲分散。超聲分散的工藝方法和設備，按納米粉末分散的常規工藝方法進行；(2)預先鍍鎳預先鍍鎳是本項發明的特定過程，在這個過程中，不開動攪拌機，WC粉末不會懸浮和運動，而呈靜置狀沉於底部。因而只產生鎳的電沉積，10—15分鐘的鎳單獨電沉積層，相當於(WC^Ni)工作塗層的預塗層，在等離子掃描重熔中，該預塗層中無WC，只有Ni，有利於基材與預塗層的互溶和合金化，也有利於塗層重熔過程中塗層熔點的降低。(3)WC粉末和鎳的共沉積過程該過程是製備(WC""Ni)工作塗層的主要階段，在該過程中，由於開動了鍍液攪拌機，加入鍍液中的WC粉末處於懸浮和運動狀態，因此在金屬鎳離子在陽極上發生電沉積的同時，WC粉末也同鎳在陽極上發生共沉積。WC與鎳共沉積後，塗層的抗腐蝕性和抗磨性均比單獨的鎳鍍層顯著提高。(4)(WC^Ni)鍍層的等離子火焰掃描重熔如前所述，重熔的目的是提高(WC~~Ni)塗層與316L不鏽鋼基材的結合力，以防止在陽極進入高溫電解質後，產生塗層與基材的局部分離隆起現象，等離子火焰掃描重熔的技術關鍵在於把握好重熔過程中塗層的"鏡面反映"現像。"鏡面反映"的出現是塗層開始熔化的標誌。"鏡面反映"一出現，火焰就應立即移到鏡面圈外的鄰近位置，否則將會出現過燒而產生塗層穿漏。反之若尚未出現"鏡面反映"，火焰就被移開，便會出現欠熔區，欠熔區是塗層與基材尚未達到冶金結合的區域。3、(WC^Ni)電鍍塗層的鍍液配方電鍍液配方如表l所示表l.製備(WC^Ni)塗層的電鍍液組成tableseeoriginaldocumentpage84、電鍍工藝條件:陰極材料316L不鏽鋼；陽極材料石墨板;陰陽極面積比1:2;極間距35—40腿；鍍液PH值3.0—5.0;鍍液溫度3050°C;電流密度25A/dm2;複合電鍍時間68小時。鍍液攪拌速度100—150轉/分(WC^Ni複合鍍)，0轉/分(鍍Ni)。在上述鍍液組成和電鍍工藝條件下，所獲得的鍍層厚度約0.2~~Q.25mm，鍍層的組織結構為與基材不鏽鋼直接結合的為鎳塗層，WC顆粒被嵌鑲在鎳塗層中。經過等離子火焰高溫掃描重熔後，鎳塗層與不鏽鋼基材之間和鎳塗層與WC粉末顆粒之間，均形成了牢固的冶金結合。金屬型惰性陽極的主要缺點是抗高溫氧化與抗高溫電解質腐蝕的性能皇，為了提高金屬型陽極的高溫抗蝕性，發明人曾選擇了40多種金屬材料在970°C的鋁電解質中進行高溫浸泡試驗。試驗結果表明，在不鏽鋼表面上，用複合電鍍法製取的(WC^"Ni)複合鍍層，在各種金屬材料中，具有優良的高溫耐蝕性，在參試的40多種金屬材料中，其抗高溫腐蝕性僅次於貴金屬鉑。例如經過72小時的高溫浸泡後，鉑的單位面積失重為0.0105克/cm2，而(WC^"Ni)塗層的失為0.0170克〃cm2。此外在IOO(TC的空氣爐中進行20小時的高溫氧化試驗，結果表明，鉑的單位面積氧化增重為O.00009克/cm2，而(WC""Ni)塗層的單位面積氧化增重為0.0043克/cm2。在40餘種參試的金屬材料中，(WO"Ni)塗層的抗高溫腐蝕與氧化性能僅次於鉑。製取(WC^M)硬面塗層復材(M代表各種金屬)，目前廣泛採用熱噴塗方法(其中包括等離子熱噴塗，超音速熱噴塗和氧一乙炔火焰熱噴塗)。但上述各種熱噴塗方法，均具有粉末利用率低(一般均有30—40%的噴粉拋撒損失)和需要昂貴的噴塗設備等缺點，此夕卜，熱噴塗製取(WC""Ni)塗層的是一種高溫過程，在空氣中，高溫下會產生粉末中WC成分的氧化衰變(2『C+i"4^C+CO個)，導致塗層中碳含量的降低，使塗層的抗磨性和抗腐蝕性降低。使用複合電鍍法製取(WC^Ni)塗層，將不會產生粉末中WC成分的氧化衰變，也不會產生粉末原料的損失。然而該項發明的目的是用該塗層作為鋁電解的新型陽極，該陽極是在950一97(TC的強腐蝕介質中工作。實驗表明，純電鍍塗層與不鏽鋼基材的結合是不夠牢固的，在高溫的衝擊下，電鍍層會與基材局部脫殼而產生鍍層"隆起"現像。為克服這種弊病，該項發明採用在複合電鍍法製得(WC—Ni)塗層後，對塗層復材再加一次等離子掃描重熔的過程。選擇不同的不鏽鋼作為(WC^Ni)塗層的基材，所得到的應用效果是相當不同的，據本發明的實驗，當選取2Crl3馬氏體不鏽鋼作基材時，所做出的塗層陽極用於電解鋁時，電極的電阻隨電解時間的變化如圖1中的實心園點線所示，從圖1中結果可知，當電解進行到23小時，用2Crl3作為基材的(WC^Ni)塗層陽極，電阻驟然升高，電流從開始時的36A降到23A，到25小時時，電流再繼續減小，電解逼迫停止。當選擇316L不鏽鋼作基材時，做成的(WC""Ni)塗層陽極進行鋁電解時，電極的電阻隨電解時間的變化如圖1中的空心圓點曲線所示，電解進行到30小時，電極的電阻雖然隨電解時間的增加而有少量波動，但電極的電阻並無驟然增加，電解可持續進行。圖l為不同基材條件下，(WC^Ni)塗層復材陽極鋁電解時，電阻隨電解時間的變化，其中實心園點線為2Crl3不鏽鋼基材；空心園點線為316L不鏽鋼基材。圖2為製取(WC~~Ni)塗層復材陽極的工藝流程圖，其中超聲分散只對平均粒度小於10um的微細WC粉末才必須。圖3為複合電鍍製取(WC^Ni)的實驗裝置。圖3中1為電動機(帶調速裝置)，2為陽極板，3為不鏽鋼陰極板，4為玻璃質攪拌器，5為燒杯，6為電加熱水浴鍋，7為燒杯支座，8為溫度計。圖4為(WC^Ni)塗層試樣的橫斷面50倍放大圖，圖中A為基材，B為鍍層，C為大氣層。圖5為(WC""Ni)塗層惰性陽極試樣的塗層面高倍500倍放大圖，圖中顯示出密集的WC顆粒或顆粒束被嵌鑲於鎳鍍層中。圖6為鋁電解實驗裝置圖，圖中l為(WO"Ni)復材陽極，2為石墨坩鍋，3為銅陰導電桿(用螺旋旋入石墨坩鍋側壁)，4為TiB2潤溼陰極，5為剛玉絕緣內襯，6為電解質。具體實施例方式下面將結合實施例進一步闡明本發明的內容，但本發明的保護範圍並不限制在這些實例。實施例l:316L不鏽鋼棒材，機加工成園柱狀，經過表面拋光和鹼洗水洗酸洗再水洗後放入圖3的陰極位置實施電鍍，鍍液組成為NiS04.6H20:300克/升，NiCl2.6H20:40克/升，H3B03:35克/升，WC粉未30克/升，12烷基硫酸鈉0.1克/升，檸檬酸三銨5克/升，糖精1克/升，電鍍工藝條件為:PH=3.0，鍍液溫度40。C，電流密度3.5A/dm2。不開動攪拌機，經過12.5分鐘的預先鍍鎳後，進入開動攪拌機的複合鍍階段，攪拌機轉速125轉/分，經過7小時連續複合電鍍後，再經清洗陰極，打去邊緣毛刺，然後進行等離子火焰掃描重熔，等離子火焰加熱的工藝，按等離子火焰熱噴塗的常規工藝進行，經過掃描重熔後的園柱狀復材陽極，在園柱的一端加工出螺紋，以便與導電系統相連。按圖6的電解裝置，把做好的陽極安裝在陽極位置，進行鋁電解試驗考查，進行鋁電解時，把圖6所示的全套電解槽裝置放於外加熱式的坩鍋爐中，由坩鍋爐提供熔化電解質的熱量和維持電解溫度在960°C左右，電解質的摩爾比(肘)分子=2.5，電解質的其餘成分為CaF2=5%，Al203=5%，A1F3=4.5%，餘量為，3Na3AlF6。電解的槽電壓在4.5到5伏之間波動，極間距為4.5cm。經過30小時的熔鹽鋁電解，槽電壓和電流有少量波動，但電壓波動在0.5伏範圍，電流波動在1.5安範圍內，表明(WC^Ni)塗層陽極有優良的導電性，電解產出的鋁其雜質含量為Fe^.48%、Si=0.45%、Cu=0.065、Ni=0.16，符合國標的要求。精確測量電解前後的陽極直徑減量，並換算成年腐蝕質量損失為38.46咖/年。實施例2:電鍍的陰極為316L不鏽鋼基材，電渡液的組成為NiS046H20:280克/升、NiCl2'6H20:45克/升，貼03:35克/升,WC粉未:20g/l，十二烷基硫酸鈉0.1克/升，檸檬酸三銨5克/升糖精1克/升。電鍍工藝條件為溫度30。C，PH為4.0，電流密度為5A/dm2，預先鍍鎳時間為10分鐘，複合電鍍(WC-Ni)時攪拌機的轉速為110轉/分，複合電鍍時間為8小時，電鍍後經等離子火焰掃描重熔。(WC-Ni)復材陽極的其他製備過程同實施例l。所制出的(WC-Ni)復材惰性陽極經機加工出導電連接螺紋後，按裝在圖6所示的電解裝置中的陽極位置，進行鋁電解試驗，電解質的摩爾比為分^2.2，電解溫度950。C，電解操作的其他工藝條件同實施例l。經過30小時的連續電解試驗，槽電壓和電流的波動分別在0.5伏和1.5安的許可範圍內，表明陽極具有良好的導電性，電解產出的鋁，其雜質含量分別為Fe=0.42%，Si=0.35%,Cu=0.06%和Ni=0.02%，電解鋁符合國標的要求。精確測量電解前後陽極的最大直徑減量，並換算成年腐蝕質量損失速率為37.94mm/年。實施例3:園柱形316L不鏽鋼陰極電鍍(WC-Ni)塗層，電鍍液組成NiS04.6H20:320克/升，NiCl2.6H20:35克/升，國3:35克/升，糖精1克/升。電鍍工藝條件為鍍液溫度5(TC:PH值二5.0，複合電鍍攪拌機轉速150轉/分，電流密度2A/dm2，複合電鍍時間6小時，複合電鍍前未開攪拌機的預鍍鎳時間為15分鐘，電鍍後經過等離子火焰掃描重熔，陽極製備的其他操作步驟同實施例l。制出的(WC-Ni)塗層惰性陽極，機加工出螺紋後，按圖6的電解裝置，安裝在陽極位置進行鋁電解試驗，鋁電解質的成分和電解操作工藝條件同實施例1。經過30小時的鋁電解試驗，產出的電解鋁，其雜質含量為Fe=0.47%，Si=0.34%,Cu=0.07%，Ni=0.003^，電解鋁質量符合國標要求。精確測量電解前後陽極直徑的最大減量，並換算成年腐蝕質量損失速率為36.93mm/年。從實施例1、2和3所獲得的陽極最大年腐蝕速率，雖不如金屬氧化物陶瓷陽極的優，但與國內外文獻中所報導過的鋁銅合金和鎳鐵合金等金屬型惰性陽極相比[[JianhongYang，JohnN.andN.Hyrn:"AluminumElectrolysisTestswithinertAnodeinKF-AlF3_BasedElectrolysis"(J)，"LightMeteals"2006，EditedbyTravisJ.GallowayTMS;石忠寧"Ni-Fe-Cu惰性金屬陽極的抗氧化和腐蝕性能"(J)，"中國有色金屬學報"，2004年第4期。P591-595;石忠寧邱竹賢"新型鋁電解金屬基複合材料惰性陽極的研製與應用"[J]，"輕金屬"、2003年，第11期19-41]，本發明(WC-Ni)塗層陽極的年腐蝕速率算是最好的。權利要求1、一種塗層復材型惰性陽極材料，其特徵在於採用316L不鏽鋼作為陽極的基材，在316L不鏽鋼基材上有(WC—Ni)塗層。2、如利要求1所述的金屬塗層型惰性陽極材料，其特徵在於用於製備導電性優良的鋁電解惰性陽極。3、一種塗層復材型惰性陽極材料的製備方法，其特徵在於用複合電鍍法與等離子火焰掃描重熔工藝方法製成，復材的基材為316L不鏽鋼，塗層成分為(WC—Ni)二相複合物，在複合電鍍槽的陰陽極之間有機械攪拌機，當攪拌速度在100—150轉/分時，陰極上發生Ni與WC顆粒共沉積，當不開動攪拌機時，只發生鎳的電沉積。4、根據權利要求3所述的塗層復材型惰性陽極材料的製備方法，其特徵在於所述的複合電鍍的電鍍液組成為.MS04'6H20:280—320克/升，NiCl26H20:35—45克/升，H3B03:20—40克/升，作潤溼劑的12垸基硫酸鈉0.1克/升，作表面活性劑的檸檬酸三銨5克/升，作光亮劑的糖精或香豆素l克/升，WC粉末2040克/升；當WC粉末的平均粒度在10"m以上時，WC粉末可直接配入電鍍液，當WC粉末的平均粒度在10um以下時，WC超細粉需預先經過超聲分散再配入電鍍液。5、根據權利要求3所述的塗層復材型惰性陽極材料的製備方法，其特徵在於所述的複合電鍍的工藝條件為陽極材料鎳板，陰極材料316L不鏽鋼，陰陽極面積比1:2，極間距3540mm，鍍液PH值35，鍍液溫度3050°C，陰極電流25安/dm2，預先鍍鎳時間1015分鐘，鎳與WC粉末共沉積時間68小時；鍍液攪拌速度WC與鎳共沉積時100—150轉/分；單獨鍍鎳時0轉/分。6、根據權利要求3所述的塗層復材型惰性陽極材料的製備方法，其特徵在於所述的等離子火焰掃描重熔工藝方法是指:等離子火焰重熔(WC^Ni)複合鍍層時，加熱到(WC^Ni)塗層出現鏡面反映時，火焰需立即移動到熔區外鄰近區，開始第二熔區。全文摘要一種熔鹽電解鋁塗層復材型惰性陽極，用複合電鍍法與等離子火焰掃描重熔工藝方法製成，復材的基材為316L不鏽鋼，塗層成分為(WC-Ni)二相複合物。複合電鍍液由NiSO4·6H2O。NiCl2·6H2O，H3BO3和WC粉末等成分組成。在陰陽極之間有機械攪拌機，當攪拌速度在100-150轉/分時，陰極上發生Ni與WC顆粒共沉積，當不開動攪拌機時，只發生鎳的電沉積。為了增加鍍層與基材的結合，鍍後再加等離子火焰掃描重熔。用該法做成的陽極，經過30小時以上的熔鹽電解鋁試驗，陽極的腐蝕速率在36.9～38.4mm/年之間。生產出的電解鋁達到國標的要求。與氧化物金屬陶瓷陽極相比，雖抗腐蝕性略低，但該陽極確克服了氧化物金屬陶瓷陽極所具有的導電性不佳，陽極與導電系統連接困難和陽極抗熱衝擊性能差，而產生熱衝擊斷裂和陽極成分會汙染電解鋁產品，難以獲得符合國標的電鋁產品等缺點。文檔編號C25C3/12GK101429666SQ200810233649公開日2009年5月13日申請日期2008年11月28日優先權日2008年11月28日發明者張自華,戴永年,麗李,彬楊,飈王,王宇棟,馬文會申請人:昆明理工大學