[发明专利]具有抗磨表面的石墨化阴极块

权利要求书

1.一种用于铝电解槽的阴极块(20，20'，20”)，其具有基层(30，30'，30”)并具有盖层(32，32'，32”)，其中所述基层(30，30'，30”)含有石墨，所述盖层(32，32'，32”)含有石墨复合材料，所述石墨复合材料含有1至低于50重量％的熔点为至少1000℃的硬质材料，并且其中所述盖层具有50至400mm的厚度。

2.根据权利要求1所述的阴极块(20，20'，20”)，

其特征在于

存在于所述盖层(32，32'，32”)中的所述硬质材料具有至少1000N/mm²的努氏硬度，所述值是按照DIN EN 843-4测量的。

3.根据权利要求1或2所述的阴极块(20，20'，20”)，

其特征在于

存在于所述盖层(32，32'，32”)中的所述硬质材料，是含有超过60重量％的碳的材料。

4.根据权利要求3所述的阴极块(20，20'，20”)，

其特征在于

所述含碳材料选自焦炭、无烟煤、炭黑、玻璃碳和两种或更多种上述材料的任何所需的化学组合和/或任何所需的混合物。

5.根据权利要求3所述的阴极块(20，20'，20”)，

其特征在于

存在于所述盖层(32，32'，32”)中的所述硬质材料是如下的含碳材料，所述含碳材料具有至多0.50的石墨化度，所述石墨化度是在2800℃下热处理后按照Maire和Mehring方法从平均层间距c/2计算出的。

6.根据权利要求3所述的阴极块(20，20'，20”)，

其特征在于

所述盖层(32，32'，32”)含有1至25重量％的含碳材料作为所述硬质材料。

7.根据权利要求3所述的阴极块(20，20'，20”)，

其特征在于

在所述盖层(32，32'，32”)中作为所述硬质材料存在的所述含碳材料，具有至多3mm的晶粒度。

8.根据权利要求3所述的阴极块(20，20'，20”)，

其特征在于

在所述盖层(32，32'，32”)中作为所述硬质材料存在的所述含碳材料，具有至少0.339nm的平均层间距c/2，所述数值是通过X-射线衍射干涉测定的。

9.根据权利要求3所述的阴极块(20，20'，20”)，

其特征在于

在所述盖层(32，32'，32”)中作为所述硬质材料存在的所述含碳材料，具有0.340至0.344nm的平均层间距c/2，所述数值是通过X-射线衍射干涉测定的。

10.根据权利要求3所述的阴极块(20，20'，20”)，

其特征在于

在所述盖层(32，32'，32”)中作为所述硬质材料存在的所述含碳材料，由BET比表面积为10至40m²/g的粒子组成。

11.根据权利要求1或2所述的阴极块(20，20'，20”)，

其特征在于

存在于所述盖层(32，32'，32”)中的所述硬质材料是非氧化陶瓷，所述非氧化陶瓷由至少一种属于元素周期表第4至6过渡族的金属和至少一种属于元素周期表第3或4主族的元素构成。

12.根据权利要求11所述的阴极块(20，20'，20”)，

其特征在于

存在于所述盖层(32，32'，32”)中的所述硬质材料，选自二硼化钛、二硼化锆、二硼化钽、碳化钛、碳化硼、碳氮化钛、碳化硅、碳化钨、碳化钒、氮化钛、氮化硼、氮化硅、二氧化锆、氧化铝以及两种或更多种上述化合物的任何所需的化学组合和/或混合物。

13.根据权利要求11所述的阴极块(20，20'，20”)，

其特征在于

存在于所述盖层(32，32'，32”)中的所述硬质材料具有单峰粒度分布，其中按照ISO 13320-1通过静态光散射测定的平均体积加权粒度(d_3,50)为10至20μm。