1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Физикохимия поверхности и защита материалов
  4. T. 59, № 4, 2023

Физикохимия поверхности и защита материалов, 2023, T. 59, № 4, стр. 433-443

Защитные покрытия на основе диборида титана и углеродных наполнителей

Н. В. Огорельцева a, b, *, Е. Н. Федорова b, c, Г. Е. Нагибин b, И. И. Пузанов a, А. С. Демьянов b

a ООО “РУСАЛ Инженерно-технологический центр”
660067 Красноярск, ул. Пограничников, 37, стр. 1, Россия

b ФГАОУ ВО “Сибирский федеральный университет”
660041 Красноярск, пр. Свободный, 79, Россия

c Красноярский филиал “Федерального исследовательского центра информационных и вычислительных технологий”
660049 Красноярск, пр. Мира, 53, Россия

* E-mail: Nina.Ogoreltseva@rusal.com

Поступила в редакцию 08.09.2022
После доработки 10.11.2022
Принята к публикации 24.11.2022

Аннотация

Проведены исследования по разработке составов защитных покрытий на основе TiB2 и различных углеродных наполнителей, а также способу их нанесения на катодные блоки алюминиевых электролизеров. Определены физико-химические свойства (морфология поверхности частиц, гранулометрический и фазовый состав) исходных порошков диборида титана, физико-механических свойства и микроструктура лабораторных образцов защитных покрытий. Показано, что наиболее перспективными являются композиции на основе TiB2 и углеродного наполнителя МХНУ (масса холоднонабивная низкоусадочная). Проведены высокотемпературные испытания лабораторных образцов покрытий оптимального состава с добавкой 50% МХНУ, которые показали, что покрытие смачивается расплавом алюминия и позволяет уменьшить износ катодных блоков. Покрытие толщиной 20 мм нанесено на подину опытного электролизера локально в виде полос шириной 900 мм вдоль бортов электролизера с учетом профиля износа и в настоящее время проходит промышленные испытания. Результаты мониторинга содержания титана в металле в течение 196 сут после пуска электролизера показывают эффективность использования разработанного покрытия для защиты катодных блоков от износа и увеличения срока службы.

Ключевые слова: алюминиевый электролизер, катодные блоки, защитное покрытие, диборид титана (TiB2), углеродные наполнители

Список литературы

  1. SØrlie M., Øye H.A. Cathodes in Aluminum Electrolysis, Aluminum Verlag, 3rd edition, 2010. P. 662.

  2. Фещенко Р.Ю., Ерохина О.О. // Инновация в науке: Сборник статей по материалам LXVI международной научно-практической конференции № 12(61). Часть II. Новосибирск: СиБАК. 2016. С. 66–73.

  3. Dreyfus J.-M., Lacroix S. // Light Metals. 1999. P. 199–207.

  4. Reny P., Wilkening S. // Light Metals. 2000. P. 399–404.

  5. Li J., Fang J., Li Q., Lai Y. // J. Cent. S. Univ. Technol. 2004. V. 11. P. 400–404.

  6. Ibrahiem M.O., Foosnæs T., Øye H.A. // Light Metals. – TMS (The Minerals, Metals & Materials Society). 2006. P. 691–696.

  7. Xue J., Chen X., Gao Y., Zhu J. // Light Metals. – TMS (The Minerals, Metals & Materials Society). 2010. P. 383–386.

  8. Wang Z., Li H., Zhang C., Xue J., Liu X., Li X., He D. // Ceramics International. 2021. V. 47. Issue 9. P. 12096–12103.

  9. Ogoreltceva N., Fedorova E., Puzanov I., Zavadyak A., Nagibin G., Kirillova I. // Procedia Structural Integrity. 2020. V. 28. P. 1340–1346.

  10. Nagibin G.E., Fedorova E.N., Dobrosmyslov S.S., Kirillova I.A., Zavadyak A.V., Puzanov I.I. Method for the protection of cathode blocks of aluminum electrolytic cells with calcined anodes: protective composition and coating. Patent RU 2724236C9, publ. 22.06.2020, Bull. № 25.

  11. Mann V., Zavadyak A., Puzanov I., Platonov V., Pingin V. // Light Metals. 2018. P. 715–719.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Физикохимия поверхности и защита материалов

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал