一种硼化钛基复合阴极材料及其制备方法

摘要

一种硼化钛基复合阴极材料及其制备方法，属于陶瓷材料技术领域。硼化钛基复合阴极材料，由TiB₂粉末、金属Mo粉末和Si复合而成；其相组成为TiB₂、MoSi₂、Si、Mo₂B、Ti₃B₄和TiB₅₅。其制备方法，包括：(1)制备TiB₂‑Mo混合粉体；(2)将TiB₂‑Mo混合粉体与粘结剂混合均匀，制备模压物料；(3)将模压物料模压成型，获得TiB₂‑Mo素坯；(4)将TiB₂‑Mo素坯作为骨架，Si作为熔渗剂，进行真空熔渗，获得硼化钛基复合阴极材料。该方法通过先将原料模压成型，再进行无压真空渗硅，制得致密度高的硼化钛基复合阴极材料，可以用于铝电解槽中；该方法步骤简单、烧结温度低，烧结过程无形变、制备成本较低，并且能生产各种形状复杂、大尺寸的产品。

主权项

一种硼化钛基复合阴极材料，其特征在于，由TiB₂粉末、金属Mo粉末和Si复合而成；其中，按质量比，金属Mo粉末∶TiB₂粉末＝(1∶2)～(1∶19)；Si含量根据Mo的含量和气孔体积进行计算：硼化钛基复合阴极材料中，Si的质量M总公式为：$M=\left[\frac{2M_1\times W_1}{{\mathrm{Ar}}_{Mo}}·{\mathrm{Ar}}_{Si}+{\rho }_{Si}\left(V-\frac{M_1\times W_2}{{\rho }_{{\mathrm{TiB}}_2}}-\frac{\frac{2M_1\times W_1}{{\mathrm{Ar}}_{Mo}}·{\mathrm{Ar}}_{Si}+M_1\times W_1}{{\rho }_{{\mathrm{MoSi}}_2}}\right)\right]$其中，M硼化钛基复合阴极材料中Si的质量；M₁为TiB₂‑Mo素坯的质量；W₁为TiB₂‑Mo混合粉体中Mo所占质量百分数；Ar_Mo为Mo的相对原子质量；Ar_Si为Si的相对原子质量；ρ_Si为Si的密度；V为TiB₂‑Mo素坯的体积；W₂为TiB₂‑Mo混合粉体中TiB₂所占质量百分数；为TiB₂的密度；为MoSi₂的密度。