Окисление порошков и пористых компактов TiB₂

Abstract

Рассмотрено окислительное поведение порошков и пористых порошковых композитов на основе диборида титана – материалов смачиваемых катодов в электролизе алюминия – в технологических газовых средах (воздух, аргон, атмосфера под углеродной постелью). В воздухе при 800-1270 К полное окисление происходит за время от нескольких часов до десятков суток. В слабоокислительной среде (аргон, О2 не более 0,002 %) также наблюдается значительная окислительная деградация. Обнаружено явление окисления TiB2 при обжигах в защитной газовой среде под углеродной постелью (масса образцов закономерно возрастает, обнаруживаются продукты TiO2, TiBO3, B2O3, оксикарбид TiCхОy, графит, содержание которых зависит от времени и температуры. Долговременная работа смачиваемого катода, сравнимая со сроком службы электролизера (5-8 лет), требует исключения рассмотренных деградационных рисков

The oxidation behavior of powders and porous powder composites on the base of titanium diboride used as the material for wettable cathode in aluminium electrolysis cells has been investigated in different gaseous atmospheres (air, argon, reducing atmosphere). In air at 800-1270 K materials were fully oxidized from several hours to ten days. In soft oxidizing atmosphere (volume content of O2 less then 0,002%) the important degradation has been also observed. The oxidation of TiB2 during heat treatment under reducing gaseous atmosphere has been studied. The mass of samples increases regularly with formation of TiO2, TiBO3, B2O3, oxicarbid TiCхОy, graphite depending of temperature and time of oxidation. The long-term service of wettable cathode comparable with lifetime of aluminium electrolysis cells (5-8 years) requires to reduce risks of oxidizing degradation.