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   鋁電(dian)(dian)解槽(cao)(cao)側部內襯是電(dian)(dian)解槽(cao)(cao)的(de)(de)一個重(zhong)要(yao)結(jie)構(gou)部分(fen)，根(gen)據現代的(de)(de)觀念，提出了鋁電(dian)(dian)解槽(cao)(cao)的(de)(de)側壁材料在高溫下(xia)應該具有如(ru)下(xia)一些重(zhong)要(yao)性能：電(dian)(dian)阻率高、導(dao)熱性好、不與熔(rong)融的(de)(de)冰(bing)晶(jing)石(shi)起化(hua)學反應、孔隙(xi)度(du)小、不滲透(tou)電(dian)(dian)解液和鋁、不被空氣氧(yang)化(hua)。

   由于碳化(hua)硅的價鍵結構特點決定(ding)了它(ta)的一(yi)系(xi)列優良性能，如高(gao)(gao)強度、高(gao)(gao)硬度、耐(nai)高(gao)(gao)溫(wen)、抗(kang)氧化(hua)、高(gao)(gao)導熱系(xi)數、低熱膨(peng)脹率、優良的抗(kang)熱震性、良好的化(hua)學穩定(ding)性、不被(bei)有色金屬潤(run)濕等，并且耐(nai)高(gao)(gao)溫(wen)化(hua)學腐蝕性能良好，特別適合作為鋁電解槽內襯耐(nai)火材(cai)料(liao)。

   隨(sui)(sui)著材料技術的(de)發展并隨(sui)(sui)著電(dian)解(jie)槽容(rong)量的(de)增大，電(dian)解(jie)槽側部內襯材料結(jie)構(gou)，已由(you)早期的(de)雙炭塊外加保(bao)(bao)溫磚結(jie)構(gou)，逐(zhu)漸演變為無保(bao)(bao)溫磚、單層炭塊，以至當今的(de)單獨的(de)碳化(hua)硅(gui)結(jie)合氮化(hua)硅(gui)材料。

存在的(de)問題及目(mu)前的(de)研(yan)究狀況 

 
  碳化硅磚是我(wo)國有色行業近期推廣使用的一種新型筑爐(lu)材料，最早(zao)應(ying)用于我(wo)國平果鋁320kA大型預(yu)焙(bei)鋁電解槽上。近年來，企(qi)業(ye)的(de)使用(yong)情況(kuang)表明(ming)，無論是(shi)使用(yong)純碳化硅(gui)磚側(ce)塊還是(shi)復合(he)(he)側(ce)塊，在生產過程中普(pu)遍發現(xian)有(you)不同程度的(de)斷(duan)裂、脫落(luo)現(xian)象(xiang)，而(er)復合(he)(he)側(ce)塊的(de)碳化硅(gui)層還有(you)上抬現(xian)象(xiang)。

 溫度差(cha)(以人造伸(shen)腿(tui)上沿為界)是(shi)造成碳(tan)化(hua)硅磚斷裂的主要原因。碳(tan)化(hua)硅磚雖(sui)然具有良好導熱(re)的性能，較低(di)的熱(re)膨(peng)脹(zhang)系數，但因制品經1450℃以上(shang)高溫(wen)燒成，形成六方結構陶瓷體(ti)，因此(ci)，耐熱振性和耐溫(wen)差(cha)性能差(cha)。在碳化(hua)硅磚上(shang)部和下(xia)部反復形成溫(wen)差(cha)的環境(jing)下(xia)，極易斷裂。

  當(dang)碳化硅復合層斷(duan)裂后(hou)，電解(jie)質(zhi)(zhi)浸入(ru)(ru)到裂縫(feng)中(zhong)，當(dang)電解(jie)槽(cao)從效(xiao)應(ying)(ying)溫度恢復到正(zheng)常溫度時，縫(feng)中(zhong)電解(jie)質(zhi)(zhi)凝(ning)固收(shou)縮，新(xin)的電解(jie)質(zhi)(zhi)進(jin)入(ru)(ru)裂縫(feng)中(zhong)又凝(ning)固。當(dang)下一次(ci)效(xiao)應(ying)(ying)時，浸入(ru)(ru)到裂縫(feng)中(zhong)的固體電解(jie)質(zhi)(zhi)受熱膨脹(zhang)頂(ding)(ding)起上(shang)部(bu)斷(duan)裂塊，待槽(cao)溫恢復正(zheng)常時電解(jie)質(zhi)(zhi)又凝(ning)固收(shou)縮形成縫(feng)隙，然后(hou)又進(jin)入(ru)(ru)新(xin)的電解(jie)質(zhi)(zhi)再凝(ning)固。再來效(xiao)應(ying)(ying)時，又膨脹(zhang)將斷(duan)裂塊上(shang)頂(ding)(ding)，這樣(yang)反復作用，斷(duan)裂的上(shang)部(bu)逐(zhu)漸上(shang)抬了。

  在電解鋁過程中(zhong)，溫度接(jie)近1000℃，此(ci)時電(dian)解槽(cao)內襯的(de)侵蝕主(zhu)要分為3部(bu)分，靠近(jin)下(xia)方的金屬鋁(lv)熔體，中(zhong)間部(bu)位的熔體電解質， 以及(ji)上部(bu)分各種(zhong)侵蝕性氣體(如HF、A IN aF 4等) 。通常情況下(xia)在電解質.氧化(hua)鋁熔液中陽離(li)子滲透以Na+礦為主(zhu)，陰離子滲透以(yi)F-為主。

氣孔率、基質(zhi)相(xiang)、潤濕(shi)性等(deng)各種因素都能(neng)夠影響耐火材(cai)(cai)料的(de)抗侵蝕(shi)性。氣孔率高(gao)，孔徑(jing)大的(de)材(cai)(cai)料其(qi)抗侵蝕(shi)性肯定差，因為冰晶石(shi)或者鋁液等(deng)能(neng)夠直接滲透到(dao)材(cai)(cai)料內部。肖亞明指出，熔融(rong)金屬對耐火材(cai)(cai)料的(de)極限孔徑(jing)，鋼水30pm，鐵水5um，鋁(lv)熔液為0.5pm，因此(ci)鋁液(ye)對材(cai)料(liao)的滲(shen)透能(neng)力(li)相(xiang)當強(qiang)(qiang)。基質相(xiang)薄，抗(kang)侵蝕(shi)性好，但是強(qiang)(qiang)度(du)會受到(dao)直(zhi)接(jie)影響，基質相(xiang)厚，則抗(kang)侵蝕(shi)性就差。如果材(cai)料(liao)與(yu)鋁液(ye)潤濕角大，則其抗(kang)侵蝕(shi)性能(neng)就優越。

研究了各種結(jie)合(he)相的SiC質材料抗電(dian)解質侵蝕(shi)的(de)性(xing)能， 結果(guo)表明除(chu)自(zi)結合SiC外， Si3N 4結合(he)SiC材(cai)料抗電解(jie)質性能最(zui)佳，盡(jin)管Si3N4結(jie)合相被熔體(ti)潤濕，但滲透很淺，也沒有分解。