HALL CELL-ZUBEHÖR AUS TITANDIBORID (TiB2)
Bei der Produktion von Primäraluminium werden in der Elektrolysezelle verschiedenste Graphitqualitäten als Kathodenwerkstoff eingesetzt. Während des Elektrolyseprozesses bildet sich auf der Kathode ein Aluminiumpool, der alle 12 bis 24 Stunden abgepumpt wird. Da Aluminium Graphit nur schlecht benetzt, wird eine optimale Umsetzung der zur Elektrolyse eingesetzten Energie verhindert.
ESK ist es nun gelungen, einen Werkstoff aus Titandiborid (TiB2) zu entwickeln und patentieren zu lassen, der dieses Problem löst. Aus dem TiB2 Werkstoff von ESK lassen sich erstmals Hall Cell-Zubehörprodukte für einen dauerhaften Einsatz in Primäraluminium-Elektrolysezellen herstellen.
Eigenschaften
Der elektrisch hochleitfähige Titandiborid Werkstoff wird von Aluminium perfekt benetzt und ist stabil gegen flüssiges Kryolith. Die hohe Härte von fast 2.600 Knoop schützt die weiche Graphitkathode zusätzlich gegen den durch die starken Magnetfelder ausgelösten Verschleiß. TiB2 von ESK verbindet herausragende physikalische Eigenschaften mit extremer Korrosionsbeständigkeit.
Anwendung
Schichten aus dem ESK-Titandiboridpulver ermöglichen den Einsatz energiesparender und produktivitätsverbessernder Technologien bei Elektrolysezellen in der Primäraluminiumproduktion. Neue Zellenkonzepte wie z.B. kontinuierliches Abpumpen oder neue Kathodengeometrien und -topographien werden durch Titandiborid von ESK realisierbar.
| Material properties | Norm | Symbol/Unit | Titanium Diboride |
| Density | DIN EN 623-2 | ρ [g/cm3] | >4.50 |
| Porosity | DIN EN 623-2 | P [%] | <1.5 |
| Knoop hardness | DIN EN 843-4 | HK 0.1 [GPa] | 25.6 |
| Young's modulus | DIN EN 843-2 | E [GPa] | 575 |
| Flexural strength, 4-pt bending | DIN EN 843-1 | σB [MPa] | 500 |
| Weibull modulus | DIN EN 843-5 | m | 16 |
| Poisson ratio | ν | 0.11 | |
| Klc (SENB) | Klc [MPa·m0,5] | 8.0 | |
| Coefficient of thermal expansion | DIN EN 821-1 | ||
| 20°C - 500°C | α [10-6/K] | 6.7 | |
| 500°C - 1000°C | α [10-6/K] | 8.2 | |
| Thermal conductivity | DIN EN 821-2 | ||
| at 50°C | λ [W/m K] | 54 | |
| Specific electrical resistance at 20°C |
ρ [Ω cm] | 2·10-5 |
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