Nan jaden an nan elèktroliz aliminyòm, katod a, kòm yon eleman kle pou kolekte likid aliminyòm, ki depi lontan te domine pa kabòn - materyèl ki baze sou. Sepandan, ak apwofondi a kontinyèl nan rechèch syans materyèl ak demann lan ogmante pou segondè - sistèm elèktroliz pèfòmans, li te yon kesyon piti piti parèt: Èske aliminyòm tèt li dwe yon katod?
Pou reponn kesyon sa a, nou premye bezwen klarifye fonksyon debaz yo ke yon katod nan yon selil elektwolitik aliminyòm dwe antreprann. Li bezwen gen ekselan konduktiviti elektrik asire transmisyon an lis nan aktyèl; Li dwe kapab reziste ewozyon an nan segondè - tanperati elektwolit (sou 950 - 970 degre) ak long la - tèm imèsyon nan aliminyòm fonn; An menm tan an, li ta dwe gen pwopriyete chimik ki estab pou fè pou evite reyaksyon chimik ak lòt sibstans ki sou nan sistèm nan elèktroliz ki afekte pite a nan aliminyòm oswa pwogrè nan elèktroliz.
Aliminyòm tèt li gen eksepsyonèl konduktiviti elektrik, ki se tou pre sa yo ki an kwiv ak byen lwen pi wo pase sa yo ki an katod tradisyonèl kabòn. Sa a sanble fè aliminyòm gen avantaj potansyèl kòm yon materyèl katod. Anplis de sa, aliminyòm gen bon konduktiviti tèmik, ki ka ede gaye chalè nan zòn lokal yo nan selil la elektwolitik ak diminye enpak la nan segondè - akimilasyon tanperati sou estrikti a electrodes.
Sepandan, aplikasyon aktyèl la nan aliminyòm kòm yon katod fè fas a obstak enfranchisabl. Pwoblèm ki pi kritik la se estabilite chimik aliminyòm nan anviwònman elektwolitik la. Nan segondè a - tanperati fonn elektwolit sèl (sitou ki konpoze de cryolite ak alumina), aliminyòm se fasil reyaji ak kèk eleman nan elektwolit la. Pou egzanp, li ka fòme konpoze aliminyòm ak fliyò - ki gen iyon, ki pa pral sèlman konsome aliminyòm tèt li, men tou jenere enpurte ki polye elektwolit la, ki afekte pwogrè nòmal la nan elèktroliz ak bon jan kalite a nan aliminyòm la pwodwi.
Yon lòt pwoblèm enpòtan se segondè - rezistans tanperati a nan aliminyòm. Malgre ke aliminyòm gen yon sèten segondè - rezistans tanperati, pwen k ap fonn li yo se sèlman 660 degre, ki se pi ba anpil pase tanperati a ap travay nan selil la elektwolitik aliminyòm (950 - 970 degre). Nan yon anviwònman tanperati ki wo -, aliminyòm ap fonn dirèkteman, pèdi estabilite estriktirèl ki nesesè kòm yon electrodes. Menm si se modifikasyon alyaj te pote soti nan amelyore pwen k ap fonn li yo, alyaj la aliminyòm modifye ap toujou fè fas a pwoblèm nan nan degradasyon pèfòmans anba long - tèm segondè - kondisyon tanperati, epi li difisil a satisfè kondisyon yo ki sèvis lavi nan pwodiksyon endistriyèl.
Anplis de sa, nan pèspektiv nan pwodiksyon pratik, katod a bezwen kenbe yon fòm ki estab nan kolekte aliminyòm fonn. Katod tradisyonèl kabòn yo konte sou estrikti solid yo nan tanperati ki wo yo fòme yon "veso - tankou" espas nan pati anba a nan selil la elektwolitik. Si yo itilize aliminyòm kòm yon katod, menm si li pa fonn, sifas li yo pral mouye pa aliminyòm fonn, fè li difisil a separe likid la aliminyòm kolekte soti nan katod nan tèt li, ki pral afekte egzeyat la nòmal nan aliminyòm ak ogmante difikilte pou la nan operasyon pwodiksyon an.
Kounye a, pa gen okenn ka endistriyèl nan lè l sèvi avèk aliminyòm kòm yon katod nan endistri a elèktroliz aliminyòm. Sepandan, sa pa vle di ke rechèch ki enpòtan pa te pote soti. Gen kèk laboratwa yo te eseye rad aliminyòm ak kouch pwoteksyon espesyal, tankou segondè - tanperati - seramik rezistan oswa fim metal inaktif, nan yon tantativ pou izole aliminyòm soti nan elektwolit la ak segondè - anviwònman tanperati. Malgre ke gen kèk pwogrè ki te fèt nan eksperyans tèm kout {{6}
Nan contrast, tradisyonèl katod nan kabòn, malgre enpèfeksyon li yo tankou lavi sèvis limite ak konduktiviti ki ba, ka toujou kenbe estabilite estriktirèl nan segondè - anviwònman an elektwolitik tanperati e li gen bon konpatibilite ak elektwolit la ak aliminyòm fonn. Se poutèt sa li te itilize nan endistri pou plis pase yon syèk. An menm tan an, chèchè yo ap devlope tou nouvo materyèl katod tankou grafit - konpoze ki baze sou ak seramik - materyèl kabòn ranfòse, ki vize amelyore pèfòmans sou baz la nan kenbe avantaj ki genyen nan materyèl kabòn, olye ke ranplase yo ak aliminyòm.
An konklizyon, byenke aliminyòm gen sèten avantaj nan konduktiviti elektrik, li se kounye a enposib yo dwe itilize kòm yon katod nan elèktroliz aliminyòm akòz limit nan segondè - rezistans tanperati, estabilite chimik nan anviwònman an elektwolitik, ak konpatibilite estriktirèl ak pwosesis pwodiksyon an. Avèk devlopman nan modifikasyon materyèl ak teknoloji kouch, petèt nan lavni an, pral gen avans nan rezoud pwoblèm kle yo nan aliminyòm kòm yon katod, men nan sistèm aktyèl la teknik, aliminyòm pa ka vin yon materyèl katod pratik pou elèktroliz aliminyòm.
