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公開番号2024132775
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-01
出願番号2023086391
出願日2023-05-25
発明の名称希土類溶融塩電解用タングステン電極及びその製造方法
出願人カン州晨光希土新材料有限公司
代理人アクシス国際弁理士法人
主分類C25C 7/02 20060101AFI20240920BHJP(電気分解または電気泳動方法;そのための装置)
要約【課題】希土類溶融塩電解用タングステン電極及びその製造方法を提供する。
【解決手段】本発明は、希土類金属電解の技術分野に属し、具体的には、希土類溶融塩電解用タングステン電極及びその製造方法に関する。本発明は、希土類溶融塩電解用タングステン電極を提供し、開口タングステンハウジング及び銅合金を含み、前記銅合金は、前記開口タングステンハウジング内に位置し、前記銅合金の側壁と前記開口タングステンハウジングとの間にタングステンバッファ層が設置され、前記銅合金の底部は、前記開口タングステンハウジングの内底部と接触する。本発明は、銅合金をタングステン電極の芯体とし、一部のタングステン金属を代替し、タングステン電極全体の質量を低減させることができるとともに、タングステン電極の導電性をさらに向上させ、タングステン電極での消費電力量を低減させることができる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
希土類溶融塩電解用タングステン電極であって、開口タングステンハウジング及び銅合金を含み、
前記銅合金は、前記開口タングステンハウジング内に位置し、
前記銅合金の側壁と前記開口タングステンハウジングとの間にタングステンバッファ層が設置され、
前記銅合金の底部は、前記開口タングステンハウジングの内底部と接触することを特徴とする希土類溶融塩電解用タングステン電極。
続きを表示（約 890 文字）【請求項２】
前記銅合金は、銅－バナジウム合金及び／又は銅－ニオブ合金を含むことを特徴とする請求項１に記載のタングステン電極。
【請求項３】
前記銅－バナジウム合金中のバナジウムの質量パーセント含有量は５～１５％であり、
前記銅－ニオブ合金中のニオブの質量パーセント含有量は３～２０％であることを特徴とする請求項２に記載のタングステン電極。
【請求項４】
前記開口タングステンハウジングの外径は６５～１２０ｍｍであり、内径は４０～７０ｍｍであり、
前記開口タングステンハウジングの底部の厚さは１０～２０ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載のタングステン電極。
【請求項５】
前記銅合金の直径は２０～６０ｍｍであり、
前記タングステンバッファ層の厚さは３～８ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載のタングステン電極。
【請求項６】
前記開口タングステンハウジングの密度は１８ｇ／ｃｍ
3
以上であり、
前記タングステンバッファ層の密度は１２～１４ｇ／ｃｍ
3
であることを特徴とする請求項１に記載のタングステン電極。
【請求項７】
銅合金を前記開口タングステンハウジング内に配置し、前記銅合金と前記開口タングステンハウジングとの間にタングステン粉末を添加し、プレスして電極ブランクを得るステップと、前記銅合金の中心軸が前記開口タングステンハウジングの中心軸と重なり合うステップと、
前記電極ブランクを鍛造して、前記希土類溶融塩電解用タングステン電極を得るステップとを含むことを特徴とする請求項１～６のいずれか一項に記載の希土類溶融塩電解用タングステン電極の製造方法。
【請求項８】
前記プレスの圧力は５０～８０ＭＰａであり、時間は２～５ｈであることを特徴とする請求項７に記載の製造方法。
【請求項９】
前記鍛造の温度は１０００～１５００℃であることを特徴とする請求項７に記載の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、希土類金属電解の技術分野に属し、具体的には、希土類溶融塩電解用タングステン電極及びその製造方法に関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
希土類金属は、主に高性能希土類永久磁石材料の製造に用いられ、電子情報、新エネルギー自動車、新材料等の分野における重要な基礎原料である。希土類金属の製造プロセスは、主に溶融塩電解法を主とする。溶融塩電解法は、主に電解質系に応じて２種類に分けられ、１つは、塩化希土類電解質系、すなわち、ＲＥＣｌ
3
－ＫＣｌ（ＲＥは希土類金属）等の二元電解質系であり、もう１つは、フッ化物－酸化物電解質系、すなわち、ＲＥ
2
Ｏ
3
－ＲＥＦ
3
－ＬｉＦ等の三元系であり、塩化希土類電解質系は、塩化物溶融塩の揮発性が高く、希土類金属の塩化物溶融塩における溶解度が大きいため、消費電力が高く、電流効率が低く、収率が低くなり、フッ化物－酸化物電解質系は、電流効率が高く、原料が安定しており、現在の溶融塩電解法の主な電解質系となっている。
【０００３】
フッ化物－酸化物電解質系は、電解プロセス中に、原料の希土類酸化物が解離し、希土類陽イオン及び酸素陰イオンになり、直流電界の作用により、希土類陽イオンが陰極へ移動し、陰極で電子を得て希土類金属に還元され、酸素陰イオンが陽極へ移動し、陽極で電子を失って酸素を生成する。
【０００４】
陰極は、通常、高価なタングステン金属で製造される。一方では、タングステン金属の密度が大きいため、従来のタングステン電極の質量が高くなり、他方では、タングステン電極の抵抗が高く、導電性が低いため、タングステン電極での消費電力量が大きくなる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、希土類溶融塩電解用タングステン電極及びその製造方法を提供することにあり、本発明が提供するタングステン電極は、軽量で、優れた導電性を有し、タングステン電極での消費電力量を低減させることができる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は、以下の技術的解決手段を提供する。
【０００７】
本発明は、希土類溶融塩電解用タングステン電極を提供し、開口タングステンハウジング及び銅合金を含み、
前記銅合金は、前記開口タングステンハウジング内に位置し、
前記銅合金の側壁と前記開口タングステンハウジングとの間にタングステンバッファ層が設置され、
前記銅合金の底部は、前記開口タングステンハウジングの内底部と接触する。
【０００８】
好ましくは、前記銅合金は、銅－バナジウム合金及び／又は銅－ニオブ合金を含む。
【０００９】
好ましくは、前記銅－バナジウム合金中のバナジウムの質量パーセント含有量は５～１５％であり、
前記銅－ニオブ合金中のニオブの質量パーセント含有量は３～２０％である。
【００１０】
好ましくは、前記開口タングステンハウジングの外径は６５～１２０ｍｍであり、内径は４０～７０ｍｍであり、
前記開口タングステンハウジングの底部の厚さは１０～２０ｍｍである。
（【００１１】以降は省略されています）

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