Experimentelle Untersuchungen zum Alterungsverhalten von Kathodenwerkstoffen für die Aluminiumelektrolyse unter Berücksichtigung eines variablen Energ [...] / vorgelegt von Henry Pusch. Wuppertal, 2023
Content
Inhaltsverzeichnis
Kurzfassung
Abstract
Abbildungsverzeichnis
Tabellenverzeichnis
Anhangsverzeichnis
Abkürzungen
Formelzeichen
Kapitel 1
Problemstellung und Zielsetzung
Kapitel 2
Grundlagen
2.1 Beschreibung des Hall-Héroult Prozesses
2.1.1 Reduktion von Aluminiumoxid
2.1.2 Grundzüge der Badchemie
2.1.3 Aufbau und Betrieb industrieller Elektrolysezellen
2.2 Kathoden für die Aluminiumelektrolyse und ihr Alterungsprozess
2.2.1 Herstellung kohlenstoffbasierter Kathoden
2.2.2 Versagensmechanismen der Kathode
2.2.3 Schädigungsreaktionen am Kathodenwerkstoff
2.3 Leistungsmodulation in der Primäraluminiumindustrie
Kapitel 3
Experimentelles
3.1 Bereitstellung des Kathodenmaterials
3.2 Probennahme aus industriellen Elektrolysezellen
3.3 Untersuchungsmethoden
3.3.1 Materialographie
3.3.2 Porositätsuntersuchung mittels quantitativer Bildanalyse
3.3.3 Ermittlung technisch-physikalischer Materialkennwerte
3.3.4 Analytik
3.4 Versuchsdurchführung in einer Labor-Elektrolysezelle
Kapitel 4
Ergebnisse und Diskussion
4.1 Vergleich der Versuchsmaterialien im Ausgangszustand
4.2 Beurteilung der Alterung industrieller Bodenkathoden
4.2.1 Topographie und Abtrag
4.2.2 Veränderungen der Materialkennwerte
4.2.3 Einfluss der Probenlage
4.3 Bewertung der Einflussgrößen auf den elektrochemischen Abtrag
4.3.1 Versuchsdauer
4.3.2 Kathodenwerkstoffe und Stromdichte
4.3.3 Temperatur
4.3.4 Thermische Modulation
4.4 Charakterisierung der unpolarisierten Materialalterung
Kapitel 5
Fazit und Ausblick
5.1 Zusammenfassende Einschätzung der durchgeführten Untersuchungen
5.2 Übertragbarkeit der Ergebnisse auf den industriellen Prozess
5.3 Ausblick auf zukünftige Arbeiten und Erweiterungen
Kapitel 6
Literaturverzeichnis
Kapitel 7
Anhang