第1章 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 现行铝电解工艺的弊病 3
1.2.1 碳素阳极消耗及其带来的问题 4
1.2.2 碳素阴极与铝液不润湿及其带来的问题 5
1.2.3 碳素内衬材料带来的其他问题 5
1.2.4 铝电解槽的水平式结构及其带来的问题 6
1.3 现行铝电解用碳素阴极 7
1.3.1 阴极炭块的种类及阴极性能要求 7
1.3.2 侧部炭块、阴极糊和炭胶泥 10
1.3.3 碳阴极的制备工艺 12
1.3.4 改善阴极性能的途径 15
1.4 铝电解阴极过程 16
1.4.1 阴极上的主要过程是铝的析出 16
1.4.2 钠优先析出的条件 18
1.4.3 阴极过电压 19
1.4.4 钠的析出及其行为 20
1.4.5 阴极的其他副过程 21
1.5 可润湿性阴极的研究现状 22
1.5.1 可润湿性陶瓷材料 22
1.5.2 可润湿性涂层阴极 23
1.5.3 碳胶可润湿性复合阴极 23
1.6 铝电解槽的破损形式及其原因 24
1.7 碱金属和电解质对阴极的渗透侵蚀 27
1.7.1 碱金属和电解质的渗透对阴极产生的影响 27
1.7.2 碱金属和电解质对铝电解阴极的渗透 31
1.7.3 铝电解阴极用黏结剂抗渗透性能分析 35
1.7.4 铝电解阴极抗碱金属侵蚀性能的测试与研究方法 36
1.8 铝电解阴极耐腐蚀性能的研究进展 39
1.8.1 碳质阴极耐腐蚀性能 39
1.8.2 可润湿性阴极耐腐蚀性能研究进展 42
第2章 低温电解质熔体中半石墨质阴极电解膨胀研究 47
2.1 引言 47
2.2 半石墨质阴极电解后形貌及元素分布 47
2.3 分子比对半石墨质阴极电解膨胀的影响 52
2.4 钾冰晶石对半石墨质阴极电解膨胀的影响 54
2.5 电流密度对半石墨质阴极电解膨胀的影响 56
2.6 过热度对半石墨质阴极电解膨胀的影响 58
2.7 半石墨质阴极中碱金属K、Na的渗透速率 59
2.8 半石墨质阴极电解膨胀率经验计算式及等电解膨胀率图 63
第3章 碱金属的析出及其在阴极中的渗透迁移 73
3.1 引言 73
3.2 电解质熔体中碱金属的析出 73
3.3 碱金属在阴极中的渗透迁移行为 77
3.4 碱金属渗透对阴极的影响 103
第4章 可润湿性复合阴极材料的抗渗透结构 108
4.1 引言 108
4.2 实验电解槽结构的设计与选择 108
4.3 电解实验过程 111
4.4 阴极的电解膨胀 112
4.5 阴极的低温电解腐蚀行为 119
4.6 阴极抗渗透性能机理研究 130
4.7 改性沥青基可润湿性阴极的电解膨胀性能 136
第5章 基于惰性电极（阳极和阴极）的新型铝电解槽 139
5.1 现行电解槽阴极结构 139
5.1.1 槽壳结构 139
5.1.2 内衬结构 140
5.1.3 筑炉的基本规范 142
5.2 新型槽结构 157
5.2.1 单独采用惰性阳极的电解槽 157
5.2.2 单独采用可润湿性阴极的电解槽 157
5.2.3 联合使用惰性阳极和可润湿性阴极的电解槽 160
5.2.4 新型铝电解槽的未来发展 163