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铝电解阴极是铝电解槽的重要组成部分，它既传导电流又承载铝液和铝电解质。阴极炭块的种类和生产工艺也多种多样。为了降低炭块的电阻率，减小生产能耗，本文研究了以石油系针状焦和改质沥青为原料，半石墨化炭块的制备方法，并确定了最佳的工艺流程。通过X射线衍射法、拉曼光谱法、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等表征手段，对单一催化剂Fe、Pr6O11和复合催化剂Si-Fe、Ti-RE在石墨化过程中的催化效果进行了系统的研究。考察了熔盐浸渍石墨制备抗氧化涂层的可行性，并对试样的结构与性能进行了表征分析。 在半石墨化炭块制备方法中，研究了配料组成、成型温度、成型压力、粘结剂含量等工艺条件对炭块性能的影响。以电阻率和体积密度为指标，对实验结果进行多指标的正交极差分析，最佳的成型温度为150℃、成型压力为20Mpa、粘结剂含量为21％。 在单一催化剂催化效果的研究中，选择Fe与Pr6O11为石墨化催化剂。研究结果过表明，添加Fe、Pr6O11均可提升炭块的石墨化度，在2400℃的半石墨化炭块中，石墨化度最大的试样为G-Pr3.0。除个别试样外，石墨化度随催化剂含量的增加而增大，且含Pr6O11试样的变化规律要好于含Fe试样。考察含两种催化剂试样电阻率、体积密度、耐压强度等指标，Pr6O11含量为3％的半石墨化炭块具有最低的电阻率和最高的体积密度。当Fe与Pr6O11含量为1％时，半石墨化炭块耐压强度分别提升了78％和147％。 在复合催化剂催化效果的研究中，选择Si-Fe与Ti-RE为石墨化催化剂。在两种半石墨化温度(2200℃和2400℃)下，含S1-Fe试样的石墨化度随催化剂含量的增加先增大后减小，且均在添加量为1％时取得最大值。含Ti-RE试样的石墨化度最大值随温度升高分别在G-Ti3.0Ce1.0、G-Ti30Pr1.0中得到。相比于单一催化剂Fe，含复合催化剂Si-Fe的半石墨化炭块的电阻率更小，复合催化剂降低电阻率的效果更明显。而对于含Ti-RE的半石墨化炭块来说，电阻率下降幅度较小，其催化能力在更高温度下(2800℃)才得以展现。 在熔盐浸渍法制备石墨抗氧化涂层中，研究了半石墨化炭块在两种氟化盐熔盐体系中浸渍后结构、性能的变化。发现经三元熔盐和五元熔盐浸渍后的炭块表面均有熔盐残留，这些盐均匀地散落在石墨的表面，或者嵌合在石墨的空隙中，有的还形成了覆盖于表面的涂层。通过XRD分析可知，石墨的表面并未生成新的相，因此残留盐是以物理沉积的方式与石墨相结合。此外，经五元熔盐浸渍后，半石墨化炭块的表面硬度均有提升，有助于增强炭块的耐磨性能。