镁电解双极槽双极材料

镁电解双极槽双极材料的制备答辩人：王榕艳学 号： 10072132指导老师：路贵民2010年 6月 10日研究制备双极材料的意义课题来源：青海盐湖镁厂镁电解槽工艺过程中电极材料的研发研究目的：开发双极材料降低能耗，节约成本保护 环境现有双极槽双极材料：石墨与钢以螺栓联接，存在连接处易受氯气腐蚀的现象欲开发双极槽双极材料：石墨与金属合金等直接热压成型制备双极梯度材料 原料：针状焦，钛粉，改质沥青 制备工艺：配比混捏热压成型高温烧结高温石墨化冷却制备双极梯度材料 热烧结，产生应力，热膨胀系数不同，弯曲变形 联想 到：公路桥梁上减小应力方法为划分成若干部分，增加空隙，也就是微观分散法 再来比较：Why？制备双极梯度材料沥青与针状焦的润湿性能测定图 1 测量设备制备双极梯度材料沥青与针状焦的润湿性能测定不同加热速度下，未改性沥青对针状焦润湿性能的测定图 2未改性的 沥 青在以 0.5 /min的速度加 热 情况下的 形貌 变 化84 95 100 110 115 124 130140 150 160 170 180 205 220不同加热速度下，未改性沥青对针状焦润湿性能的测定图 3未改性的 沥 青在以 1/min 的速度加 热 情况下的形貌 变 化80 95 100 115 130150 160 162 166 168170 180 190 200 220不同加热速度下，未改性沥青对针状焦的润湿性能测定图 4 未改性的 沥 青在以 2 /min的速度 加 热 情况下的形貌 变 化90 110 130 134 162 164166 170 174 176 185 200205 215不同加热速度下，未改性沥青对针状焦润湿性能的测定小结：（ 1）沥青在 100 左右软化，加热速率影响软化程度比较 100 、 110 、 115（ 2）沥青在 160 165 与针状焦开始润湿图 3、 4中 160165 下，针状焦翻滚粘附到沥青上，润湿开始，接触角小于 90 （ 3）沥青与针状焦显著润湿铺展的温度在 200 220 间。 比较 205、 215、 200（ 4）加热速率对沥青与针状焦的润湿温度没有实质性影响，对沥青软化与高温下铺展有影响。软化正影响，铺展负影响，原因分别为受热均匀和生成较多氧化物。不同温度下，沥青对针状焦润湿性能测定方法：拍摄不同温度下润湿 20min后的 照片，利用 autoCAD测量高度，采用量高法测接触角并修正公式（修正高度）：H为沥青修正高度；h为沥青实际高度；L为软件 autoCAD中所测量出的焦床 模具高度；l为焦床模具实际高度不同温度下，沥青对针状焦润湿性能测定图 5未改性沥青柱随温度变化的高度变化图不同温度下，沥青对针状焦润湿性能测定图 6含 1%油酸的改性沥青柱随温度变化的高度变化图不同温度下，沥青对针状焦润湿性能测定图 7含 3%油酸的改性沥青柱随温度变化的高度变化图不同温度下，沥青对针状焦润湿性能测定图 8含 5%油酸的改性沥青柱随温度变化的高度变化图不同温度下，沥青对针状焦润湿性能测定小结：（ 1）添加了油酸的改性沥青对针状焦润湿性能显著改善，比较图发现出现润湿现象的温度下降了，具体比较出现趋于水平的两个阶段。（ 2）添加 1%油酸的沥青和 3%油酸的沥青温度降低到 140 左右，而添加 5%油酸的沥青温度降低到 120130（ 3）添加油酸对沥青与针状焦显著铺展温度没有影响。不同改性沥青在相同温度下润湿情况比较图 9-120 未改性和改性过的沥青与针状焦的接触面形貌变化如图可知：添加 3%、 5%油酸的沥青在 120 已经润湿针状焦。图 10-140 未改性和改性过的沥青与针状焦的接触面形貌变化如图可知：添加 3%、 5%油酸的沥青润湿情况很好。不同改性沥青在相同温度下润湿情况比较图 11-160 未改性和改性过的沥青与针状焦的接触面形貌变化如图可知：添加 1%油酸的沥青部分未润湿，因为接触角明显大于 90图 12-190 未改性和改性过的沥青与针状焦的接触面形貌变化如图可知： 对于针状焦完全吸收沥青的温度，沥青添加油酸与否都没有太大的影响。不同改性沥青在相同温度下润湿情况比较小结：（ 1） 添加了 1%油酸根本就不起作用；（ 2）添加了 3%、 5%油酸的沥青显著地降低了沥青的表面张力与黏度，起到了表面活化的作用，降低了沥青与针状焦混捏的温度。制备双极梯度材料 在双极金属层电镀镍电镀目的：双极材料在使用过程中碳化物的存在影响镁珠聚集，故涂覆镍防止碳化物暴露并析出石墨相。电镀液采用瓦特镀液。采用不同的电镀时间，比较电镀时间不同情况下材料形貌变化。制备双极梯度材料 在双极金属层电镀镍Fe-C电镀 Ni的金相图 Ti-C电镀 1Hour金相图Ti-C电镀 2Hour金相图 Ti-C电镀 4Hour金相图制备双极梯度材料 在双极金属层电镀镍小结：（ 1）白色为镀上的镍，在铁碳双极材料中，镀上的镍较为均匀，成色也好