镁电解双极槽双极材料

镁电解双极槽双极材料第1页，共23页，2023年，2月20日，星期四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第2页，共23页，2023年，2月20日，星期四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第3页，共23页，2023年，2月20日，星期四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？第4页，共23页，2023年，2月20日，星期四制备双极梯度材料

——沥青与针状焦的润湿性能测定图1测量设备第5页，共23页，2023年，2月20日，星期四制备双极梯度材料

——沥青与针状焦的润湿性能测定第6页，共23页，2023年，2月20日，星期四不同加热速度下，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℃130℃140℃150℃160℃170℃180℃205℃220℃第7页，共23页，2023年，2月20日，星期四不同加热速度下，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℃130℃150℃160℃162℃166℃168℃170℃180℃190℃200℃220℃第8页，共23页，2023年，2月20日，星期四不同加热速度下，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℃164℃166℃170℃174℃176℃185℃200℃205℃215℃第9页，共23页，2023年，2月20日，星期四不同加热速度下，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160~165℃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。

第10页，共23页，2023年，2月20日，星期四不同温度下，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

第11页，共23页，2023年，2月20日，星期四不同温度下，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第12页，共23页，2023年，2月20日，星期四不同温度下，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第13页，共23页，2023年，2月20日，星期四不同温度下，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第14页，共23页，2023年，2月20日，星期四不同温度下，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第15页，共23页，2023年，2月20日，星期四不同温度下，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120~130℃（3）添加油酸对沥青与针状焦显著铺展温度没有影响。第16页，共23页，2023年，2月20日，星期四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。第17页，共23页，2023年，2月20日，星期四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。第18页，共23页，2023年，2月20日，星期四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。第19页，共23页，2023年，2月20日，星期四制备双极梯度材料——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。第20页，共23页，2023年，2月20日，星期四制备双极梯度材料——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金相图第21页，共23页，2023年，2月20日，星期四制备双极梯度材料——在双极金属层电镀镍小结：（1