鎂電解雙極槽雙極材料

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1、鎂電解雙極槽雙極材料的制備答辯人：王榕艷學(xué)號(hào)：10072132指導(dǎo)老師：路貴民2010年6月10日研究制備雙極材料的意義課題來(lái)源：青海鹽湖鎂廠鎂電解槽工藝過(guò)程中電極材料的研發(fā)研究目的：開(kāi)發(fā)雙極材料降低能耗，節(jié)約成本保護(hù)環(huán)境現(xiàn)有雙極槽雙極材料：石墨與鋼以螺栓聯(lián)接，存在連接處易受氯氣腐蝕的現(xiàn)象欲開(kāi)發(fā)雙極槽雙極材料：石墨與金屬合金等直接熱壓成型制備雙極梯度材料原料：針狀焦，鈦粉，改質(zhì)瀝青制備工藝：配比混捏熱壓成型高溫?zé)Y(jié)高溫石墨化冷卻制備雙極梯度材料熱燒結(jié)，產(chǎn)生應(yīng)力，熱膨脹系數(shù)不同，彎曲變形聯(lián)想到：公路橋梁上減小應(yīng)力方法為劃分成若干部分，增加

2、空隙，也就是微觀分散法再來(lái)比較：Why？制備雙極梯度材料——瀝青與針狀焦的潤(rùn)濕性能測(cè)定圖1測(cè)量設(shè)備制備雙極梯度材料——瀝青與針狀焦的潤(rùn)濕性能測(cè)定測(cè)定實(shí)驗(yàn)方法未改性瀝青兩種測(cè)量方法不同加熱速度下，未改性瀝青對(duì)針狀焦的潤(rùn)濕性能未改性瀝青在不同溫度下與針狀焦的潤(rùn)濕情況添加油酸的改性瀝青在不同溫度下與針狀焦的潤(rùn)濕情況添加1%油酸的改性瀝青添加3%油酸的改性瀝青添加5%油酸的改性瀝青不同加熱速度下，未改性瀝青對(duì)針狀焦?jié)櫇裥阅艿臏y(cè)定圖2未改性的瀝青在以0.5℃/min的速度加熱情況下的形貌變化84℃95℃100℃110℃115℃124℃130℃14

3、0℃150℃160℃170℃180℃205℃220℃不同加熱速度下，未改性瀝青對(duì)針狀焦?jié)櫇裥阅艿臏y(cè)定圖3未改性的瀝青在以1℃/min的速度加熱情況下的形貌變化80℃95℃100℃115℃130℃150℃160℃162℃166℃168℃170℃180℃190℃200℃220℃不同加熱速度下，未改性瀝青對(duì)針狀焦的潤(rùn)濕性能測(cè)定圖4未改性的瀝青在以2℃/min的速度加熱情況下的形貌變化90℃110℃130℃134℃162℃164℃166℃170℃174℃176℃185℃200℃205℃215℃不同加熱速度下，未改性瀝青對(duì)針狀焦?jié)櫇裥阅艿臏y(cè)定小結(jié)

4、：（1）瀝青在100℃左右軟化，加熱速率影響軟化程度比較100℃、110℃、115℃（2）瀝青在160℃~165℃與針狀焦開(kāi)始潤(rùn)濕圖3、4中160~165℃下，針狀焦翻滾粘附到瀝青上，潤(rùn)濕開(kāi)始，接觸角小于90°（3）瀝青與針狀焦顯著潤(rùn)濕鋪展的溫度在200℃~220℃間。比較205、215、200℃（4）加熱速率對(duì)瀝青與針狀焦的潤(rùn)濕溫度沒(méi)有實(shí)質(zhì)性影響，對(duì)瀝青軟化與高溫下鋪展有影響。軟化正影響，鋪展負(fù)影響，原因分別為受熱均勻和生成較多氧化物。不同溫度下，瀝青對(duì)針狀焦?jié)櫇裥阅軠y(cè)定方法：拍攝不同溫度下潤(rùn)濕20min后的照片，利用autoCAD測(cè)

5、量高度，采用量高法測(cè)接觸角并修正公式（修正高度）：H為瀝青修正高度；h為瀝青實(shí)際高度；L為軟件autoCAD中所測(cè)量出的焦床模具高度；l為焦床模具實(shí)際高度不同溫度下，瀝青對(duì)針狀焦?jié)櫇裥阅軠y(cè)定圖5未改性瀝青柱隨溫度變化的高度變化圖不同溫度下，瀝青對(duì)針狀焦?jié)櫇裥阅軠y(cè)定圖6含1%油酸的改性瀝青柱隨溫度變化的高度變化圖不同溫度下，瀝青對(duì)針狀焦?jié)櫇裥阅軠y(cè)定圖7含3%油酸的改性瀝青柱隨溫度變化的高度變化圖不同溫度下，瀝青對(duì)針狀焦?jié)櫇裥阅軠y(cè)定圖8含5%油酸的改性瀝青柱隨溫度變化的高度變化圖不同溫度下，瀝青對(duì)針狀焦?jié)櫇裥阅軠y(cè)定小結(jié)：（1）添加了油酸的改

6、性瀝青對(duì)針狀焦?jié)櫇裥阅茱@著改善，比較圖發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)潤(rùn)濕現(xiàn)象的溫度下降了，具體比較出現(xiàn)趨于水平的兩個(gè)階段。（2）添加1%油酸的瀝青和3%油酸的瀝青溫度降低到140℃左右，而添加5%油酸的瀝青溫度降低到120~130℃（3）添加油酸對(duì)瀝青與針狀焦顯著鋪展溫度沒(méi)有影響。不同改性瀝青在相同溫度下潤(rùn)濕情況比較圖9-120℃未改性和改性過(guò)的瀝青與針狀焦的接觸面形貌變化如圖可知：添加3%、5%油酸的瀝青在120℃已經(jīng)潤(rùn)濕針狀焦。圖10-140℃未改性和改性過(guò)的瀝青與針狀焦的接觸面形貌變化如圖可知：添加3%、5%油酸的瀝青潤(rùn)濕情況很好。不同改性瀝青在相同溫

7、度下潤(rùn)濕情況比較圖11-160℃未改性和改性過(guò)的瀝青與針狀焦的接觸面形貌變化如圖可知：添加1%油酸的瀝青部分未潤(rùn)濕，因?yàn)榻佑|角明顯大于90°圖12-190℃未改性和改性過(guò)的瀝青與針狀焦的接觸面形貌變化如圖可知：對(duì)于針狀焦完全吸收瀝青的溫度，瀝青添加油酸與否都沒(méi)有太大的影響。不同改性瀝青在相同溫度下潤(rùn)濕情況比較小結(jié)：（1）添加了1%油酸根本就不起作用；（2）添加了3%、5%油酸的瀝青顯著地降低了瀝青的表面張力與黏度，起到了表面活化的作用，降低了瀝青與針狀焦混捏的溫度。制備雙極梯度材料——在雙極金屬層電鍍鎳電鍍目的：雙極材料在使用過(guò)程中碳化

8、物的存在影響鎂珠聚集，故涂覆鎳防止碳化物暴露并析出石墨相。電鍍液采用瓦特鍍液。采用不同的電鍍時(shí)間，比較電鍍時(shí)間不同情況下材料形貌變化。制備雙極梯度材料——在雙極金屬層電鍍鎳Fe-C電鍍Ni的金相圖Ti-C電