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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IlluminantThermocoupleWindowCokebedQuartzbarrierCarriageSampleElectricfurnace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测定实验方法未改性沥青两种测量方法不同加热速度下，未改性沥青对针状焦的润湿性能未改性沥青在不同温度下与针状焦的润湿情况添加油酸的改性沥青在不同温度下与针状焦的润湿情况添加1%油酸的改性沥青添加3%油酸的改性沥青添加5%油酸的改性沥青不同加热速度下，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℃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℃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℃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。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120~130℃（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；（2）在Ti-C的相图上呈现出一些小的凹坑，分析发现这些凹坑是在材料制备过程中留下的，并非电镀不均匀所导致的；（3）电镀4个小时的材料呈现出较好的成色与电镀效果，几乎没有凹坑。谢谢！欢迎各位老师提出宝贵建议