镁电解双极槽双极材料

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1、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

2、 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IlluminantTherm

3、ocoupleWindowCoke bed Quartz barrierCarriageSampleElectric furnace 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

4、 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8 4 9 5 1 0 0 1 1 0 1 1 5 1 2 4 1 3 0 1 4 0 1 5 0 1 6 0 1 7 0 1 8 0 2 0 5 2 2 0 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

5、 况 下 的 形 貌 变 化8 0 9 5 1 0 0 1 1 5 1 3 0 1 5 0 1 6 0 1 6 2 1 6 6 1 6 8 1 7 0 1 8 0 1 9 0 2 0 0 2 2 0 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9 0 1 1 0 1 3 0 1 3 4 1 6 2 1 6 4 1 6 6 1 7 0 1 7 4 1 7 6 1 8 5 2 0 0 2 0 5 2 1 5 不 同 加 热 速 度 下 ， 未 改

6、 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

7、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 2 0 min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

8、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

9、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 1 4 0 左 右 ， 而 添 加 5 %油 酸 的 沥 青 温 度 降低 到 1 2

10、 0 1 3 0 （ 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 1 0 -1 4 0 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

11、同 改 性 沥 青 在 相 同 温 度 下 润 湿 情 况 比 较图 1 1 -1 6 0 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 9 0 图 1 2 -1 9 0 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

12、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

13、 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 1 Hour金 相 图 Ti-C电 镀 2 Hour金 相 图 Ti-C电 镀 4 Hour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