熔盐电镀制取铝电解用TiB2惰性阴极

采用熔盐电解法在碳阴极上电镀TiB2铝电解用惰性阴极材料,电解温度800℃,电解质组成(质量分数,%)为KCl4.8,KF55.7,K2TiF615.3,KBF424.2,电流密度为0 3A/cm2,电解3h·对制得的镀层做XRD和EMP电子探针形貌分析,实验结果表明,镀层成分为单一的TiB2,无杂相·镀层厚度可达0.2mm,表面平整,分布均匀,与碳基体结合良好,且有金属光泽·说明该电解条件下,Ti和B能够在阴极上共沉积并生成TiB2·     

低温电解质[K3AlF6Na3AlF6]-AlF3-A12O3熔体中TiB2-C复合阴极的耐腐蚀性能

采用模压-焙烧技术制备沥青、呋喃、酚醛和环氧基TiB2-C复合阴极,研究其在[K3AlF6/Na3AlF6]-A1F3-Al2O3 熔体中的低温电解腐蚀行为.研究结果表明:TiB2-C复合阴极均有着良好的铝液润湿性;沥青基TiB2-C复合阴极耐腐蚀性能较差,其腐蚀率和碱金属(K和Na)渗透速率分别为8.09 mm/a和10.6 mm/h:相比之下,酚醛基TiB2-C 复合阴极的耐腐蚀性能最好,其腐蚀率和碱金属的渗透速率分别为3.05 mm/a和4.72 mm/h,分别比沥青基TiB2-C 复合阴极下降62.3%和55.5%;树脂基TiB2-C复合阴极的抗碱金属渗透能力较好,其中又以酚醛基TiB2-C复合阴极的抗碱金属渗透能力最强;树脂黏结剂的使用可以在一定程度上改善TiB2-C复合阴极的耐腐蚀性能.     

LSM法制备TiB2/Al复合材料的反应模式和微结构

热力学分析表明,铝熔体中TiB2比TiAl3和AlB2更稳定·TiAl3和AlB2可以继续反应生成TiB2·试验结果表明,混合盐中Ti和B按一定比例时,在铝合金熔体中K2TiF6和KBF4通过反应得到的TiB2/Al复合材料组织中未发现除TiB2以外的其他反应产物,TiB2为接近等轴的多面体·用TEM观察金属薄膜中TiB2形貌能有效避免盐膜包覆对SEM观察效果的影响·     

常温固化TiB2涂层阴极抗钠渗透性

采用自行研制的改进型Rapoport钠膨胀测定仪,分别测定半石墨质阴极和不同TiB2含量的常温固化涂层阴极材料的钠膨胀率.当试样电解后,用扫描电镜观察试样径向剖面形貌,用X射线能谱仪检测试样径向剖面的元素分布.研究结果表明:TiB2涂层阴极的钠膨胀率小于半石墨质阴极的钠膨胀率;随着涂层中TiB2含量的增加,涂层阴极的钠膨胀逐渐减缓,最终钠膨胀率逐渐减小;TiB2含量为60%的涂层阴极的最终钠膨胀率最小,约为半石墨质阴极的最终纳膨胀率的60%;在电解初期,渗透进入TiB2涂层阴极的钠主要集中在涂层中,TiB2涂层本身也是钠渗透进入碳素阴极的阻挡层;常温固化TiB2阴极涂层能提高基体碳素阴极材料抗钠渗透性,减小钠膨胀危害,降低阴极破损率.     

添加剂对铝电解炭基阴极钠渗透膨胀过程的影响

为了提高现用铝电解炭基阴极的抗钠侵蚀性能,在实验室条件下研究了添加剂对铝电解炭基阴极钠渗透膨胀的影响.结果表明:添加B2O3能减缓钠的初期渗透和膨胀速率,但同时会增加阴极的终期膨胀量;而添加TiB2既能减少金属钠的渗透量,又能降低炭基阴极的钠膨胀率;当同时加入TiB2和B2O3时,能够进一步提高炭基阴极的抗钠渗透膨胀性能.     

电沉积Fe-P合金镀层催化碳纤维石墨化研究

研究了电沉积Fe-P合金镀层对碳纤维的催化石墨化效果以及镀层组成对催化石墨化温度的影响.采用X-射线衍射、拉曼光谱及扫描电子显微镜等方法表征了空白样碳纤维与含Fe-P合金镀层碳纤维经不同温度热处理后的结构变化.研究结果表明,Fe-P合金对碳纤维的石墨化具有显著的催化效果.含Fe-P合金催化剂(P质量分数为7%)的聚丙烯腈基碳纤维经1 000℃热处理后,其石墨化度可达到71%,而不含Fe-P合金的空白样碳纤维经2 800℃热处理后石墨化度仅为30.1%,Fe-P合金催化剂大幅度降低了碳纤维的石墨化温度.同时,碳纤维的石墨化度随着Fe-P合金催化剂中P质量分数的增加而增大;随着Fe-P合金电沉积时间的延长而增大,直到镀层厚度达到一定值.本文还就Fe-P合金对碳纤维的催化石墨化机理进行了讨论,结果表明Fe-P合金对碳纤维的催化石墨化遵循溶解-析出机理.     

TiB2复合阴极涂层的高温电阻率

采用自行研制的高温电阻测试仪,分别测定电极石墨和不同TA含量形稳粒子增强剂的TiB2复合涂层的电阻率.研究结果表明:在960℃时,不添加TA的TiB2复合涂层的电阻率为30.3 μΩ·m,比国家标准对铝电解用半石墨阴极碳块的电阻率的要求值低,可以用于实际生产;添加TA会使TiB2复合阴极涂层的高温电阻率增大,TA最大添加量不能超过6%.     

环保型低浓度硫酸盐三价铬电沉积厚铬的研究

通过大量试验研制了一种甲酸盐-羧酸盐作配位剂的低浓度(Cr3+含量仅为15.5g/L)硫酸盐三价铬电沉积厚铬工艺.优化后的工艺光亮电流密度范围在3.5～25A/dm2以上、铬的最高沉积速率达0.26μm/min、覆盖能力60.5%.该镀液稳定性好,且在较长时间内能保持较高的沉积速率,沉积2h镀层厚度达23.6μm.镀层表面瘤状凸起密布、无裂纹、呈非晶态、与基体结合力好、孔隙率为零、耐蚀性良好.     

Fe-Ni-P合金镀层内应力研究

在分析电沉积过程中镀层内应力状态变化的基础上,采用螺旋收缩法,对Fe-Ni-P合金镀层的内应力进行了测试,结果表明在电沉积过程中,平均内应力随着镀层厚度的增加而下降;当产生的拉应力较大时,内应力有在镀层中和基体中相互传递的趋势并在镀层中伴有微裂纹产生,这使得镀层中的部分内应力得以释放.图5,参7.     

300kA铝电解槽阴极破损机理研究

研究了300 kA大型铝电解预焙槽的阴极破损机理,电解槽停止运行后通过干法剖炉,现场取样分析与观测,研究阴极炭块破损现象,阴极炭块发生断裂、漏眼,表面存在腐蚀坑.由钠渗透、阴极生成碳化铝、电毛细现象、铝和电解质等向阴极炭块缝隙渗透是造成阴极膨胀开裂的原因.分析了影响槽寿命的因素,认为提高阴极质量,加强电解槽启动初期管理,并通过采用石墨化阴极等新材料新技术,不但可降低炉底压降,形成完好的炉帮,而且有效地提高槽寿命.     

以氧化镁为原料生产铝镁合金的研究

以氧化镁为原料,以熔盐电解法制备了Al-Mg合金.实验过程中Al液为阴极,石墨为阳极,产生出CO2和CO,而不是传统镁电解生产中放出的大量有毒有害物质.研究表明,随着电解时间的延长,Mg在Al中的含量可以逐渐增大,可以达到1%~5%(质量分数),添加KCl可以使MgO在电解质中的溶解度提高30%以上.CaF2可以降低电解质的初晶温度,但同时又增加了电解质的黏度.电流效率在前45 min之内最高可达74.5%,然后随着电解时间的延长下降,甚至在2 h降到40%.     

热压烧结C-SiC-B_4C复合材料组织与性能(Ⅰ)

以Cfg,SiC,B4C,TiO2为原料,热压工艺为1750~1 900℃×30 min,25 MPa,制备了C-SiC-B4C复合材料,并研究了材料的组织与性能.结果表明随热压温度升高,复合材料的体积密度、抗折强度、断裂韧性均升高;相同热压温度下随Cfg含量增加,其抗折强度降低、断裂韧性升高.在1 900℃热压,原料质量配比(质量分数,%)为Cfg20,SiC 61.7,B4C 12.3和TiO26时,复合材料的综合力学性能最佳,抗折强度为142.5MPa,断裂韧性为4.8 MPa.m21.复合材料的主晶相为层状结构的Cfg,在Cfg层间为SiC,B4C和原位生成的TiB2颗粒.复合材料的增...     

用钛钌阳极从氯化锰溶液电解二氧化锰的研究

为了研究在氯盐溶液中用钛钌阳极电解二氧化锰的新技术,运用恒流水溶液电解方法考察了电解温度、电流密度和电解液组成对二氧化锰电流效率、槽电压及产品质量的影响.试验结果表明,在电解温度75℃、电流密度100 A/m2、锰离子质量浓度50 g/L、盐酸质量浓度10 g/L的条件下,二氧化锰的电流效率达96%,槽电压为2.0 V,产品中二氧化锰的含量为92.32%,电解二氧化锰晶型为γ型.通过在氯盐溶液中用钛钌阳极电解二氧化锰,不仅产品质量能达到电池用电解二氧化锰标准,而且电解温度低(75℃),优于硫酸盐溶液体系(95℃).     

激光熔覆原位自生Ti(C;N)陶瓷涂层的热力学理论及工艺

利用500 W脉冲YAG激光作为辐射源,纯氮气作为氮化元素,粒度为20μm的钛粉和石墨粉为预涂粉末,采用激光熔覆原位自生的方法,在Ti-6Al-4V表面制备出优良的Ti(C,N)陶瓷涂层.通过热力学分析,并结合XRD分析方法,研究了原位自生Ti(C,N)的反应机理以及工艺参数(包括脉冲频率、脉冲宽度、扫描速度等)对原位自生Ti(C,N)陶瓷涂层的影响.热力学分析结果表明,在激光辐射条件下,可原位生成以Ti(C,N)为主的陶瓷涂层.XRD分析表明,合适的工艺组合为:氮气压强为0.4 MPa,离焦量为15 mm,扫描速度在2.0～4.0 mm/s之间,脉冲频率为15 Hz,脉宽在3.0 ms左右....     

大型铁酸镍基金属陶瓷惰性电极电解腐蚀研究

采用热压法制备了D150mm×20mm的铁酸镍基金属陶瓷惰性阳极,进行100A规模电解试验·在900℃下,通以100A电流,进行了24h的电解实验,在整个过程中槽电压比较稳定,表现出良好的导电性能·对电解后阳极试样进行电子显微分析,发现电解质对阳极的腐蚀主要有两个过程:首先是AlxOyF(2y+z-3x)-z离子在阳极放电,生成的氧与阳极中的金属发生氧化反应,产生的金属氧化物溶解在电解质熔盐中;其次阳极反应生成的AlF3沉积在阳极中的空隙中·研究认为阳极腐蚀层的热膨胀系数与阳极基体不同,而引起在阳极冷却过程中表面起层、剥离的现象·初步折算的阳极腐蚀速率为18mm/a·     

锂离子电池正极材料锂钒氧的固相合成

以Li2CO3和V2O5为原料,进行了固相法制备锂离子电池正极材料Li1+xV3O8的实验研究.通过TG-DTA,XRD及交流阻抗等测试方法考察了合成条件对Li1+xV3O8样品结构、电导率及电化学性能的影响.XRD结果表明:随着焙烧温度的提高,产物的(100)衍射峰相对强度增强,这使Li+在LiV3O8中嵌入脱出的路径较长.交流阻抗测试表明:随着烧结温度的提高,电导率增大,而随着烧结时间的延长,电导率出现先增大而后又减小的趋势.电化学测试结果表明,580℃焙烧20 h合成的产物具有优良的电化学性能,放电比容量最高达到254.0 mAh.g-1,10次循环后仍保持在245.6 mAh.g-1,...     

Cu-Ni-Al惰性金属阳极铝电解应用测试

采用Cu Ni Al合金作金属阳极 ,在温度 75 0～ 85 0℃ ,电流密度 0 75～ 1 1 0A/cm2 的不同分子比和氧化铝质量分数的Na3 AlF6 NaCl CaF2 Al2 O3 熔盐中进行电解测试·结果表明 ,在不同电解操作条件下该阳极材料的腐蚀程度不一样 ,阳极在熔盐中的腐蚀速率远大于在空气中的氧化腐蚀速率 ,而且阳极电解的腐蚀速率与电解质中的氧化铝质量分数相关 ,氧化铝质量分数大 ,则阳极腐蚀速率小·另外 ,与碳阳极相似的是在高电流密度下腐蚀速率反而小·该材料是一种可开发的惰性阳极材料     

“两步”法镁合金化学镀镍的研究

以硫酸镍为主盐,研究了镁合金"两步"化学镀镍工艺·利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)和X射线衍射仪检测镁合金"两步"化学镀膜的表面形貌、成分及相结构,利用增重法研究了化学镀速度,并通过锉刀试验评价镀层与基体的结合力·结果表明,在直接化学镀4min后可以实现以硫酸镍为主盐的第二步化学镀镍;"两步"化学镀层为高磷非晶态,表面光亮,耐蚀性良好;且镀层与基体结合力好·"两步"化学镀不仅其镀速快于单一直接化学镀,而且可以优化镁合金化学镀速度与相结构的结合,有效地调整镀层磷含量分布;以硫酸镍为主盐"两步"化学镀能降低镁合金化学镀成本,提高其实用性·     

新型铜基自润滑材料的制备

实验设计以Cu-Ni-Sn-Pb雾化合金粉末为基体,添加钨、纳米Al2O3强化相,以二硫化钼和1.5%,2.0%,2.5%,3%,4%不同质量分数石墨作为固体润滑相组成新的复合材料体系,利用粉末冶金技术制备一种新型铜基自润滑材料.应用数码显微镜、X射线衍射和显微硬度仪等分析技术,对实验样品的制备工艺、组织结构和性能进行了研究.结果表明:优化的烧结工艺为温度880~900℃,烧结时间3 h;随着石墨增加使得样品的硬度和强度降低;2%石墨铜基自润滑材料的密度为6.41 g/cm3,硬度为38 HV,可以初步满足低速运转条件下机械自润滑零件的应用.