热压扩散焊接法制备钛-钢复合材料及性能研究

利用热压扩散焊接法法制备钛-钢复合材料。采用用扫描电镜、EDS分析、拉剪试验和三点弯曲试验等方法,研究了扩散焊接温度对钛-钢复合界面附近形貌、成分、界面剪切强度和弯曲性能的影响。结果表明:热压扩散焊接法在压力3 MPa,真空度≥10-3Pa,保温时间1 h,焊接温度≥820℃的条件下,有Ti、Fe原子相互扩散,可实现冶金结合;在焊接温度≥740℃条件下,钛钢界面的拉伸剪切强度都大于基体强度;在740~840℃的焊接温度下,抗弯曲性能随温度升高而先增大后减小,800℃的抗弯曲性能最强,达到29.71MPa。     

Ti-Al-Ti层状复合电极材料制备与性能

采用熔融金属浸镀得到Ti-Al层状板材,并利用浇铸复合的方法制备了Ti-Al-Ti层状复合材料,通过四探针法、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、抗弯曲性能试验等测试手段对样品的结构与性能进行表征.结果表明,Ti表面浸镀Al层,实现了Ti与Al之间的冶金结合;所制得的T/Al层状板材与纯Ti相比,电阻降低50%～80%;采用浇铸法得到Ti-Al-Ti层状复合材料的力学性能满足机械加工需求.因此,Ti-Al-Ti层状复合材料替代纯Ti作为涂层钛阳极(DSA)的基体金属,在保持纯Ti阳极优点基础上,显著降低电阻,从而改善DSA的电化学催化性能.     

Al/Sn二元扩散偶相界面扩散溶解层的形成机理

采用层片式扩散偶制备技术制备Al/Sn扩散偶,在不同热压温度条件下进行热处理,利用金相显微镜、扫描电镜、能谱仪、XRD衍射仪等研究Al/Sn扩散偶扩散溶解层的形貌特征与形成机理。结果表明:在0.5 MPa和230℃烧结条件下,Sn元素优先沿Al晶界扩散,然后沿其表面扩散;随着扩散时间的延长,Al与Sn元素间扩散和溶解程度增大,界面区无新物相生成,最终形成由Al和Sn的离异合金组织组成的界面过渡层且呈锯齿状形态分布;Al/Sn界面冶金结合是Al和Sn固相扩散、溶解与结晶共同作用的结果。     

不同媒介金属层的铅/钢层状复合材料的性能

选取Ⅰ(50%Pb-50%Sn)、Ⅱ(35%Pb-60%Sn-5%Zn)两种合金焊料,采用热浸镀的方法在钢表面覆镀媒介金属,用过渡液相扩散焊接技术将镀膜钢板与铅板进行焊合,制备铅/钢层状复合材料。借助SEM,XRD等手段对样品的界面形貌及生成相进行了测试,使用电化学工作站、四探针法等手段分别对试样的物理及化学性能进行了测试。结果表明:铅/钢层状复合材料的界面结合良好。与传统铅阳极样品比较,优化工艺参数制得的铅/钢层状复合阳极样品的电极电位分别负移120 mV和180 mV,催化活性明显提高。两种铅/钢层状复合材料电阻率下降了28%—40%。     

层状复合基体材料电极的性能研究

利用Ti-Al、Ti-Cu层状复合材料替代传统钛电极单一钛基体,对比研究其涂层电极与传统钛涂层电极的电化学性能差异,进行电极基体材料的导电性测试、涂层表面的微观形貌观察和线性伏安曲线(LSV)、循环伏安曲线(CV)等电化学分析.结果表明:采用钛-铝、钛-铜复合材料对基体材料进行改进,提高了电极的导电性,并有效地提高了极板的电化学性.     

Ti基氧化物涂层电极的制备工艺与性能

采用热分解法制备Ti基(Ru,Ti)氧化物涂层,通过金相显微镜、XRD、电化学工作站等测试手段对样品的性能和结构进行表征,结果表明:Ti基电极所对应的最佳热分解温度为430℃,在此温度下Ti基电极表面涂层裂纹板块最小,比表面积最大,其电催化析氯性能最好;Ti基电极氧化物涂层主要为金红石型物相结构.在430℃下热分解,可以提高Ti基电极表面涂层的活性,起到降低析氯电位和节能降耗的目的.     

扩散焊接法制备Pb-Al复合电极材料的性能

采用扩散焊接法制备出了Pb-Sn-Al复合电极材料。借助线形扫描伏安法(LSV)、SEM测试手段研究了不同工艺参数对Pb-Al复合材料界面及电化学性能的影响。结果表明,在230℃、2 h或1 h下扩散焊接条件下,得到了界面冶金式结合的Pb-Al复合材料;与液固包覆法制备的电极材料相比,界面结合明显改善;与传统Pb电极相比,槽电压降低40 mV,极化电位降低4%。     

热压法制备气体扩散阳极

研究了气体扩散阳极节能原理,自制了一套模具和热压装置设备,以活性炭、炭黑、PVDF、PTFE、造孔剂和催化剂为原料,采用热压成型法制备得到了多孔气体扩散阳极的各组成部分:多孔碳电极、扩散层、催化层和特殊膜,并完成了多孔气体扩散阳极的组装.得出制备各组成部分的工艺流程.     

轧制温度对Pb/Al复合电极材料电化学性能的影响

采用浇铸法制备出Pb/Al复合电极材料,分别在室温和250 ℃下进行轧制。利用扫描电子显微镜、电化学工作站、四电子探针等,对Pb/Al复合电极材料的界面、电化学性能及导电性能进行分析。结果表明：浇铸轧制Pb/Al复合电极材料得到了界面冶金式结合,与浇铸Pb/Al复合电极材料相比,界面结合明显改善;浇铸常温轧制Pb/Al复合电极材料有着较优的电化学性能和导电性能,与浇铸250℃轧制Pb/Al复合电极材料、浇铸Pb/Al复合电极材料、传统Pb-Ag合金电极相比,极化电位分别降低2.4%、4.7%、9.8%,导电性能分别提高2.7%、6.8%、13.9%。     

TiN基体氧化物涂层电极材料的制备工艺和性能

利用热分解法制备TiN基体的(Ru,Ti)氧化物涂层,通过OM、XRD、电化学工作站等测试手段对样品的性能和结构进行测试。结果表明涂层具有非连续状裂纹结构,热分解温度对涂层的表面形貌和电催化活性影响很大。在热分解温度为450 ℃,所制备的TiN基体电极电催化析氯性能优于传统钛基体电极。选用TiN基体电极,可以避免基体和涂层间生成TiO₂电阻膜,延长电极的使用寿命,同时由于其内阻小,可以起到降低析氯电位,提高电极的催化活性和节能降耗作用。