Layered Metal Composites: Newest Generation of Radiation-Protective Materials

The expediency of development of one of the newest highly effective radiation-protective materials—layered composites of “light metal/heavy metal” type is substantiated. The characteristics of the internal architecture of composites of Al/Pb type made by consecutive application of vacuum and normal atmospheric rolling are adduced. The differences between the radioisotope and accelerating techniques of experimental testing of radiation-protective properties of materials are described. The results of the testing of composites and the influence of their structure on radiation-protective properties of the investigated materials are characterized. It is shown that the radiation-protective efficiency of composites certain structures may be 30% - 40% higher than the aluminum. This gives the opportunity to reduce the weight of radiation-protective structure at preservation of effectiveness of protection at aluminum level, or to increase the effectiveness of protection at constant weight of this structure.

液固包覆法制备Al-Pb层状复合材料及其界面研究

利用键参数函数理论分析了第三组元Bi或Sn作为Al-Pb非混溶体系实现冶金结合一体化的可行性,并采用液-固包覆成型的方法制得了Al-Bi-Pb及Al-Sn-Pb层状复合材料,通过SEM、EDS等检测手段分析研究试样的显微组织,并讨论了界面的扩散现象。结果表明:第三组元Bi或Sn的引入将Al、Pb的混合焓ΔHmin降低到零以下,在扩散动力学作用驱使下使各元素间在界面处发生了迁移和互扩散,形成了成分调控区,表现为一条状的均质固溶体带,实现了Al与Pb之间的冶金结合。

Bi对Pb-Al层状复合电极材料制备与性能的影响

采用热物理温度场浸镀成Al-Bi双金属层状板材,并利用液固包覆技术制备Pb-Bi-Al层状复合电极材料,借助线性扫描伏安法(LSV)、SEM、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,第三组元过渡金属Bi的引入,实现了Pb与Al之间的冶金结合,所制得的Pb-Bi-Al层状复合电极材料与同体积的传统Pb合金电极相比,机械强度提高33.7%,质量减轻11.0%,电极极化电位降低21.8%,且在极化区具有趋近于0的致钝电流。因此,Al-Bi-Pb层状复合电极材料是一种质量轻、导电好、强度高、耐腐蚀的电极材料,有着重要的开发应用前景。

Al-Pb新型复合电极材料的制备及其性能研究

寻求一种好的电极材料一直是蓄电池工业和湿法冶金工业竞相发展的重要课题。实验以Bi作为Al、Pb之间的结合介质,制备出Al-Bi-Pb的复合电极材料。该Al-Bi-Pb复合电极材料与传统Pb合金电极材料相比,具有抗弯强度提高,极化电位降低,电阻小等特点。

Pb-Al层状复合电极材料制备与性能初探

以Pb-Al层状复合电极材料与传统Pb合金电极为研究对象,通过在Pb与Al合金之间引入过渡金属Sn,通过物理场热镀膜及热包覆的方法制备Pb-Sn-Al层状复合电极材料,与Pb合金电极对比研究了其物理性能及电化学行为;测试了电阻分布、质量、电极极化曲线、耐蚀性、槽电压等。结果表明:与传统Pb合金电极相比,其电阻减少24%,质量减轻37.6%,电极极化电位降低2.3%,腐蚀损耗降低90.8%,槽电压降低200mV。因此Pb-Sn-Al层状复合电极材料是一种密度小、导电好、耐腐蚀的电极材料,有着重要的开发应用前景。

一种Al-Pb-钢背轴瓦材料连铸复合新方法及其生产装置

提出了Al Pb 钢背轴瓦材料的连铸复合方法,设计研制了实现该方法的水平连铸复合装置。实验结果表明,采用该种方法及装置所获得的冷却速度、轴瓦材料的Pb相分布和粘结强度完全可以满足实际生产的要求。

增强型Al-Pb层状复合电极材料制备与性能研究

以Pb-Al层状复合电极材料与传统Pb合金电极为研究对象,通过在Al与Pb合金之间引入过渡金属Sn制备出Al-Sn-Pb层状复合电极材料,与Pb合金电极对比研究了物理性能及电化学行为.测试电阻分布、重量、电极极化曲线、耐蚀性、槽电压等分析表明:与传统Pb合金电极相比,其电阻减少24%,重量减轻37.6%,电极极化电位降低2.3%,腐蚀损耗降低90.8%,槽电压降低200mV。因此ASP层状复合电极材料是一种重量轻、导电好、耐腐蚀的电极材料,有着重要的开发应用前景。

电沉积Al/Pb-WC-ZrO_2系复合电极材料的研究

对电沉积Al/Pb-WC-ZrO2系复合电极材料的组成、表面微观形态及电化学性能进行了研究.结果表明:Al/Pb-WC-ZrO2系复合镀层的相结构为结晶态;加入CeO2能使镀层的晶粒变细,但不利于WC和ZrO2的沉积;Al/Pb-WC-ZrO2系复合电极材料的析氧活化性好.

铅酸电池负极板栅用Al/Pb复合材料的制备及性能

采用熔盐化学镀-金属浴工艺在金属Al表面镀制Pb镀层,并对复合材料的性能进行研究。利用扫描电镜和金相显微镜观察Al/Pb复合材料的表面形貌和结合界面的金相结构,利用万能材料试验机测试Pb镀层与基体的结合力,并对Pb镀层的完整性以及在5 mol/L H2SO4溶液中的耐腐蚀性和循环稳定性进行测试,结果表明:Pb镀层表面平整、光滑、无孔洞,镀层厚度均匀,且Al/Pb结合界面有明显的过渡层,形成了冶金结合;镀层与基体的结合强度均值达2.621 MPa,能够满足铅酸电池板栅的要求;采用熔盐化学镀-金属浴工艺制备的铅镀层的完整性、耐腐蚀性和稳定性满足铅酸电池负极板栅的要求,Al/Pb复合材料可以作为轻质板栅用于铅酸电池负极。

SiCp/Al复合材料电火花加工材料去除率及电极损耗研究

SiCp/Al复合材料因同时具有铝基体和碳化硅颗粒的综合特性,因此在具有低密度,高导热率的同时还具备了高硬度等优良特性,在各领域中备受青睐。然而具有高硬度的脆性SiCp/Al复合材料,使得传统的接触加工方式因切削温度过高,刀具磨损严重和加工精度不满足要求等问题而难以进行,电火花加工通过电极与工件间的连续放电来蚀除材料属于非接触加工,因此常被用来加工SiCp/Al复合材料。在自行搭建的电火花加工试验台上,以SiCp/Al复合材料为对象开展工艺试验,研究了不同加工参数下材料蚀除率和电极损耗对加工过程的影响,并从复合材料的蚀除特性方面分析了影响加工的原因。

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%。

Al/Pb-WC-ZrO_2复合电极材料的电化学性能研究

研究了电镀液中固体微粒质量浓度及工艺条件对Al/Pb-WC-ZrO2复合电极材料的表面化学组成及稳态析氧极化曲线的影响规律,对上述工艺条件进行了优化,优化后的工艺条件如下:WC:50 g/L,ZrO2:40g/L,温度:20℃,电流密度:1.5 A/dm2,电沉积时间:2 h.所获得Al/Pb-WC-ZrO2复合电极材料的析氧动力学参数为:a=771 mV,b=140 mV,i0=3.11×10-6A.cm-2,并且电极的析氧过电位为η=1 009 mV,复合镀层中WC和ZrO2质量分数分别为10.02%和3.55%.

Pb-Sn-Al复合电极的制备及其性能初步研究

通过在Pb与Al合金之间引入过渡金属Sn,采用热镀膜及热包覆的方法制备出了Pb-Sn-Al层状复合电极材料,对其电阻分布、质量、电极极化曲线、耐蚀性、槽电压等进行了测试分析,结果表明:与传统Pb合金电极相比,其电阻减少24%,质量减小37.6%,电极极化电位降低2.3%,腐蚀损耗降低23.2%,槽电压降低200mV.因此Pb-Sn-Al层状复合电极材料是一种质量小、导电好、耐腐蚀的电极材料,有着重要的开发应用前景.

复合电极材料在电解锌过程的应用研究

研究了新型复合电极材料(Ti-Al、Pb-Al)和Ti网电极材料在电解锌过程中的实际使用效果。通过与传统Pb-Ag合金电极在使用过程中槽电压、阴极产品上板量和质量、电流效率以及电能单耗等方面的比较,结果表明:采用复合电极材料作为基体,可不同程度的提高电极材料的使用性能,电极基体材料的改变能在一定程度上提升电解电流效率,降低能耗;新型复合电极材料对于改善阴极析出产品质量和降低杂质含量的效果明显;网状电极在使用过程中增强电解液的流动性增强,减少电极"气泡帘"的形成,提高了电极电流效率。因此,改变电极基体材料的组成结构不但改善了电极的性能,提高了产品质量,从而还可达到节能降耗的目的。

聚吡咯包覆的普鲁士蓝电极材料制备及其电化学性能

超级电容器作为一种新型的储能器件,其性能一直由电极材料所决定。采用简单的水热法制备了普鲁士蓝(PB)方块纳米材料,并通过原位氧化聚合法成功包覆聚吡咯(PPy),得到PB@PPy纳米复合材料。在1 mol/L的KOH电解液中对其进行电化学测试,表现出优秀的电化学性能:当电流密度为0.5 A·g^(-1)时,PB@PPy纳米复合材料的比电容为706 F·g^(-1),在5 A·g^(-1)^(-1)的电流密度下经过3000次的充放电循环测试后,比电容保持率为70.48%。所合成的PB@PPy纳米复合材料在超级电容器中有较大的应用潜力。

热压扩散焊接法制备Ti-Al复合电极材料及性能

采用热压扩散法制备Ti-Al复合电极材料,并通过SEM、四探针法、EDS、电化学工作站等测试手段对样品的结构与性能进行表征。结果表明:热压扩散焊接在压力6MPa、焊接温度550℃、氩气中保温时间≥90min的条件下,可以实现Ti和Al的冶金结合,而且扩散反应层产物的变化过程是:TiAl→TiAl2→TiAl3;复合材料的电化学性能较纯Ti的有所提高,制备工艺条件对电化学性能的影响与对电阻率的影响一致;在同等条件下,复合材料的极化电位较纯钛下降37～54mV,其电流密度至少可提高59.29%,电阻率仅为纯钛的1/10。