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%。

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.

Fe(Ⅲ)和Al(Ⅲ)复合掺杂非晶态Ni(OH)2的电极材料及性能

采用快速冷冻沉淀法首次成功制备出Fe(Ⅲ)和Al(Ⅲ)复合掺杂非晶态Ni(OH)2粉体材料。通过XRD、SAED、SEM、IR、Raman光谱及DSC-TG等对样品粉体的结构形态进行表征和分析,同时将样品合成电极材料并组装成MH/Ni模拟电池进行电化学性能测试,结果表明,样品材料内部结构缺陷多、无序性强、材料微粒大小比较均匀,并具有较好的分散性,结合水含量较多。将复合掺杂Fe(Ⅲ)5%和Al(Ⅲ)8%的样品材料制备镍正极并组装成MH/Ni模拟电池,在以80 mA·g-1恒流充电5.5 h,40 mA·g-1恒流放电,终止电压1.0 V的充放电制度下,进行充放电性能、比容量及其循环性能等电化学性能的测试,放电平台平稳,工作电压高达1.30 V,放电比容量达到357.6 mAh·g-1,且在电极过程中材料的稳定性增强、电化学阻抗较小,循环可逆性较好。

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。

封焊电极用Al_2O_3Cu复合材料的组织和性能

采用内氧化法制备了Cu-0.5Al2O3复合材料,并将该复合材料冲压成封焊电极进行晶振封焊试验。对Al2O3/Cu复合材料的组织性能和封焊电极的失效形式进行了分析,结果表明:Al2O3/Cu复合材料具有高导电率、高硬度和优异的高温性能;封焊电极的平均寿命为25000次,其失效形式主要是热疲劳和再结晶。

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。

新型节能Pb(1%Ag)/Al层状复合阳极电化学分析和电位分布模拟

为探索Pb(1%Ag)/Al层状复合阳极的电化学性能,采用线性扫描伏安(LSV)法、阳极表面电势分布测试方法和扫描电镜(SEM)分析了Pb(1%Ag)/Al层状复合阳极和常规Pb-1%Ag合金阳极的极化曲线、电势分布曲线和阳极表面腐蚀形貌。结果表明,Pb(1%Ag)/Al层状复合电极的钝化电位比常规Pb-1%Ag合金电极低31.1%,且电位分布比常规Pb-1%Ag合金电极均匀,腐蚀形貌比常规Pb-1%Ag合金电极致密。因此,Pb(1%Ag)/Al层状复合电极较常规Pb-1%Ag合金电极具有较低的电极电位、均匀的电势分布和较好的耐腐蚀性能。同时,采用ANSYS模拟平行板电容器电场分布的方法来模拟电势分布,并结合电势分布曲线,分析电势分布趋势以验证电势分布测试方法的准确性。结果表明,模拟数据与实验数据相吻合,进一步印证了Pb(1%Ag)/Al层状复合阳极具有较高的导电性能和电化学性能。

内氧化法制备Al_2O_3/Cu点焊电极的装机试验

采用内氧化法制备了0.6Al2O3/Cu复合材料,以该复合材料棒材为原料制备了点焊电极,并进行了装机试验和微观组织结构分析。研究结果表明:采用内氧化法制备的0.6Al2O3/Cu复合材料在铜基体中弥散分布着纳米级细小Al2O3颗粒。由于Al2O3颗粒硬度高,热稳定性和化学稳定性好,使该复合材料制备的点焊电极抗塑性变形能力强、抗坑蚀能力优良、再结晶温度高,并具有优越的抗粘接能力,使用寿命是铬锆铜电极的3倍多。

AI_2O_3/Cu复合材料制备工艺的优化

新型颗粒增强铜基复合电极材料Al2O3/Cu能较好地解决电阻点焊镀锌钢板时普通电极材料做电极寿命较短的问题。为了获得优化的Al2O3/Cu复合电极材料制备工艺,采用粉末冶金法制备Al2O3/Cu复合电极材料,通过改变制备过程中的工艺参数,以密度、显微维氏硬度、电导率、显微组织为检测内容,探讨压制力和烧结温度对Al2O3/Cu复合电极材料物理机械性能和显微组织的影响。结果表明,综合性能最优时的Al2O3/Cu复合电极材料制备工艺为:Cu-Al2O3混合粉末制坯压制力100 kN,烧结温度940℃。

百千安冲击电弧作用下纳米Al2O3掺杂对钨铜电极耐烧蚀性能的影响

电极材料的耐烧蚀性能是影响间隙类开关性能和使用寿命的关键因素之一。为探究掺杂纳米级非金属颗粒的电极材料在强冲击电流的工程应用场合下是否拥有更强的耐烧蚀性能,搭建冲击大电流放电实验平台,选择钨铜合金和掺杂了纳米级Al2O3颗粒的钨铜复合材料为研究对象,在峰值电流超过100kA、峰值功率0.54GW的强冲击电流下开展电极烧蚀实验研究。通过对比烧蚀前后电极的质量变化、烧蚀点微观形貌和表面粗糙度,发现纳米级Al2O3的添加使得钨铜合金在强冲击放电下拥有更强的耐烧蚀性能。结合电极烧蚀机理和电弧运动规律,分析得到了钨铜复合材料的耐烧蚀性能优于钨铜合金的原因:Al2O3的添加减小了钨铜合金以固相和液相形式溅射的质量,并且使阴极电弧的分布更加分散,从而降低了质量损失和表面粗糙度。

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。

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%.

Ti/Al复合电极基体材料的界面扩散层

用固-固热压扩散焊接复合法制备Ti/Al复合电极,通过SEM、EDS、四探针法及电化学测试等技术对样品的结构与性能进行表征,与传统Ti电极对比研究了Ti/Al复合电极的性能。结果表明:焊接温度为540℃、保温时间为90 min制备的Ti/Al复合界面为结构稳定、导电性能优异的TiAl3单一物相层。此时复合电极的界面电阻最低,电化学性能最佳。通过第一性原理计算出4种Ti/Al金属间化合物的生成焓大小的排序为Ti3Al<TiAl<TiAl2<TiAl3,结合能的排序为Ti3Al<TiAl<TiAl2<TiAl3。从热力学角度解释了单一界面层扩散层TiAl3的生成机理,从扩散动力学计算出Ti/Al界面扩散层的生长动力学方程。

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。