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1、鎂 電 解 雙 極 槽 雙 極 材 料 的 制 備答 辯 人 ： 王 榕 艷學 號 ： 10072132指 導 老 師 ： 路 貴 民2010年 6月 10日 研 究 制 備 雙 極 材 料 的 意 義課 題 來 源 ： 青 海 鹽 湖 鎂 廠 鎂 電 解 槽 工 藝 過 程中 電 極 材 料 的 研 發(fā)研 究 目 的 ： 開 發(fā) 雙 極 材 料 降 低 能 耗 ， 節(jié) 約 成本 保 護 環(huán) 境現(xiàn) 有 雙 極 槽 雙 極 材 料 ： 石 墨 與 鋼 以 螺 栓 聯(lián) 接 ，存 在 連 接 處 易 受 氯 氣 腐 蝕 的 現(xiàn) 象欲 開 發(fā) 雙 極 槽 雙 極 材 料 ： 石 墨 與 金 屬 合 金

2、 等直 接 熱 壓 成 型 制 備 雙 極 梯 度 材 料 原 料 ： 針 狀 焦 ， 鈦 粉 ， 改 質(zhì) 瀝 青 制 備 工 藝 ：配比 混捏 熱 壓 成 型高 溫 燒 結(jié)高 溫 石 墨 化冷 卻 制 備 雙 極 梯 度 材 料 熱 燒 結(jié) ， 產(chǎn) 生 應 力 ， 熱 膨 脹 系 數(shù) 不 同 ， 彎曲 變 形 聯(lián) 想 到 ： 公 路 橋 梁 上 減 小 應 力 方 法 為 劃 分成 若 干 部 分 ， 增 加 空 隙 ， 也 就 是 微 觀 分 散法 再 來 比 較 ： Why？ 制 備 雙 極 梯 度 材 料 瀝 青 與 針 狀 焦 的 潤 濕 性 能 測 定IlluminantTherm

3、ocoupleWindowCoke bed Quartz barrierCarriageSampleElectric furnace 圖 1 測 量 設 備 制 備 雙 極 梯 度 材 料 瀝 青 與 針 狀 焦 的 潤 濕 性 能 測 定測 定 實 驗 方 法 未 改 性 瀝 青 兩 種 測量 方 法 不 同 加 熱 速 度 下 ，未 改 性 瀝 青 對 針 狀焦 的 潤 濕 性 能未 改 性 瀝 青 在 不 同溫 度 下 與 針 狀 焦 的潤 濕 情 況 添 加 油 酸 的 改 性 瀝青 在 不 同 溫 度 下 與針 狀 焦 的 潤 濕 情 況 添 加 1 %油 酸 的 改性 瀝 青添 加

4、 3 %油 酸 的 改性 瀝 青添 加 5 %油 酸 的 改性 瀝 青 不 同 加 熱 速 度 下 ， 未 改 性 瀝 青 對 針 狀 焦 潤 濕 性 能 的 測 定 圖 2未 改 性 的 瀝 青 在 以 0.5 /min的 速 度 加 熱 情 況 下 的 形 貌 變 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 熱 速 度 下 ， 未 改 性 瀝 青 對 針 狀 焦 潤 濕 性 能 的 測 定 圖 3未 改 性 的 瀝 青 在 以 1 /min的 速 度 加 熱 情

5、 況 下 的 形 貌 變 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 熱 速 度 下 ， 未 改 性 瀝 青 對 針 狀 焦 的 潤 濕 性 能 測 定 圖 4 未 改 性 的 瀝 青 在 以 2 /min的 速 度 加 熱 情 況 下 的 形 貌 變 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 熱 速 度 下 ， 未 改

6、 性 瀝 青對 針 狀 焦 潤 濕 性 能 的 測 定小 結(jié) ：（ 1） 瀝 青 在 100 左 右 軟 化 ， 加 熱 速 率 影 響 軟 化 程 度 比 較 100 、 110 、 115（ 2） 瀝 青 在 160 165 與 針 狀 焦 開 始 潤 濕 圖 3、 4中 160165 下 ， 針 狀 焦 翻 滾 粘 附 到 瀝 青 上 ， 潤 濕 開 始 ， 接 觸 角 小 于 90 （ 3） 瀝 青 與 針 狀 焦 顯 著 潤 濕 鋪 展 的 溫 度 在 200 220 間 。 比 較 205、 215、 200（ 4） 加 熱 速 率 對 瀝 青 與 針 狀 焦 的 潤 濕 溫 度

7、沒 有 實 質(zhì) 性 影 響 ，對 瀝 青 軟 化 與 高 溫 下 鋪 展 有 影 響 。 軟 化 正 影 響 ， 鋪 展 負 影響 ， 原 因 分 別 為 受 熱 均 勻 和 生 成 較 多 氧 化 物 。 不 同 溫 度 下 ， 瀝 青 對 針 狀 焦 潤 濕 性 能 測 定方 法 ： 拍 攝 不 同 溫 度 下 潤 濕 2 0 min后 的 照 片 ，利 用 autoCAD測 量 高 度 ， 采 用 量 高 法 測 接 觸 角并 修 正公 式 （ 修 正 高 度 ） ： H為 瀝 青 修 正 高 度 ； h為 瀝 青 實 際 高 度 ； L為 軟 件 autoCAD中 所 測 量 出 的

8、焦 床 模 具 高 度 ； l為 焦 床 模 具 實 際 高 度 不 同 溫 度 下 ， 瀝 青 對 針 狀 焦 潤 濕 性 能 測 定 圖 5未 改 性 瀝 青 柱 隨 溫 度 變 化 的 高 度 變 化 圖 不 同 溫 度 下 ， 瀝 青 對 針 狀 焦 潤 濕 性 能 測 定 圖 6 含 1 %油 酸 的 改 性 瀝 青 柱 隨 溫 度 變 化 的 高 度 變 化 圖 不 同 溫 度 下 ， 瀝 青 對 針 狀 焦 潤 濕 性 能 測 定 圖 7含 3%油 酸 的 改 性 瀝 青 柱 隨 溫 度 變 化 的 高 度 變 化 圖 不 同 溫 度 下 ， 瀝 青 對 針 狀 焦 潤 濕 性

9、能 測 定 圖 8 含 5 %油 酸 的 改 性 瀝 青 柱 隨 溫 度 變 化 的 高 度 變 化 圖 不 同 溫 度 下 ， 瀝 青 對 針 狀 焦 潤 濕 性 能 測 定小 結(jié) ：（ 1 ） 添 加 了 油 酸 的 改 性 瀝 青 對 針 狀 焦 潤 濕 性 能顯 著 改 善 ， 比 較 圖 發(fā) 現(xiàn) 出 現(xiàn) 潤 濕 現(xiàn) 象 的 溫 度 下降 了 ， 具 體 比 較 出 現(xiàn) 趨 于 水 平 的 兩 個 階 段 。（ 2 ） 添 加 1 %油 酸 的 瀝 青 和 3 %油 酸 的 瀝 青 溫 度 降低 到 1 4 0 左 右 ， 而 添 加 5 %油 酸 的 瀝 青 溫 度 降低 到 1 2

10、 0 1 3 0 （ 3 ） 添 加 油 酸 對 瀝 青 與 針 狀 焦 顯 著 鋪 展 溫 度 沒有 影 響 。 不 同 改 性 瀝 青 在 相 同 溫 度 下 潤 濕 情 況 比 較圖 9-120 未 改 性 和 改 性 過 的 瀝 青 與 針 狀 焦 的 接 觸 面 形 貌 變 化如 圖 可 知 ： 添 加 3%、 5%油 酸 的 瀝 青 在 120 已 經(jīng) 潤 濕 針 狀 焦 。圖 1 0 -1 4 0 未 改 性 和 改 性 過 的 瀝 青 與 針 狀 焦 的 接 觸 面 形 貌 變 化 如 圖 可 知 ： 添 加 3 %、 5 %油 酸 的 瀝 青 潤 濕 情 況 很 好 。 不

11、同 改 性 瀝 青 在 相 同 溫 度 下 潤 濕 情 況 比 較圖 1 1 -1 6 0 未 改 性 和 改 性 過 的 瀝 青 與 針 狀 焦 的 接 觸 面 形 貌 變 化如 圖 可 知 ： 添 加 1 %油 酸 的 瀝 青 部 分 未 潤 濕 ， 因 為 接 觸 角 明 顯 大 于 9 0 圖 1 2 -1 9 0 未 改 性 和 改 性 過 的 瀝 青 與 針 狀 焦 的 接 觸 面 形 貌 變 化如 圖 可 知 ： 對 于 針 狀 焦 完 全 吸 收 瀝 青 的 溫 度 ， 瀝 青 添 加 油 酸 與 否 都 沒 有 太 大 的 影 響 。 不 同 改 性 瀝 青 在 相 同 溫

12、度 下 潤 濕 情 況 比 較小 結(jié) ： （ 1 ） 添 加 了 1 %油 酸 根 本 就 不 起 作 用 ； （ 2 ） 添 加 了 3 %、 5 %油 酸 的 瀝 青 顯 著 地 降 低了 瀝 青 的 表 面 張 力 與 黏 度 ， 起 到 了 表 面 活化 的 作 用 ， 降 低 了 瀝 青 與 針 狀 焦 混 捏 的 溫度 。 制 備 雙 極 梯 度 材 料 在 雙 極 金 屬 層 電 鍍 鎳電 鍍 目 的 ： 雙 極 材 料 在 使 用 過 程 中 碳 化 物的 存 在 影 響 鎂 珠 聚 集 ， 故 涂 覆 鎳 防 止 碳 化 物暴 露 并 析 出 石 墨 相 。電 鍍 液 采 用

13、 瓦 特 鍍 液 。采 用 不 同 的 電 鍍 時 間 ， 比 較 電 鍍 時 間 不 同情 況 下 材 料 形 貌 變 化 。 制 備 雙 極 梯 度 材 料 在 雙 極 金 屬 層 電 鍍 鎳Fe-C電 鍍 Ni的 金 相 圖 Ti-C電 鍍 1 Hour金 相 圖 Ti-C電 鍍 2 Hour金 相 圖 Ti-C電 鍍 4 Hour金 相 圖 制 備 雙 極 梯 度 材 料 在 雙 極 金 屬 層 電 鍍 鎳小 結(jié) ：（ 1 ） 白 色 為 鍍 上 的 鎳 ， 在 鐵 碳 雙 極 材 料 中 ，鍍 上 的 鎳 較 為 均 勻 ， 成 色 也 好 ；（ 2 ） 在 Ti-C的 相 圖 上 呈 現(xiàn) 出 一 些 小 的 凹 坑 ，分 析 發(fā) 現(xiàn) 這 些 凹 坑 是 在 材 料 制 備 過 程 中 留下 的 ， 并 非 電 鍍 不 均 勻 所 導 致 的 ；（ 3 ） 電 鍍 4 個 小 時 的 材 料 呈 現(xiàn) 出 較 好 的 成 色與 電 鍍 效 果 ， 幾 乎 沒 有 凹 坑 。 謝 謝 ！歡 迎 各 位 老 師 提 出 寶 貴 建 議