本文關鍵詞：細化工藝對Pb-Ag合金組織和性能的研究

  更多相關文章： Pb-Ag合金陽極 大塑性變形 超聲波 晶粒細化

【摘要】：隨著社會的不斷發(fā)展,人們對環(huán)境的要求日趨嚴格,濕法冶金逐步替代火法冶金成為目前提取金屬的主流方法。而電極作為濕法冶金的核心,其性能的好壞直接決定所獲利益的高低。盡管陽極材料不斷地推陳出新,但該領域最廣泛使用的仍為成本低、電化學性能良好和易加工可回收的Pb-Ag合金電極。然而該電極還存在傳統制備方法所難以解決的諸多弊病,如強度低、內阻大、能耗高等。因此,尋找一種新型制備方法來提高Pb-Ag合金電極綜合性能是濕法冶金和電化學領域一直競相發(fā)展的重要課題。縱觀國內外的研究現狀,研究者過去把過多的精力圍繞在合金的配比上,從而忽略合金內在結構與性能的關聯。均勻細小致密的組織結構能加速陽極內部的電子傳輸,從而降低電阻,使得陽極的綜合性能得到不同程度的提升,進而達到節(jié)能降耗的目的。本研究發(fā)現,通過采用物理場和強塑性力場技術,可獲得低成本高性能的鉛合金陽極材料,此外,制備加工方法及工藝對環(huán)境友好,適應時下國情。本文通過對Pb-0.5%Ag合金進行超聲波法、等通道轉角法、室溫軋制、冷軋和超聲波+軋制法五種細晶工藝處理,通過分析電極的電阻率、極化曲線、槽電壓、Tafel曲線、η-lgi圖和顯微硬度數據,研究不同的工藝參數對組織及性能的影響,優(yōu)化出不同工藝的最佳工藝參數。綜合對比五種工藝,獲得了鉛合金陽極最佳的工藝參數。另外,本文還探究晶粒尺寸和結構對其性能的影響,從而可實現調節(jié)工藝→調控晶粒尺寸和結構→獲得最佳綜合性能的目的。研究表明,超聲波+軋制法是最佳的制備工藝,其工藝參數為：熔體溫度370℃,施振時間1min,退火溫度140℃,壓下量20%。在此工藝條件下,與澆鑄法得到的鉛合金陽極相比,導電性能、電化學性能和力學性能得到較大幅度的提升。其中電阻率可降低44.86%,極化電位降低18.13%,槽電壓降低4.82%,硬度可提升2.23倍。通過對其進行Tafel和η-lgi分析發(fā)現,采用該種工藝有利于獲得較低的自腐蝕電流和過電位,提高了陽極的耐蝕性和電子傳輸速率,具有優(yōu)異的電化學性能。與此同時,致密細小的組織結構改變了陽極表面的腐蝕類別,從原來的局部腐蝕改善為均勻的全面腐蝕,使陽極使用壽命得以提升。通過對晶粒尺寸、組織結構與性能之間的研究發(fā)現,隨著晶粒尺寸的增大,陽極的綜合性能表現出先升高后降低的變化規(guī)律。過度細化的晶粒,位錯密度大,晶界過多。而粗大的晶粒,基體疏松,不利于電子的傳輸。唯有晶粒尺寸適中,約為10微米時,晶粒組織均勻致密,陽極具有良好的綜合性能。此外,尺度適中的等軸晶為最佳的組織結構,此時材料內應力較低,且具有一定熱穩(wěn)定性。鉛合金陽極通過多能場處理后,有效的改善了該類陽極的多種缺陷,有利于推動鉛合金電極的繼續(xù)發(fā)展,還可顯著降低電解領域的能耗,具有重要的現實意義。
【學位授予單位】：昆明理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG146.12

【引證文獻】

中國重要會議論文全文數據庫 前1條

1 翟啟杰;趙沛;胡漢起;徐匡迪;;金屬凝固細晶技術研究[A];2004中國鑄造活動周論文集[C];2004年

，

本文編號：1269710