本文關(guān)鍵詞：細(xì)化工藝對(duì)Pb-Ag合金組織和性能的研究

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【摘要】：隨著社會(huì)的不斷發(fā)展,人們對(duì)環(huán)境的要求日趨嚴(yán)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(yáng)極材料不斷地推陳出新,但該領(lǐng)域最廣泛使用的仍為成本低、電化學(xué)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(tǒng)制備方法所難以解決的諸多弊病,如強(qiáng)度低、內(nèi)阻大、能耗高等。因此,尋找一種新型制備方法來(lái)提高Pb-Ag合金電極綜合性能是濕法冶金和電化學(xué)領(lǐng)域一直競(jìng)相發(fā)展的重要課題�？v觀國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀,研究者過(guò)去把過(guò)多的精力圍繞在合金的配比上,從而忽略合金內(nèi)在結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)聯(lián)。均勻細(xì)小致密的組織結(jié)構(gòu)能加速陽(yáng)極內(nèi)部的電子傳輸,從而降低電阻,使得陽(yáng)極的綜合性能得到不同程度的提升,進(jìn)而達(dá)到節(jié)能降耗的目的。本研究發(fā)現(xiàn),通過(guò)采用物理場(chǎng)和強(qiáng)塑性力場(chǎng)技術(shù),可獲得低成本高性能的鉛合金陽(yáng)極材料,此外,制備加工方法及工藝對(duì)環(huán)境友好,適應(yīng)時(shí)下國(guó)情。本文通過(guò)對(duì)Pb-0.5%Ag合金進(jìn)行超聲波法、等通道轉(zhuǎn)角法、室溫軋制、冷軋和超聲波+軋制法五種細(xì)晶工藝處理,通過(guò)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(shù)據(jù),研究不同的工藝參數(shù)對(duì)組織及性能的影響,優(yōu)化出不同工藝的最佳工藝參數(shù)。綜合對(duì)比五種工藝,獲得了鉛合金陽(yáng)極最佳的工藝參數(shù)。另外,本文還探究晶粒尺寸和結(jié)構(gòu)對(duì)其性能的影響,從而可實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)工藝→調(diào)控晶粒尺寸和結(jié)構(gòu)→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(shù)為：熔體溫度370℃,施振時(shí)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(yáng)極相比,導(dǎo)電性能、電化學(xué)性能和力學(xué)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(guò)對(duì)其進(jìn)行Tafel和η-lgi分析發(fā)現(xiàn),采用該種工藝有利于獲得較低的自腐蝕電流和過(guò)電位,提高了陽(yáng)極的耐蝕性和電子傳輸速率,具有優(yōu)異的電化學(xué)性能。與此同時(shí),致密細(xì)小的組織結(jié)構(gòu)改變了陽(yáng)極表面的腐蝕類別,從原來(lái)的局部腐蝕改善為均勻的全面腐蝕,使陽(yáng)極使用壽命得以提升。通過(guò)對(duì)晶粒尺寸、組織結(jié)構(gòu)與性能之間的研究發(fā)現(xiàn),隨著晶粒尺寸的增大,陽(yáng)極的綜合性能表現(xiàn)出先升高后降低的變化規(guī)律。過(guò)度細(xì)化的晶粒,位錯(cuò)密度大,晶界過(guò)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(shí),晶粒組織均勻致密,陽(yáng)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(jié)構(gòu),此時(shí)材料內(nèi)應(yīng)力較低,且具有一定熱穩(wěn)定性。鉛合金陽(yáng)極通過(guò)多能場(chǎng)處理后,有效的改善了該類陽(yáng)極的多種缺陷,有利于推動(dòng)鉛合金電極的繼續(xù)發(fā)展,還可顯著降低電解領(lǐng)域的能耗,具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG146.12

【引證文獻(xiàn)】

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 翟啟杰;趙沛;胡漢起;徐匡迪;;金屬凝固細(xì)晶技術(shù)研究[A];2004中國(guó)鑄造活動(dòng)周論文集[C];2004年

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本文編號(hào)：1269710