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一種污水污泥處理用耐蝕導電陶瓷電極材料及其制備方法_2

文檔序號:9761605閱讀:來源:國知局
化鈦具有半導體的性能,它的電導率隨溫度的上升而迅速增加,而且對缺氧也非常敏感。金紅石型二氧化鈦在20°C時還是電絕緣體,但加熱到420°C時,它的電導率增加了107倍。本發明中,作為導電率增強材料,調節陶瓷材料使用過程中的導電性能。
[0021 ] 6.SiC(碳化硅)
碳化硅由于化學性能穩定、導熱系數高、熱膨脹系數小、耐磨性能好,以特殊工藝把碳化硅粉末涂用以制成的高級耐火材料,耐熱震、體積小、重量輕而強度高,節能效果好。具有優良的導熱性能,是一種半導體,高溫時能抗氧化。碳化硅陶瓷具有的高硬度、高耐腐蝕性以及較高的高溫強度等特點,在本發明中作為主要的高溫增強增韌功能成分使用。
[0022]7.Si02( 二氧化硅)
二氧化硅,跟多種金屬氧化物在高溫下反應生成硅酸鹽,高溫下熔融硼酸鹽或者硼酐亦可腐蝕二氧化硅,鑒于此性質,硼酸鹽可以用于陶瓷燒制中的助熔劑,化學性質比較穩定。
[0023]本發明與現有技術相比,具有以下明顯優點:
(I)本發明的污水污泥處理用耐蝕導電陶瓷電極材料,具有較強的耐電化學腐蝕特性,PH值1-2,電流密度750A/V,使用壽命可達3500小時以上,遠高于目前市場上常規金屬的金屬電極材料1000小時的使用壽命。
[0024](2)本發明的污水污泥處理用耐蝕導電陶瓷電極材料,電阻率小,而且隨著材料的時間運行中自身發熱,電阻率會變小,導電性提高,節省電能。常溫電阻率<20μΩ.πι,均有優良的導電性。
[0025](3)本發明的污水污泥處理用耐蝕導電陶瓷電極材料,體積密度I 1.85g/cm3,耐壓強度2 80MPa,抗彎強度2 1MPa。
[0026](4)傳統陶瓷材料具有較大的脆性,不宜加工。本發明的污水污泥處理用耐蝕導電陶瓷電極材料,具有較好的韌性,可加工性能好,一般的金屬材料機械加工設備即可加工,而且可進行異形件加工制作,滿足了設備不同安裝需求,在設備運行中可以進行任意更換和調整,使用更加靈活便捷。
【具體實施方式】
[0027]實施例1
本發明電極材料包括以下質量百分比組分混合后,固化、燒結而成,
粒徑為3?ΙΟμ??的TiB2粉末15%;
粒徑為I?3μπι的Ti4O7粉末11%;
粒徑為20?30μπι的B2O3粉末1%;
粒徑為60?150μηι的人造石墨60%;
粒徑為1?15μηι的石墨化中間相碳微球 5% ;
石墨化碳纖維5?8mm6%;
E-44環氧樹脂2%;
混合溶劑以上原料質量總量的1/4。
[0028]所述混合溶劑由乙酸丁酯、無水乙醇按體積比為2:1配制而得。
[0029]具體步驟:
1)按上述的原料配比,將所有原料加入捏合機混合攪拌,得到所需漿料,混合時間為
6h;
2)將步驟I)制得的漿料置于模壓成型機模具內,垂直壓制,壓力5MPa,保壓時間5min;
3)將步驟2)處理完成的生坯常溫固化5h;
4)將步驟3)得到的坯料置于燒結爐中,填埋石墨粉,然后在惰性氣體氣氛中進行炭化燒結,炭化燒結溫度為1450°C,炭化燒結時間為48h,最終得到耐蝕導電陶瓷電極材料;
所述的惰性氣體為高純Ar,純度為99.999%。
[0030]所得電極材料性能指標如下:
常溫電阻率12μΩ'm,體積密度1.85g/cm3,耐壓強度85-90MPa,抗彎強度10-12MPa;PH值1-2,電流密度750A/m2,使用壽命可達3500小時,電極材料可加工性能優異。[0031 ] 實施例2
本發明電極材料包括以下質量百分比組分混合后,固化、燒結而成,
粒徑為3?ΙΟμ??的TiB2粉末2%;
粒徑為I?3μπι的Ti4O7粉末15%;
粒徑為20?30μπι的B2O3粉末2%;
粒徑為2?5μπι的T12粉末3%;
粒徑為2?5mm的TiC顆粒12%;
粒徑為60?150μηι的人造石墨55%;
粒徑為1?15μηι的石墨化中間相碳微球 5% ;
石墨化碳纖維5?8mm3%;
E-44環氧樹脂3%;
混合溶劑以上原料質量總量的1/4。
[0032]所述混合溶劑由乙酸丁酯、無水乙醇按體積比為2:1配制而得。
[0033]具體步驟:
1)按上述的原料配比,將所有原料加入捏合機混合攪拌,得到所需漿料,混合時間為
6h;
2)將步驟I)制得的漿料置于模壓成型機模具內,垂直壓制,壓力5MPa,保壓時間5min;
3)將步驟2)處理完成的生坯常溫固化8h;
4)將步驟3)得到的坯料置于燒結爐中,填埋石墨粉,然后在惰性氣體氣氛中進行炭化燒結,炭化燒結溫度為1300°C,炭化燒結時間為40h,最終得到耐蝕導電陶瓷電極材料。
[0034]所述的惰性氣體為高純Ar,純度為99.999%。
[0035]所得電極材料性能指標如下:
常溫電阻率12μ Ω.πι,體積密度1.86g/cm3,耐壓強度90_95MPa,抗彎強度10_12MPa ; PH值1-2,電流密度750A/m2,使用壽命可達3700小時,電極材料可加工性能優異。
[0036]實施例3
本發明電極材料包括以下質量百分比組分混合后,固化、燒結而成,
粒徑為I?3μπι的Ti4O7粉末15%;
粒徑為20?30μπι的B2O3粉末2%;
粒徑為2?5mm的TiC顆粒8%;
粒徑為20?30μπι的S12粉末3%;
粒徑為60?150μηι的人造石墨55%;
粒徑為1?15μηι的石墨化中間相碳微球 10% ;
石墨化碳纖維5?8mm6%;
E-44環氧樹脂1%
混合溶劑以上原料質量總量的1/4。
[0037]所述混合溶劑由乙酸丁酯、無水乙醇按體積比為2:1配制而得。
[0038]具體步驟:
I)按上述的原料配比,將所有原料加入捏合機混合攪拌,得到所需漿料,混合時間為
3h; 2)將步驟I)制得的漿料置于模壓成型機模具內,垂直壓制,壓力2MPa,保壓時間2min;
3)將步驟2)處理完成的生坯常溫固化5h;
4)將步驟3)得到的坯料置于燒結爐中,填埋石墨粉,然后在惰性氣體氣氛中進行炭化燒結,炭化燒結溫度為1200°C,炭化燒結時間為40h,最終得到耐蝕導電陶瓷材料。
[0039]所述的惰性氣體為高純Ar,純度為99.999%。
[0040]所得電極材料性能指標如下:
常溫電阻率12μΩ'm,體積密度1.85g/cm3,耐壓強度80-85MPa,抗彎強度10-12MPa;PH值1-2,電流密度750A/m2,使用壽命可達3500小時,電極材料可加工性能優異。
[0041 ] 實施例4
本發明電極材料包括以下質量百分比組分混合后,固化、燒結而成,
粒徑為I?3μπι的Ti4O7粉末10%;
粒徑為20?30μπι的S12粉末5%;
粒徑為2?5mm的TiC顆粒15%;
粒徑為2?5μπι的SiC粉末8%;
粒徑為20?30μπι的B2O3粉末2%;
粒徑為60?150μηι的人造石墨45%;
粒徑為1?15μηι的石墨化中間相碳微球 8% ;
石墨化碳纖維5?8mm4%;
E-44環氧樹脂3%;
混合溶劑以上原料質量總量的1/4。
[0042]所述混合溶劑由乙酸丁酯、無水乙醇按體積比為2:1配制而得。
[0043]具體步驟:
1)按上述的原料配比,將所有原料加入捏合機混合攪拌,得到所需漿料,混合時間為
4h;
2)將步驟I)制得的漿料置于模壓成型機模具內,垂直壓
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