脉冲电解法制备锌及锌铜合金活性金属粉体的研究

摘要

本论文进行脉冲电解法制备活性金属粉体及合金的研究，研究的主要内容包括两部分：脉冲电解法制备活性高纯度的锌粉；脉冲电解法制备Zn-Cu二元合金粉。 本论文对脉冲电解法制备活性锌粉的电解液体系，电解参数，添加剂体系，以及电解过程中的影响等因素作了系统的研究。研究结果表明：在电解槽结构、阴阳极材料、及阴阳极面积比确定的条件下，占空比、电流密度、电解液中的主盐浓度、电解液pH及温度、极间距、刮粉周期等因素对电解制备金属粉体的过程都存在显著的影响。通过在电解过程中改变电解参数如占空比、频率、电流、及改变添加剂等来实现对锌粉颗粒大小和形貌的控制。在粉体的后期处理过程中，本论文使用自配的防氧化剂对锌粉粉体进行处理，有效地抑制了产品的氧化量。通过正交实验研究这几个因素对电流效率及粉末颗粒大小的影响。根据正交实验的结果，确定最佳工艺条件：电流密度15A·dm-2、占空比0．9、频率1000Hz、极间距8cm。 脉冲电解法制备Zn-Cu二元合金粉体，是一种新型的室温下制备合金粉体的方法。本文通过对络合剂，脉冲参数和电解液体系的选择，得出适合制备二元合金粉体的工艺条件。在实验中通过正交实验，对电解液的配方、络合剂用量、脉冲参数等因素进行了探索。根据实验结果，论文得出最佳的工艺条件如下：电流密度3A．dm-2、占空比0．5、频率500Hz、极间距8cm。 脉冲电解法是一种代替常规直流电解法的新型方法。在脉冲的瞬间，阴极表面上有较高的电流密度，能提高阴极极化作用，促使成核速率的加快、晶核成长速率的减慢，得到物理、化学性能优越的金属粉体。 本文所研究的脉冲电解制备活性金属粉体的方法从实验室转向工业需要克服的技术障碍相对较小、初始投资低、易产业化。论文通过大量的实验，探索出高电流密度下脉冲电解法制备锌粉及其合金粉体的工艺条件，为改变传统金属粉体的制备工业打下基础。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1制备金属粉体方法发展历史与研究现状

1.1.1物理-化学法

1.1.2物理法

1.1.3机械法

1.1.4化学法

1.2脉冲电解法制备材料的发展历史与研究现状

1.2.1脉冲电解法的发展历史

1.2.2脉冲电解法的基础理论

1.2.3脉冲电解法的应用

1.2.4脉冲电解法制备活性金属粉体的优点

1.3锌粉和铜锌合金粉的性质及用途

1.3.1锌粉的性质及用途

1.3.2铜锌合金粉的性质及用途

1.4本论文研究的意义

1.5本论文研究的目标和主要研究内容

1.5.1研究目的

1.5.2本论文研究的内容与研究的思路

1.6本论文主要创新点

2脉冲电解法制备活性锌粉的研究

2.1实验原理及研究方法

2.1.1实验原理

2.1.2试验仪器及试剂

2.1.3电解液组成

2.1.4工艺流程及试验装置

2.1.5活性锌粉性能检测

2.1.6试验数据处理

2.2结果讨论

2.2.1产品成分分析

2.2.2产品形貌与粒度分析

2.2.3 Zn+离子浓度对金属沉积速度及电流效率的影响

2.2.4脉冲频率对金属沉积速度及电流效率的影响

2.2.5占空比对金属沉积速度及电流效率的影响

2.2.6电解液PH对金属沉积速度及电流效率的影响

2.2.7沉积时间对金属沉积速度及电流效率的影响

2.2.8电流效密度对锌粉粒径大小及电流效率的影响

2.2.9电解液温度对金属沉积速度及电流效率的影响

2.2.10添加剂对电解锌粉的影响

2.2.11正交实验

2.3锌粉后处理及储存研究

2.3.1处理剂种类对锌粉的氧化锌含量的影响

2.3.2处理方法对锌粉的氧化锌含量的影响

2.3.3防氧化剂用量对锌粉的氧化锌含量的影响

2.3.4锌粉尺寸大小对锌粉的氧化物含量的影响

2.4锌粉形貌控制研究

2.4.1表面活性剂对锌粉形貌的影响

2.4.2电流密度对锌粉形貌的影响

2.5 本章小结

3脉冲电解法制备Zn-Cu合金粉末的研究

3.1 实验原理及研究方法

3.1.1电解法制备合金的理论基础

3.1.2试验仪器及试剂

3.1.3电解液组成

3.1.4工艺流程及实验装置

3.1.5合金粉体的成分检测

3.2结果讨论

3.2.1络合剂种类以及用量对合金粉的影响

3.2.2主盐中铜离子浓度对铜锌合金粉中铜含量及其粒度的影响

3.2.3镀液中搅拌速度对铜锌合金中铜含量的影响

3.2.4占空比对铜锌合金粉中铜含量的影响

3.2.5电解液PH对铜锌合金粉中铜含量的影响

3.2.6温度对合金粉中的铜含量及其粒度的影响

3.2.7电流密度对铜锌合金粉中铜含量及其粒度的影响

3.2.8正交实验

3.3本章小结

结 论

致 谢

参考文献

攻读学位期间发表的与学位论文内容相关的学术论文及研究成果