基于难混溶体系的新型Pb-Al层状复合阳极材料2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载

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第1章 绪论1

1.1 有色金属冶金概况1

1.2 以湿法炼锌为例的能耗分析及节能措施2

1.2.1 湿法炼锌业现状2

1.2.2 湿法炼锌过程能耗分析3

1.2.3 电积工序节能措施4

1.3 国内外新型阳极研究现状与发展趋势7

1.3.1 钛系阳极8

1.3.2 基体增强型阳极9

1.3.3 铅系阳极10

1.4 新型Pb-Al层状复合阳极材料的研究意义12

第2章 构建Pb-Al层状复合阳极材料可行性的理论分析15

2.1 锌电积理想电极反应15

2.1.1 锌电积实际阴极反应及阴极材料选择16

2.1.2 锌电积实际阳极反应及阳极材料选择17

2.2 构建Pb-Al层状复合材料第三组元的选择20

2.2.1 Pb-Al层状复合材料的界面设计20

2.2.2 第三组元过渡物质X的优化选择21

2.3 Pb-Sn-A1三元体系混合特性研究25

2.3.1 Pb-A1二元非混溶体系界面能计算25

2.3.2 Pb-Sn-Al三元体系混合特性研究30

2.4 本章小结34

第3章 Pb-Al层状复合阳极的制备及特性表征方法36

3.1 实验材料与试剂36

3.2 实验方案与技术路线37

3.3 试样制备39

3.3.1 工艺条件的选择39

3.3.2 热压扩散焊接炉设计及其结构40

3.3.3 铅盒模具的设计41

3.4 界面显微组织观察43

3.4.1 扫描电镜（SEM）与能谱（EDX）分析43

3.4.2 高分辨透射电镜（HRTEM）的观察43

3.5 力学性能及电学性能测试44

3.5.1 界面显微硬度44

3.5.2 三点弯曲性能45

3.5.3 界面导电性能测试45

3.6 电化学性能测试47

3.6.1 线性伏安扫描（LSV）47

3.6.2 析氧电位测试48

3.6.3 阳极腐蚀速率测试48

3.6.4 阳极氧化膜显微结构分析49

3.6.5 阳极泥量49

3.6.6 模拟生产电解试验50

3.6.7 不同阳极材料对电解槽电场的影响51

第4章 Pb-Al层状复合材料显微组织研究52

4.1 Al-Sn固液复合性能的研究52

4.1.1 Al-Sn复合后的界面STEM形貌52

4.1.2 Al-Sn固溶界面的HRTEM研究52

4.1.3 Al-Sn复合后的时效性56

4.2 Pb-Al层状复合材料显微组织研究57

4.2.1 试样D的显微组织57

4.2.2 试样A2的显微组织及能谱58

4.2.3 试样B1的显微组织及能谱60

4.2.4 试样C1的显微组织及能谱61

4.2.5 试样C2的显微组织及能谱63

4.2.6 试样C4的显微组织及能谱64

4.3 界面扩散的热力学分析66

4.4 界面扩散的动力学分析67

4.4.1 扩散系数的影响67

4.4.2 保温时间对扩散层的影响68

4.4.3 扩散温度对扩散层的影响70

4.5 界面扩散模型的建立71

4.6 本章小结72

第5章 Pb-Al层状复合材料的力学性能及界面电阻的研究74

5.1 力学性能测试与分析74

5.1.1 材料的界面显微硬度研究74

5.1.2 Pb-Al层状复合材料的三点弯曲测试76

5.2 界面平均电阻率测算与分析80

5.2.1 准备实验及ρ界面公式简化计算80

5.2.2 界面电阻率的测量计算81

5.3 本章小结83

第6章 Pb-Al层状复合阳极的电化学性能与节能机理85

6.1 引言85

6.2 电化学性能试验86

6.2.1 电极的种类与规格86

6.2.2 极化曲线的测试86

6.2.3 阳极析氧电位测试87

6.2.4 阳极腐蚀速率的研究91

6.2.5 氧化膜形貌与阳极泥生成量分析92

6.2.6 电流效率与阴极锌品质95

6.3 模拟电解试验的结果与讨论96

6.3.1 槽电压与析氧电位的测试96

6.3.2 能耗及电流效率的分析98

6.3.3 阴极析锌的品质98

6.3.4 各阳极表面沉积阳极泥的形貌、物相分析99

6.3.5 阳极的腐蚀速率分析101

6.4 锌电积过程中槽电场的仿真模拟102

6.4.1 研究背景103

6.4.2 槽内电场的有限元解法分析104

6.4.3 槽内电场的具体计算仿真过程105

6.4.4 模拟结果与分析107

6.5 Pb-Al层状复合阳极节能效果与机理探讨110

6.5.1 Pb-Al层状复合阳极电化学综合性能110

6.5.2 材料组织结构及电阻与Pb-Al层状复合阳极节能机理110

6.5.3 力学性能的改善与Pb-Al层状复合阳极节能机理112

6.5.4 槽电场分布的改善与Pb-Al层状复合阳极节能机理112

6.6 本章小结113

结束语117

参考文献121

附录 部分参考相图129