金属基层状复合功能材料的研制与性能

《金属基层状复合功能材料的研制与性能》重点阐述了Ti-Al、Pb-Al、Ti-Cu、Pb-Steel、Al-TiB2等金属基层状复合功能材料的设计原理、制备工艺、界面结构，以及界面的力学、电学性能，以及应用于电化学领域的极化性能、耐腐蚀性能和模拟电解生产实验和节能机理分析，内容包括：新型金属基层状复合功能材料的研究现状与发展趋势概述、构建金属基层状复合功能材料可行性的理论分析、制备及特性表征方法、显微组织及界面形成机理、力学性能及界面电阻分析、电化学性能与节能机理等。此外，《金属基层状复合功能材料的研制与性能》以电积锌、电积镍等为例开展了几种层状复合功能材料应用于湿法冶金业中的模拟电解试验，并概述了钛系DSA功能材料、基体增强型功能材料的发展现状及趋势。《金属基层状复合功能材料的研制与性能》集著作者所在的学术团队多年来在金属基层状复合材料方面的研究成果，创新性地设计并制备了Ti-Al、Pb-Al、Ti-Cu、Pb-Steel、Al-TiB2、等金属基层状复合功能材料，利用较为简便的工艺制备出了几种集轻质、高强、优良导电性的功能材料，其中部分材料服役湿法冶金领域的阳极材料使用，表现出长寿命、低电耗、高电流效率等优势于一体的性能，。《金属基层状复合功能材料的研制与性能》较系统地阐述多种金属层状复合功能材料界面设计基础理论和制备工艺的专著，作者们在实验研究与层状复合界面的分析测试中，借助X射线衍射仪、金相显微镜、扫描电子显微镜、高倍率透射电镜、万能力学试验机、电化学综合测试仪等系统地研究了金属基层状复合功能材料基体的界面成分、力学特性、导电性、组织结构、电化学综合性能，并成功地将该技术应用于湿法冶金、水处理、氯碱等行业。同时强调，金属基层状复合功能材料也是一项发展中的技术，它的应用范围将不断扩大，其理论与实践也将进一步丰富和完善。

周生刚，1983年生人；职务、职称：副教授；主要科研成果：2013年12月以第2获奖人身份获中国有色金属工业协会科技进步二等奖一项（省部级）。目前主持一项国家自然科学基金青年科学基金项目（多能场作用下低银含量铅合金电极的可控成形及其电化学性能研究：51201080），主持云南省重点新产品开发计划项目（节能型低成本铅/铝层状复合阳极的开发：2014BA011）。先后参加了国家自然科学基金（铝-铅梯度复合电极材料的组织与性能研究：50664005）、国家863项目（稀有金属电解用节能型层状复合电极材料的开发研究：2009AA03Z512）、国家自然科学基金（钛-铝层状复合电极材料制备和性能的应用基础研究：51074082）及云南省科技厅联合资助项目（稀有金属电解用节能型层状复合电极材料的开发研究：2009GA007）的研究。

1 Ti/Al层状复合材料的制备与性能
1.1 Ti/Al层状复合材料的界面设计理论
1.2 Ti/Al层状复合材料的制备
1.2.1 实验方案与技术路线
1.2.2 试样的制备
1.3 测试技术与研究方法
1.3.1 复合基体界面层显微组织与沉积层物相的测试
1.3.2 复合基体的界面电阻率与表面电势分布
1.3.3 复合基体力学性能测试
1.3.4 电极活性层分形维数计算
1.3.5 电极电化学性能测试
1.3.6 电极寿命测试
1.3.7 阳极中试
1.4 Ti/Al层状复合材料的性能
1.4.1 Ti/Al扩散界面层显微组织及性能研究
1.4.2 不同保温时间下复合界面的SEM、EDS研究
1.4.3 Ti/Al复合基体电极表面电势分布
1.4.4 Ti/Al复合基体界面扩散层物相
1.4.5 Ti/Al复合材料力学性能测试
1.4.6 Ti、Al板厚度对复合基体电极电化学性能的影响
1.5 Ti/Al复合界面扩散层生长动力学研究
1.5.1 Ti、Al扩散系数对元素扩散的影响
1.5.2 Ti/Al界面扩散层生长动力学模型
1.6 Ti/Al层状复合基体电沉积β-PbO2初探
1.6.1 复合基体涂层电极的构成与电沉积机理
1.6.2 电沉积β-PbO2的热力学分析
1.6.3 Pb-H2O的电位-PH图
1.6.4 复合涂层分析
1.6.5 Ti/Al基体电沉积β-PbO2的优化实验
1.6.6 Ti/Al基体电沉积β-PbO2最佳工艺确定
1.7 Ti/Al/Ti/SnO2+Sb2O4/β-PbO2电极的扩大中试
1.7.1 研究阳极的扩大中试
1.7.2 中试实验结果
1.7.3 新型Ti/Al层状复合基体电极节能效果及节能机理探究
1.8 本章小结
参考文献

2 Pb-Al层状材料的制备与性能
2.1 构建Pb-Al层状材料第三组元的选择
2.1.1 Pb-Al界面设计
2.1.2 第三组元过渡物质X的优化选择
2.2 Pb-Al层状材料的制备方法
2.2.1 热浸镀+浇铸法
2.2.2 固液包覆法
2.2.3 热压扩散焊接法
2.3 Pb-Al层状材料的组织结构与性能表征
2.3.1 Pb/Sn/Al界面组织结构
2.3.2 性能表征
2.4 本章小结
参考文献

3 Ti/Cu层状复合材料的制备与性能
3.1 Ti/Cu复合材料的制备方法
3.1.1 Ti/Cu复合材料制备工艺研究现状
3.1.2 实验材料与设备
3.1.3 热压扩散炉设计及其结构
3.1.4 实验方案与技术路线
3.1.5 试样制备
3.2 界面显微组织观察
3.2.1 钛-铜界面组织形貌观察
3.2.2 添加铜箔试样复合界面形貌观察
3.3 力学性能及电学性能测试
3.3.1 试样三点弯强度测试
3.3.2 三点弯强度测试结果分析
3.3.3 界面导电性能测试
3.3.4 导电性测试结果分析
3.3.5 电极极化性能测试分析
3.4 本章小结
参考文献

4 Pb-Steel层状复合材料的制备与性能
4.1 Pb-Steel层状复合材料的制备方法
4.1.1 热压扩散焊接法
4.1.2 爆炸复合法
4.1.3 铸造复合法
4.1.4 轧制复合法
4.2 Pb-Steel层状复合材料的组织结构与性能
4.2.1 热压扩散焊接法制备Pb-Steel层状复合材料的组织结构与性能
4.2.2 轧制复合法制备Pb-Steel层状复合材料的组织结构与性能
4.3 本章小结
参考文献

5 Al/TiB2层状复合电极材料的制备与性能
5.1 电极材料结构设计
5.2 复合材料制备方法
5.2.1 基体材料的制备
5.2.2 电沉积PbO2
5.3 材料组织与电化学性能分析
5.3.1 电极试样的制备与编号
5.3.2 表面物相分析
5.3.3 极化曲线测试
5.3.4 表面电镀PbO2活性层工艺研究
5.4 本章小结
参考文献

6 钛基涂层电极材料的制备与性能
6.1 概述
6.1.1 表面涂层的组元配方与钛基涂层电极材料的结构设计
6.1.2 钛基涂层电极材料的种类
6.2 钛基涂层电极材料的制备方法
6.2.1 热分解法
6.2.2 溶胶-凝胶法
6.2.3 电沉积法
6.2.4 磁控溅射法
6.2.5 其他制备方法
6.3 钛基涂层电极材料的组织结构与性能表征
6.3.1 不同工艺条件下三元涂层（RuO2-TiO2-SnO2）的表面形貌分析
6.3.2 不同工艺条件下三元（RuO2-TiO2-SnO2）的表面涂层XRD分析
6.3.3 不同工艺条件下三元（RuO2-TiO2-SnO2）涂层的电化学性能分析
6.3.4 钛基电镀PbO2电极
6.4 本章小结
参考文献