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电火花石墨电极的特性研究及应用

电火花石墨电极的特性研究及应用
电火花石墨电极的特性研究及应用

电火花石墨电极的特性研究及应用

摘要:由于石墨作为电加工中的电极具有各种杰出的特性,堪称一种理想的电极材料,它在迅速发展的电火花放电加工业中起到了不可忽视的作用。从石墨的物理性能、机械加工性能、放电加工性能等方面进行了详细的分析,为广大电加工用户使用石墨提供尽可能多的经验和参考。

关键词:石墨物理性能机械加工性能放电加工性能

0 前言

电火花放电加工中用石墨作电极,具有以下令人称道的优点:优良的热稳定性,电极不变形,在电介液中对环境无污染,重量轻,其密度不足铜的1/4,选用细颗粒的石墨电极能加工出高品质的工件表面等等。由于其杰出的特性,石墨堪称一种理想的电极材料,它在迅速发展的电火花放电加工业中起到了不可忽视的作用。在今天模具生产制造的许多领域及现代加工方式中,起着基础的作用。使用石墨的可能性还远不止此,石墨有许多被广泛认同的优点,如加工材料的高去除率和低的自身损耗,与此同时,石墨有着优良的可加工性。对不同的加工精度,人们都能找到相适应的石墨牌号。如果对有些人在试用石墨时不能达到预期满意的效果,那是因为人们对石墨及其特有的性能还缺乏了解所致。

1 石墨的物理性能

电火花放电加工用石墨从化学的角度来说是由碳和尽可能少的灰份所构成,这种纯度的石墨在生理学上是惰性的,故在加工时不必拘于特别的安全规则。但有一点例外就是用于某些特别用途的浸铜石墨,这种纯度的铜即所谓的高导电性的铜。石墨毛坯的形成大致有挤压、模压和等静压3 种形式,分别对应不同的需求。其中等静压因为应力均布,材质一致性及密实性好而被广泛推崇。通常等静压石墨可制成长方体型或圆柱体型,也可按实际需要进行切割。品质控制对石墨生产的全过程是极为重要的,从原材料的进厂检验至全流程工艺参数的持续监控,是整个生产过程的有机组成部分。生产完成后,所得到的石墨是多孔性的,其孔的结构和气孔率视不同牌号的石墨而有着显著的不同。气孔的结构(孔径及气孔分布)决定了石墨在完成最终加工后能达到的表面质量。开口气孔率通常可用浸渍(如铜浸渍)加以改善,但闭口的单个气孔却无法有效地浸渍。如果把石墨置于绝缘液体中,它会吸收电介质,其吸收量取决于浸泡的时间,所用压力,介质粘度及石墨的材料结构。若是细颗粒,密实结构的石墨,在无压情况下,其外表面吸收的电介质是很少的,这也是为何在石墨加工时,并不能推荐此方法以减少石墨加工所带来的粉尘,改变气孔中电介质的粘度,对石墨电极在加工时的损耗以及加工材料的去除率会带来负面影响。若需要的话可在炉中加热至200℃左右几个小时,让石墨气孔中的电介质蒸发掉。由于惰性,即使存放若干年,石墨的材料结构和性能也不会改变。几种石墨的物理特性和显微照片(200∶1)对比如图1 所示,显然石墨标号越高,粒度和孔径就越小,密实程度也越好。

2 石墨的机械加工性能

石墨电极用传统的方法来进行机械加工非常容易,机械加工过程包括:锯开、研磨、车削、研铣、火花浸蚀等。

R 8340 (EK 82)* R 8500 X

R 8500 (V1466)* R 8510

R 8650 (V1364)* R 8710

体积密度g/cm3 1.72 1.75 1.77 1.83 1.84 1.88

开口气孔率% 15 14 13 10 10 10

粒度mm 15 12 10 10 7 3

孔径mm 2.0 2.0 1.5 1.5 0.8 0.6

气率10–2cm2/s 15 15 10 4 3 1

洛氏硬度80 HR10/100 80 HR5/100 70 HR5/100 95 HR5/100 95 HR5/100 110 HR5/100

抗折强度N/mm2 45 43 50 60 65 85

杨氏模量kN/mm2 10.5 10 10.5 11.5 12.5 14

电阻率mWm 12 15 14 13 14 13

热导率W·m –1·K–1 90 80 80 100 90 100

热膨胀系数(20-200°C) 10–6/K 2.9 3.8 3.9 4.0 3.9 4.7

灰份max.% 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2

* 以前的牌号

R8340 R8500X R8500 R8510 R8650 R8710

作者:fxbdt 2007-4-25 12:45 回复此发言

2电火花石墨电极的特性研究及应用

图1 几种石墨的物理特性和显微照片对比

研铣法是电极加工最常使用的方法。所使用的机械加工机床是一般传统的CNC 铣床和仿形铣床,正如用于钢件加工的机床一样。若能使用高转速高成本效益的石墨电极专用加工机床则更佳。

应该说,同手工研铣石墨(一种非常规的加工方式)不同,用计算机辅助设计三维成型的直接用高速铣床加工石墨电极己扮演着越来越重要的角色。加工石墨时铣床的转速是由计算机控制的而非材料本身。但走行速度也可按电极的几何形状进行调整,通常为10 m/min,同加工铝或塑料相类似。

图2 是切削刀具的几何参数,

在图2 中,我们特别标出影响石墨切削的刀具的角度和表面。决定刀具寿命的因素是使用期间在斜面上所造成的磨损宽度VB,平均磨损宽度达到0.2 mm 的时候,此刀具视同被磨损报废。刀具的前角大小也影响其寿命。前角0°的刀具会比前角15°的刀具高出多达50%的寿命,切削的稳定性也较佳。但是斜角越大,加工表面越佳;使用15°斜角的刀具能达到最佳的加工表面。

图2 影响石墨加工的刀具参数

使用者可选择许多不同的刀具材料,最常用于石墨机械加工的刀具材料包括:高速钢、硬质合金、金属陶瓷多晶钻石刀具等,见图3。值得注意的是多晶钻石的寿命最长。在某些情况下,当然金属陶瓷、高速钢和硬质合金也能符合成本效益。

高速研铣定义在速度500 m/min 以上,高速研铣有下列优点:电极生产时间大幅减少;可轻易制作复杂形体的电极;电极表面品质极佳。尽管切削速度的增加会减少刀具的寿命,却能使铣刀切削量更高。一般而言,加工速度愈快电极表面愈佳。由图4 可看出,若每一齿的进刀率增加,而刀具的寿命也只能增加一点点而己,但值得注意的是切削量的增加。我们特别推荐粗加工要以高进刀率来进行,至于精加工,因要达到表面精细的效果,才使用低进刀速率。

材质:R8500 每齿进刀率:0.04mm 图4 不同进刀率下的刀具寿命

切削深度:2.0mm 切削速度:1000m/min 与超过寿命后的切削量

图3 不同材质的刀具寿命的比较

要加工出优良的模具表面不仅要注意切削条件,也要选择适当的电极材质加以配合,一般而言使用愈细粒度的石墨能达到愈佳的效果。石墨电极加工时,我们建议采用如下的数据来加工:切削参数粗加工精加工

切削速度vc/(m/min) 500~1000 1000

每齿进给量fz /mm 0.1~0.5 <0.1

刀具前角g /(°) 0 10~15

石墨最适合用来加工薄且深长的薄条,以高速铣床来制作甚至可做出0.1mm 的薄条。

铣床加工时,建议使用图5 的第二种方式加工,因第二种方式加工可顺利把粉尘清除。

Vf

Vf 第一种方式1 第二种方式2 图5 石墨铣削的两种方式

成型研铣技术是专为制造石墨电极而开发的,用塑料或钢材制造的研铣刀具其加工起始点是一模型。在一定条件下,使用这种方法能既快又省地制造出结构复杂的电极。塑料研铣刀具是由人造树脂和刚玉混合制造的阳模铸造而成。为保持其形状,研铣刀具被固定在一块板上,固化之后,其工作面须锐化。制作钢制研铣刀具时,应先制作一基础电极,然后用此电极去腐蚀钢制研铣刀具,直至其工作面的粗糙度达到要求为止。钢制研铣刀具的特点是使用寿命长。若要同时加工几个特定的电极或电极需被安装若干次,此时用成型研铣的方法加工就显得尤为经济。从节省时间的角度讲,成型研铣的加工方法可同仿形铣相媲美。

如图6 就是一个用石墨电极成型研铣后的曲轴模。

对于石墨加工过程中产生的飞扬的粉尘,无论是从环保还是人身健康方面来说都是必须解决的问题。此处可采用相对简单的方式达到有效吸尘的目的。例如可用高效吸尘器,水喷洒湿加工或水罩式加工的方式解决加工石墨时所产生的粉尘。

图6 石墨电极成型研铣后的曲轴模在干式机加工时,粉尘可直接对着加工的电极抽出,如图7 所示,由于有隔板的阻挡,粉尘不

3电火花石墨电极的特性研究及应用会四处扩散。有效的吸尘装置应至少能产生300 mm 水柱的真空度或18 m/s 的气流速度。在湿法加工中,粉尘被完全包围在加工源的位置。一种有趣的解决办法是在铣加工时用一种“水罩去尘装置”,见图8。铣床上环行的喷嘴喷出水幕罩住整个加工区,但操作者仍能看清里面。这套粉尘控制系统是可移动的,它能连接到不同的设备上。加工下来的屑料可用另外的桶进行收集。图7 干式加工中的吸尘装置图8 湿法加工中的水罩去尘装置和所有的导电材料一样,石墨也可用放电切割来加工,粗粒度石墨切割较费力,密度高粒度细

比较容易线切割。石墨线切割速度比铜慢约40%,电极的高度可根据较低的消耗率降低。

石墨可被粘结。用氰基丙烯酸盐类强粘结剂可将较小横截面的石墨粘结起来。这种低粘度粘结剂在粘结面形成的薄膜不会对电极的导电产生阻碍。因此也可用电极的粘结面作为工作面,而不需连接额外的电极。对于大截面电极的粘结,可选用两种树脂混合而成的粘结剂,它们较氰基丙烯酸盐类粘结剂具有更长的放电加工时间。由于有绝缘效应,故水平粘结的电极要有电桥,如可用石墨鞘钉产生电桥。

石墨的放电加工性能

使用石墨时,最大的材料去除率和最小的电极消耗率会因不同的电频率而有不同的结果,所以在放电加工时,决定是要以高材料去除率或低电极消耗来进行加工是很重要的。材料的去除率、电极消耗率、脉冲持续时间和安培数的关系,表示在图9、图10 中。精加工的作业中,为求精确,应使用电极消耗最少的系数,也应使用所想要的表面精细相关脉动系数。石墨的表现无法只凭物理及机械特性来决定。所使用的原料、生产过程与材料的结构等,都会影响去除率、电极消耗及表面精度。总的说来,生产石墨电极的粉料粒度越细,其电极损耗越小,工件表面加工质量越好,但同时加工材料的去除率也随之降低。因此,在计划阶段选择最合适电极尤为重要,应考虑以下因素:①凹槽的数目与深度;②电极的制作时间与成本;

③电极的形体;④加工机的系统;⑤希望达到的表面粗糙度;⑥希望达到的精确度。

图9 石墨的电腐蚀特性图10 铜的电腐蚀特性

另外,在所有电火花加工中,充足的冲洗是很重要的。在使用石墨电极时,要记住磨损颗粒可能会因重量特别轻而悬浮在放电液中,所以必须特别注意冲洗和过滤。放电液的流动率是影响有效冲洗的重要因素,而不是冲洗压力。液体加压冲洗法是最常使用的方法,因为去除的颗粒必须沿着电极表面放电,精确度将取决于侧面的腐蚀,见图11。吸力冲洗法是较受推崇的方法,会使表面粗糙度与精度更佳,但必须注意放电液的最佳流量,如图12。

图11 加压冲洗(加压孔贯穿被加工物) 图12 吸力冲洗(加压孔贯穿被加工物)

当然,以上所涉及的关于石墨特性的阐述只是基于我们目前所掌握的知识,其目的是为广大电加工同行提供参考,故不应将其中介绍的特定用途的某种产品的技术性能视作必然结果。毕竟在模具工业越来越发达的今天,电火花加工特别是用石墨作为电极进行各种复杂型腔的精密加工将越来越广泛,其涉及到的不同加工经验、参数和知识在不断更新,不断变化,这仍需我们做持续不懈的努力和探索。

石墨散热材料技术及市场调研报告

石墨散热材料技术及市场调研报告 一、散热材料概述 1.背景技术 随着科学技术和工业生产的发展,导热材料广泛应用于换热工程、采暖工程和电子信息等领域。同时人们对导热材料提出了新的要求,希望导热材料具有优良的综合性能,如在化工生产和废水处理中使用的热交换器既需要所用材料具有良好的导热性能,又要求其耐化学腐蚀和耐高温等。近几年来,在电子电气领域,由于集成技术和组装技术的迅速发展,电子元件和逻辑电路的体积成千成万倍地缩小,则更需要高导热性能的绝缘材料。 传统的导热材料大部分为金属(如Ag、Cu和Al等)、金属氧化物(如Al?O?、MgO和BeO等)以及其它非金属材料(如石墨、炭黑、AlN等)。众所周知,大多数金属材料的抗腐蚀性能差,目前采用合金和防腐涂层等技术提高金属的抗腐蚀性能,尽管这样提高了金属的抗腐蚀性能,却大大降低了材料的导热性能,因而限制了其在化工等领域的应用。 目前所使用的散热材料基本都是铝合金,但铝的导热系数并不是很高 (237W/mK),金和银的导热性能较高,但是价格太高,铜的导热系数次之 (398W/mK),但铜重量大,易氧化,且价格也不低。而石墨材料具有耐高温、重量轻(仅为传统金属导热材料的1/2-1/5)、热导率高、化学稳定性强、热膨胀系数小,取代传统的金属导热材料,不仅有利于电子仪器设备的小型化、微型化和高功率化,而且有效减轻电子元件的重量,增加有效载荷。但石墨硬度和机械强度远不如金属,这给后续加工带来了困难。 2.散热材料定义 散热材料是指各类电子元器件或者机械设备中散热装置所使用的具体材料。由于各种材料导热性能的差异,按导热性能从高到低排列,分别是银,铜,铝,

石墨烯基材料做电极材料的机遇与挑战

石墨烯基材料做电极材料的机遇与挑战近年来,高性能电化学储能装置的需求量大幅上升,于是很多学者都开始投入到对更卓 越电极材料的开发和研究中。在这方面,石墨烯基材料吸引了大量目光。由于能提升现有设备性能,并使下一代设备更实用,石墨烯基材料被看作是前景深远的高性能电极材料。 碳材料广泛应用于不同的储能设备,并发挥着非常重要的作用。然而,由于多孔碳材料和纳米碳材料密度低,高碳含量电极的存储密度也总是很低,因而造成体积能量密度低。 尽管石墨烯也面临同样问题,甚至情况更严重,但经过石墨烯和电极结构设计的可控组合,还是可以得到高密度石墨烯基电极。此外,在许多情况下,组装的集成石墨烯基电极不含任何导电剂和粘结剂,因此能进一步帮助提升体积能量密度。

作为电化学储能装置的潜在电极材料,石墨烯具有许多其他传统碳材料和纳米碳材料所没有的优越性。石墨烯物理结构稳定、比表面积大、导电性良好,对大多数电化学储能装置来说,它几乎是一种完美材料。 此外,石墨烯的输出性能也取得了很多令人瞩目的进步:利用二维层状结构能构建出各种三维结构,还具备可调节的孔隙结构。我们在论文中综述了石墨烯基材料在液态锂离子电池、锂硫电池、锂氧电池、NIB和SC等方面的应用。我们研究发现,将石墨烯应用于这些装置,能大大提高其性能。 石墨烯的几个显著优势如下: 1.石墨烯在实际应用于非碳材料时,是一种有利的碳基材。它应用容易,比表面积大,使得在其表面实现其他活性成分的杂交和均匀散布更加容易,这也极大提高了这些成分的利用率。此外,利用石墨烯在两个活性粒子甚至是整个电极间构建互联的导电网络也是轻而易举。这样的网络有助于提高电极的循环稳定性。 2.通过在装置中使用石墨烯代替传统碳材料,能实现高体积能量密度。石墨烯为高体积能量密度装置的组装提供了潜在解决方案。 3.柔性石墨烯有望制造柔性储能装置。使用石墨烯及其组件可以制备出具有高度柔韧性的集流体,为我们提供了一种取代脆性金属集流体的方法。此外,利用石墨烯还能制备出集成柔性电极,有助于解决在反复弯曲过程中集流体活性材料分离的问题。 除了以上几点,石墨烯相较于传统碳材料还具有多种优越性能,可能有助于促进各种新型电池系统的实际应用。新近研究报告指出,高能室温钠硫电池通过碳/硫复合材料作为电极。我们可以预料,石墨烯可以进一步帮助提升这类电池的性能。还有研究发现,石墨烯基复合材料可作为锌空气电池的高效电催化剂。在种种结果之上,我们不难看出,石墨烯在未来能源储存装置应用中的巨大潜力。

石墨化

1 直流石墨化炉 直流石墨化炉(DC graphitization furhace) 以炭素焙烧品和电阻料为炉芯,通入直流电,生产人造石墨制品的一种电阻炉。由于炉芯的电阻(主要是电阻料的电阻),电流流过时电能即转变为热能,而将炭素焙烧品加热到2000~3000℃的高温,完成石墨化过程而成为人造石墨。它与交流石墨化炉都同属于艾奇逊炉。 简史20世纪60年代,直流石墨化技术在欧美发达国家开始发展起来,它与交流石墨化炉比较,具有容量大、产品质量好、能耗低等显著优点,因而引起世界各国的普遍兴趣和关注。中国直流石墨化炉的起步稍晚。1972年10月北京炭紊厂用3000kV?A整流变压器配9m 的炉子首先应用在生产上,与交流炉相比,不仅送电时间短,而且节电25%以上。1973年1月南通炭素厂用13500kV?A整流变压器配18m的炉子投入生产后,也取得了缩短通电时间20h,电耗降到4000kW?h/t以下的成绩。1975年9月吉林炭素厂16000kV?A的大直流和石家庄石墨电极厂的3340kV?A直流炉同时投产。截止到1986年中国原来拥有的13.6万kV?A的交流石墨化炉,只占当年石墨化炉总装机容量的27%。而直流石墨化炉,装机容量达到了17.5万kV?A,占73%。使中国石墨化技术水平上了一个新台阶。 炉子结构及特点直流石墨化炉和交流石墨化炉除了供电设备不同外,炉子本体的结构完全一样。直流石墨化炉的供电设备由三相交流主调和一变压器及相应的整流设备组成。 以直流电的方式向炉子供电具有如下优点:(1)由于采用的供电变压器是三相的,对电网不会产生三相负荷不平衡的影响。可以增大变压器的容量,可强化石墨化工艺,增大石墨化炉容量。(2)整个供电线路上的功率因数较高,达到0.9以上,对电能的有效利用率得到提高。 (3)直流电没有交变磁场和电感损失,也没有表面效应及l临近效应等电的损失,电效率较高。 石墨化过程的强化直流石墨化炉供电条件的改善为强化石墨化过程创造了条件。由于电网对使用变压器的容量没有限制,可以采用大功率的变压器和整流机组,直流电的损失小,利用率高,所以炉芯可以得到更多的电能。如以适当大小的炉芯相配合,单位体积的功率达到160kW/m3(比交流炉大60%)以上,电流密度达到2.0A/cm2(比交流炉大100%) 以上,具备了这样的条件,就可以实现快速送电,使石墨化的温度在较短的时间内达到2700℃(比交流炉提高约400℃)。由于送电时间缩短,便可以提高炉子产能,降低石墨化的电耗,一般可降到4000kW?h/t以下(比交流炉降低约20%),石墨化温度的提高,使石墨化进行得更完全,因此提高了产品质量。总之,在直流石墨化炉上可以实现大功率、高电密、快曲线的操作,使石墨化生产达到高产、优质、节电的目标,这便是石墨化过程的强化。以16000kV?A的直流石墨化炉与5000kV?A的交流石墨化炉为例.其技术经济指标见表。 石墨化过程的强化,除了在设备上要采用大容量的整流变压机组,炉子的长度和炉芯面积要适当增加并与变压器匹配外,在工艺操作上还要采取如下措施:(1)采用低电阻率的电阻料

石墨电极的原料及制造工艺

石墨电极的原料及制造工艺 一、石墨电极的原料 1、石墨电极 是采用石油焦、针状焦为骨料,煤沥青为粘结剂,经过混捏、成型、焙烧、浸渍、石墨化、机械加工等一系列工艺过程生产出来的一种耐高温石墨质导电材料。石墨电极是电炉炼钢的重要高温导电材料,通过石墨电极向电炉输入电能,利用电极端部和炉料之间引发电弧产生的高温作为热源,使炉料熔化进行炼钢。其他一些冶炼黄磷、工业硅、磨料等材料的矿热炉也用石墨电极作为导电材料。利用石墨电极优良而特殊的物理化学性能,在其他工业部门也有广泛的用途。2、石墨电极的原料 生产石墨电极的原料有石油焦、针状焦和煤沥青 (1)石油焦 石油焦是石油渣油、石油沥青经焦化后得到的可燃固体产物。色黑多孔,主要元素为碳,灰分含量很低,一般在%以下。石油焦属于易石墨化炭一类,石油焦在化工、冶金等行业中有广泛的用途,是生产人造石墨制品及电解铝用炭素制品的主要原料。 石油焦按热处理温度区分可分为生焦和煅烧焦两种,前者由延迟焦化所得的石油焦,含有大量的挥发分,机械强度低,煅烧焦是生焦经煅烧而得。中国多数炼油厂只生产生焦,煅烧作业多在炭素厂内进行。 石油焦按硫分的高低区分,可分为高硫焦(含硫%以上)、中硫焦(含硫%%)、和低硫焦(含硫%以下)三种,石墨电极及其它人造石墨制品生产一般使用低硫焦生产。 (2)针状焦 针状焦是外观具有明显纤维状纹理、热膨胀系数特别低和很容易石墨化的一种优质焦炭,焦块破裂时能按纹理分裂成细长条状颗粒(长宽比一般在以上),在偏光显微镜下可观察到各向异性的纤维状结构,因而称之为针状焦。 针状焦物理机械性质的各向异性十分明显, 平行于颗粒长轴方向具有良好的导电导热性能,热膨胀系数较低,在挤压成型时,大部分颗粒的长轴按挤出方向排列。因此,针状焦是制造高功率或超高功率石墨电极的关键原料,制成的石墨电极电阻率较低,热膨胀系数小,抗热震性能好。 针状焦分为以石油渣油为原料生产的油系针状焦和以精制煤沥青原料生产的煤系针状焦。 (3)煤沥青 煤沥青是煤焦油深加工的主要产品之一。为多种碳氢化合物的混合物,常温下为黑色高粘度半固体或固体,无固定的熔点,受热后软化,继而熔化,密度为-cm3。按其软化点高低分为低温、中温和高温沥青三种。中温沥青产率为煤焦油的54-56%。煤沥青的组成极为复杂,与煤焦油的性质及杂原子的含量有关,又受炼焦工艺制度和煤焦油加工条件的影响。表征煤沥青特性的指标很多,如沥青软化点、甲苯不溶物(TI)、喹啉不溶物(QI)、结焦值和煤沥青流变性等。 煤沥青在炭素工业中作为粘结剂和浸渍剂使用,其性能对炭素制品生产工艺和产品质量影响极大。粘结剂沥青一般使用软化点适中、结焦值高、β树脂高的中温或中温改质沥青,浸渍剂要使用软化点较低、 QI低、流变性能好的中温沥青。 二、石墨电极的制造工艺

石墨电极

石墨电极 石墨电极(graphite electrode) 以石油焦、沥青焦为颗粒料,煤沥青为黏结剂,经过}昆捏、成型、焙烧、石墨化和机械加工而制成的一种耐高温的石墨质导电材料。石墨电极是电炉炼钢的重要高温导电材料,通过石墨电极向电炉输入电能,利用电极端部和炉料之间引发电弧产生的高温为热源,使炉料熔化进行炼钢,其他一些电冶炼或电解设备也常使用石墨电极为导电材料。2000年全世界消耗石墨电极100万t左右,中国2000年消耗石墨电极25万t左右。利用石墨电极优良的物理化学性能,在其他工业部门中也有广泛的用途,以生产石墨电极为主要品种的炭素制品工业已经成为当代原材料工业的重要组成部门。 简史早在1810年汉佛莱?戴维(Humphry Davy)利用木炭制成通电后能产生电弧的炭质电极,开辟了使用炭素材料作为高温导电电极的广阔前景,1846年斯泰特(Stair)和爱德华(Edwards)用焦炭粉及蔗糖混合后加压成型,并在高温下焙烧从而制造出另一种炭质电极,再将这种炭质电极浸在浓糖水中以提高其体积密度,他们获得了生产这种电极的专利权。1877年美国克利夫兰(Cleveland)的勃洛希(C.F.Brush)和劳伦斯(https://www.sodocs.net/doc/7e7881583.html,wrence)采用煅烧过的石油焦研制低灰分的炭质电极获得成功。1899年普利查德(O.G.Pritchard)首先报道了用锡兰天然石墨为原料制造天然石墨电极的方法。1896年卡斯特纳(H.Y.Gastner)获得了使用电力将炭质电极直接通电加热到高温,而生产出比天然石墨电极使用性能更好的人造石墨电极的专利权。1897年美国金刚砂公司(Carborundum Co.)的艾奇逊(E.G.Acheson)在生产金刚砂的电阻炉中制造了第一批以石油焦为原料的人造石墨电极,产品规格为22mm×32m mX380mm,这种人造石墨电极当时用于电化学工业生产烧碱,在此基础上设计的“艾奇逊”石墨化炉将由石油焦生产的炭质电极及少量电阻料(冶

石墨烯在锂离子电池负极材料中的应用

石墨烯在锂离子电池负极材料中的应用石墨烯(Graphene)是一种仅由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型晶格的平面薄膜,亦即只有一个碳原子厚度的二维材料。相比其他炭材料如碳纳米管,石墨烯具有独特的微观结构,这使得石墨烯具有较大的比表面积和蜂窝状空穴结构,具有较高的储锂能力。此外,材料本身具有良好的化学稳定性、高电子迁移率以及优异的力学性能,使其作为电极材料具有突出优势。与碳纳米管类似,纯石墨烯材料由于首次循环库仑效率低、充放电平台较高以及循环稳定性较差等缺陷并不能取代目前商用的炭材料直接用作锂离子电池负极材料。随着制备技术的发展,通过控制石墨烯片层间的间距,防止固体电介质层的形成大量消耗锂离子,并合理平衡缺陷结构与“死锂”的产生也许是石墨烯材料进一步向实用化材料发展的方向之一。 1.硅-石墨烯基复合材料在锂电池负极材料中的应用 石墨烯也是对硅负极进行改性的重要骨架材料。它能够提供自由空间来缓冲充放电过程中的体积效应,保证脱嵌锂过程中材料结构的完整性;同时,石墨烯片层间能形成稳定的导电网络,从而提高电极的储锂性能。Lee等将纳米硅颗粒高度分散在石墨烯薄片上,然后进行热处理还原得到硅-石墨烯复合材料,电化学测试表明,该复合材料经过50个循环后,容量大于2200mA·h/g,200个循环后容量大于1500mA·h/g,每个循环的衰减率小于0.5%。该复合材料优异的电化学性能得益于纳米硅颗粒均匀分散在柔韧的石墨烯层间,不仅改善了硅的电子电导,而且有效缓冲了硅的体积效应。 高鹏飞通过喷雾干燥技术将二维的石墨烯加工成具有三维结构的导电网络,同时将纳米硅粉包裹在其内部空腔内,得到了一种“包裹型”硅碳复合材料。该材料具有高达1525mA·h/g 的比容量和较好的循环稳定性。这得益于硅与石墨烯的协同效应,纳米硅粒可分隔石墨烯层,防止其堆叠失效;而石墨烯层可以缓冲硅的体积效应,其导电网络结构可改善活性硅颗粒的电接触,维持材料结构稳定。Ma等通过喷雾干燥法合成具有浴花形状的硅-石墨烯复合材料(见图1)。电化学测试表明,该复合材料的首次充放电容量分别为2174mA·h/g和1252mA·h/g,经过30个循环后,可逆容量仍保持在1500mA·h/g以上。其优异的电化学性能归因于这种特殊的浴花状结构以及石墨烯与纳米硅颗粒之间的协同作用,石墨烯提供足够的空间来缓冲充放电过程中硅的体积变化,并防止硅颗粒的聚集。此外,高导电性的石墨烯包裹活性纳米硅颗粒,从而保持其循环过程中稳定的电接触。

石墨电极的生产工艺流程和质量指标的及消耗原理知识讲解

石墨电极的生产工艺流程和质量指标的及 消耗原理

目录 一、石墨电极的原料及制造工艺 二、石墨电极的质量指标 三、电炉炼钢简介及石墨电极的消耗机理 石墨电极的原料及制造工艺 ●石墨电极是采用石油焦、针状焦为骨料,煤沥青为粘结剂,经过混 捏、成型、焙烧、浸渍、石墨化、机械加工等一系列工艺过程生产出来的一种耐高温石墨质导电材料。石墨电极是电炉炼钢的重要高温导电材料,通过石墨电极向电炉输入电能,利用电极端部和炉料之间引发电弧产生的高温作为热源,使炉料熔化进行炼钢。其他一些冶炼黄磷、工业硅、磨料等材料的矿热炉也用石墨电极作为导电材料。利用石墨电极优良而特殊的物理化学性能,在其他工业部门也有广泛的用途。生产石墨电极的原料有石油焦、针状焦和煤沥青 ●石油焦是石油渣油、石油沥青经焦化后得到的可燃固体产物。色黑 多孔,主要元素为碳,灰分含量很低,一般在0.5%以下。石油焦属于 易石墨化炭一类,石油焦在化工、冶金等行业中有广泛的用途,是生产人造石墨制品及电解铝用炭素制品的主要原料。 ●石油焦按热处理温度区分可分为生焦和煅烧焦两种,前者由延迟 焦化所得的石油焦,含有大量的挥发分,机械强度低,煅烧焦是生焦经煅烧而得。中国多数炼油厂只生产生焦,煅烧作业多在炭素厂内进行。 ●石油焦按硫分的高低区分,可分为高硫焦(含硫1.5%以上)、中 硫焦(含硫0.5%-1.5%)、和低硫焦(含硫0.5%以下)三种,石墨电极及其它人造石墨制品生产一般使用低硫焦生产。 ●针状焦是外观具有明显纤维状纹理、热膨胀系数特别低和很容易石 墨化的一种优质焦炭,焦块破裂时能按纹理分裂成细长条状颗粒(长宽比一般在1.75以上),在偏光显微镜下可观察到各向异性的纤维状结 构,因而称之为针状焦。 ●针状焦物理机械性质的各向异性十分明显, 平行于颗粒长轴方向具 有良好的导电导热性能,热膨胀系数较低,在挤压成型时,大部分颗粒的长轴按挤出方向排列。因此,针状焦是制造高功率或超高功率石墨电极的关键原料,制成的石墨电极电阻率较低,热膨胀系数小,抗热震性能好。 ●针状焦分为以石油渣油为原料生产的油系针状焦和以精制煤沥青 原料生产的煤系针状焦。 ●煤沥青是煤焦油深加工的主要产品之一。为多种碳氢化合物的混合 物,常温下为黑色高粘度半固体或固体,无固定的熔点,受热后软化,继而熔化,密度为1.25-1.35g/cm3。按其软化点高低分为低温、中温和高温沥青三种。中温沥青产率为煤焦油的54-56%。煤沥青的组成极为复杂,与煤焦油的性质及杂原子的含量有关,又受炼焦工艺制度和煤焦油加工条件的影响。表征煤沥青特性的指标很多,如沥青软化点、甲苯不溶物(TI)、喹啉不溶物(QI)、结焦值和煤沥青流变性等。

石墨冷凝器技术规格书

石墨冷凝器 技 术 规 格 书 车间负责人: 设备负责人: 二〇一八年六月 1

一、供货范围及工艺参数 设备卖方的供货范围包括(但不仅限于)下列部分:设备本体、物料进出口配对法兰式钢衬四氟短接(其材质为钢衬四氟法兰紧固)、垫3片(材质为:三元乙丙橡胶)、紧固件等。矩形冷凝器为石墨块之间的密封垫为三元乙丙橡胶垫,石墨块为可拆卸更换结构。要求采用新购石墨制造,禁用翻新石墨块制造;树脂采用酚醛树脂。提供上游采购石墨原料的质量合格证书和购货公司。 设备技术参数: 2

二、规格尺寸 三、浸渍工艺要求 (一)浸渍剂应具备下列条件 1)具有良好的化学稳定性; 2)浸渍后能提高石墨材料力学性能; 3)早加热或其他热工艺条件下,应易于固化,固化后其体积应无甚变化; 4)挥发成分和水分应尽量减少; 5)粘度要低,流动性好,易于充填石墨材料孔隙,对石墨材料 的粘附性良好。 3

(二)浸渍工艺要求 1)浸渍必须保证真空度、压力、时间等; 2)石墨材料要浸渍至少三次以满足设备的使用要求。 (三)浸渍评定要求 石墨材料浸渍后的抗拉强度、抗压强度、抗弯强度应符合HG/T2370《石墨制化工设备技术条件》中的要求。其中抗拉试样每个试样的强度性能测试试值应不低于HG/T2370《石墨制化工设备技术条件》中的规定。石墨制压力容器所用石墨材料浸渍后的抗拉强度、抗压强度、抗弯强度应符合GB/T 21432。 四、性能保证 投标方保证所供货物符合本招标书对整套设备设计、材料选择、加工、检验和验收等方面的要求;在质量保证期内(设备出厂交货后18个月或工厂开车后12个月,以先到时间为准),由于卖方设计、制造、材料选择和安装方面的原因出现的质量问题,卖方将在接到买方正式书面通知后3天内免费进行改进、修理或更换。 五、投标要求 投标方中标后在5日内对所有设备管口方位出蓝图与买方核实签字认可后方可签订合同。卖方需按如下要求提供有关文件资料:货物技术说明、货物一览表(包括所供的全部设备、材料、附件和备件清单)及分项价格、主要设备和(或)材料分供货商一览表、产品样本(包括主要设备分供货厂商样本)、 4

石墨烯基超级电容器电极材料研究进展..

**大学研究生课程考试(查)论文2014——2015学年第二学期 《石墨烯基超级电容器电极材料研究进展》 课程名称:材料化学 任课教师: 学院: 专业: 学号: 姓名: 成绩:

石墨烯基超级电容器电极材料研究进展 摘要:超级电容器是目前研究较多的新型储能元件,其大的比电容、高的循环稳定性以及快速的充放电过程等优良特性,使其在电能储存及转化方面得到广泛应用。超级电容器的电极材料是它的技术核心。石墨烯作为一种新型的纳米材料,具有良好的导电性和较大的比表面积,可作为超级电容器的电极材料。利用其他导电物质对石墨烯进行改性和复合,可以在保持其本身独特优点的同时提高作为电极材料的导电率、循环稳定性等其他性能。本文对近年来石墨烯基电极材料在两种不同类型超级电容器中的应用研究进行了综述。 关键词:超级电容器;石墨烯;导电聚合物;金属氧化物 随着人类社会赖以生存的环境状况的日益恶化,过多的CO2排放造成气候变化不稳定,人们对能源的开发和研究重点已经转移到绿色能源(如太阳能、风能等)上面[1, 2],但是它们是靠大自然的资源来储能和转化能量的,其发电能力极大程度要受到自然环境以及季节变化的影响,如果被广泛应用于日常生活,有很多不稳定性,这也是目前太阳能、风能领域的瓶颈。超级电容器,又称作电化学电容器,是一种既稳定又环保的新型储能元件。它具有充电时间短、使用寿命长、功率密度高、安全系数高、节能环保、低温特性好等优点。超级电容器在现代科技、工业、航天事业方面的应用都十分广泛,它代表了高储能技术的一次突破。目前,国内在相关方面做了许多研究,并实现了商业化生产。但是,它们的广泛应用还存在,例如,能量密低、成本过高等问题。 从原理出发,超级电容器可分为双电层电容器和法拉第赝电容器两类。两者均是由多孔双电极、电解质、集流体、隔离物4部分所构成(超级电容器结构如图1所示)。为了减小接触电阻,要求电解质和电极材料紧密接触;隔离物的电子电导要低,离子电导要高,以保证电解质离子顺利穿透。双电层电容器是利用双电极和电解质组成的双电层结构来实验充放电储能的。当在两电极上施加电压,电解质被电离产生正负离子,由于电荷补偿,正离子移向负电极,负离子移向正电极,这样就在电极与电解质界面处产生双电层。由于这个双电层是由相反电荷层构成,如同普通平板电容器一样,但是此双电层间距很小,是原子尺寸量

石墨电极知识

石墨电极 1、石墨电极,主要以、为原料,作结合剂,经、配料、混捏、压型、焙烧、石墨化、机加工而制成,是在电弧炉中以电弧形式释放电能 对炉料进行加热熔化的导体,根据其质量指标高低,可分为普通功率、高功率和超高功率。 2、使用说明 (1)受潮湿的石墨电极,使用前要烘干。 (2)去除备用石墨电极孔上的泡沫塑料保护帽,检查电极孔内螺纹 是否完整。 (3)用不含油和水的压缩空气清理备用石墨电极表面和孔内螺纹; 避免用钢丝团或金属刷砂布清理。 (4)将接头小心地旋入备用石墨电极一端(不建议将接头直接装入 炉上撤换下来的电极)的电极孔内,不得碰撞螺纹。 (5)将电极吊具(建议采用石墨材质的吊具)拧入备用电极另一端的 电极孔内。 (6)起吊电极时,垫松软物到备用电极装接头一端的下面,以防止 地面碰损接头;用吊钩伸入吊具的吊环后吊起,吊运电极要平稳,防 止电极由B端松脱或与其它的固定装置碰撞。 (7)将备用电极吊到待接电极上方,对准电极孔后慢慢落下;旋转 备用电极,使螺旋吊钩与电极一起转动下降;在两支电极端面相距 10-20mm时,再次用压缩空气清理电极两个端面和接头的裸露部分; 在最后完全下放电极时,不可过猛,否则因猛烈碰撞,会导致电极 孔和接头的螺纹受损。 (1)用力矩扳手拧备用电极,直到两支电极的端面紧密接触为止 (电极和接头的正确连接夹缝小于0.05mm)。 石墨在大自然中非常普遍,并且石墨烯是人类已知强度最高的物质,但科学家可能仍然需要花费数年甚至几十年时间,才能找到一种将 石墨转变成大片高质量石墨烯"薄膜"的方法,从而可以用它们来为 人类制造各种有用的物质。据科学家称,石墨烯除了异常牢固外,

炭素工艺学

炭素材料的制备原料 1、石油焦 2、沥青焦 3、冶金焦 4、无烟煤 5、煤沥青 6、其他辅助原料 1、石油焦 石油焦是石油炼制过程中的副产品。石油经过常压或减压蒸馏,分别得到汽油、煤油、柴油和蜡油,剩下的残余物称为渣油。将渣油进行焦化便得到石油焦。因而石油焦的性质主要取决于渣油的种类。 石油焦是生产各种炭素材料的主要原料。这种焦炭灰分比较低,一般小于1%。 石油焦在高温下容易石墨化。石油焦的特性对炭素材料的性能有很大影响。 延迟焦化是将原料经深度热裂化转化为气体烃类,轻、中质馏分油及焦炭的加工过程。 原料一般是深度脱盐后的原油经减压蒸馏所得的渣油。有时在减压渣油中配有一定比例的热裂化渣油或页岩油。 (1)焦化反应 石油焦是由渣油经过焦化工艺而制得的产品。渣油的组成很复杂。渣油与原油同样都是由各种烃类和烃类化合物组成的。在渣油中还有沥青质组分。它与沥青焦有相似之处,但它含有较多氧、氮、硫。在重柴油馏分中沥青质脱去一个脂族基便能转化为树脂质。树脂质和沥青质在高温下会进行缩聚反应,最后可得焦炭。 渣油的焦化反应可归纳为: 1) 渣油中的树脂质—沥青质—焦炭 2) 渣油中的芳香烃等—高分子缩聚物—树脂质—沥青质—焦炭 3) 渣油中的烷烃、环烷烃、带长侧链稠环—芳香烃—高分子缩聚物—树脂质—沥青质—焦炭 (2)石油焦的分类 根据石油焦结构和外观,石油焦产品可分为针状焦、海绵焦、弹丸焦和粉焦4种。 根据硫含量的不同,可分为高硫焦和低硫焦。 石油焦按照硫含量、挥发分和灰分等指标的不同,分为3个牌号,每个牌号又按质量分为A、B两种。 根据原料渣油的不同,石油焦又分为裂化石油焦、常减压石油焦和页岩石油焦 2、沥青焦 沥青焦是一种含灰分和硫分均较低的优质焦炭,它的颗粒结构致密,气孔率小,挥发分较低,耐磨性和机械强度比较高,其来源是以煤沥青为原料,采用高温干馏(焦化)的方式制备而得。 沥青焦虽然也是一种易石墨化焦,但与石油焦相比,经过同样的高温石墨化后,真密度略低,且电阻率较高、线膨胀系数较大。沥青焦是生产铝用炭素阳极和阳极糊的原料,也是生产石磨电极、电炭制品的原料。 生产沥青焦的原料是中温沥青和高温沥青,高温沥青是中温沥青在氧化釜中用热空气氧化而成。高温沥青粘度大,装炉温度较高,挥发分含量小,有利于装炉操作。 由于沥青焦成焦温度较高,达到1300~1350℃,所以不经煅烧也可以直接使用。但沥青焦从炼焦炉中推出后采用浇水熄火,一般水分含量大,所以在生产中它与石油焦一起按比

石墨电极材料的选择标准

石墨电极材料的选择标准 石墨电极材料选择的依据有很多,但主要的有四个标准: 1.材料的平均颗粒直径 材料的平均颗粒直径直接影响到材料放电的状况。材料的平均颗粒越小,材料的放电越均匀,放电的状况越稳定,表面质量越好。 对于表面、精度要求不高的锻造、压铸模具,通常推荐使用颗粒较粗的材料,如ISEM-3等;对于表面、精度要求较高的电子模具,推荐使用平均粒径在4μm 以下的材料,以确保被加工模具的精度、表面光洁度。材料的平均颗粒越小,材料的损耗情况就越小,各离子团之间的作用力就越大。比如:通常推荐在精密压铸模具、锻造模具方面,ISEM-7已足以满足要求;但客户对于精度要求特别高时,推荐使用TTK-50或ISO-63材料,以确保更小的材料损耗,从而保证模具的精度和表面粗糙度。 同时,颗粒越大,放电的速度就越快,粗加工的损耗越小。主要是放电过程的电流强度不同,导致放电的能量大小不一。但放电后的表面光洁度也随着颗粒的变化而变化。 2.材料的抗折强度 材料的抗折强度是材料强度的直接体现,显示材料内部结构的紧密程度。强度高的材料,其放电的耐损耗性能相对较好,对于精度要求高的电极,尽量选择强度较好的材料。比如:TTK-4可以满足一般电子接插件模具的要求,但有些有特殊精度要求的电子接插件模具,可以选用同等粒径,但强度略高的材料TTK-5材料。 3.材料的肖氏硬度 在对石墨的潜意识认识中,石墨一般会被认为是一种比较软的材料。但实际的测试数据及应用情况显示,石墨的硬度要比金属材料高。在特种石墨行业中,通用的硬度检验标准是肖氏硬度测量法,其测试原理与金属的测试原理不同。由于石墨的层状结构,使其在切削过程中有非常优越的切削性能,切削力仅为铜材料的1/3左右,机械加工后的表面易于处理。 但由于其较高的硬度,在切削时,对于刀具的损耗会略大于切削金属的刀具。与此同时,硬度高的材料在放电损耗方面的控制比较优秀。在我司的EDM用材料

电解池知识点归纳

电解池 第1课时 电解原理 学习目标 1、理解电解原理,初步掌握一般电解反应两极反应物、产物的判断方法,能写出电极反应式和电解化学方程式。 知识归纳 1、电解:使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程,叫做电解。其实质是电解质溶液导电的过程。 电解池:把电能转化为化学能的装置,叫做电解池。 2、电极:(与电极材料无关)阳极:与电源的正极相连,发生氧化反应; 阴极:与电源的负极相连,发生还原反应。 3、构成条件:“三电一回路”①直流电源;②阴、阳电极;③电解质溶液或熔融电解质;④形成闭合回路。 4、(1)影响离子放电能力的因素:①离子得失电子的能力;②离子的浓度。 (2)离子的放电顺序:(物质在电解池的阴、阳两极发生反应的过程叫放电) 阴极:氧化性强的离子先得电子 Ag +>Hg 2+>Fe 3+>Cu 2+>H +(酸溶液)>Pb 2+>Sn 2+>Fe 2+>Zn 2+>H +(水溶液)>Al 3+>Mg 2+>Na +>Ca 2+>K + 阳极:阳极金属或还原性强的离子先失电子 活性电极>S 2->I ->Br ->Cl ->OH ->N>S>F - 5、分析总结书写电解池电极反应的一般思路 ? 6、原电池和电解池的区别 负较活泼金属阳与电源正极相连正不活泼金属或非金属导体阴与电源负极相连三个①活动性不同的两个电极①两个电极原电池 电解池一个概念 将化学能转变为电能的装置将电能转变为化学能的装置两个电极 极—失电子—发生氧化反应极—失电子—发生氧化反应极—得电子—发生还原反应极—得电子—发生还原反应流向电子负极→外电路→正极阳极→外电路→阴极 电流正极→外电路→负极阴极→外电路→阳极 离子阳离子→正极,阴离子→负极阳离子→阴极,阴离子→阳极 四个条件 ②电解质溶液③闭合电路④自发进行的氧化还原反应②电解质溶液③闭合电路④外加直流电源相同点氧化还原反应

石墨烯透明电极

柔性光电子器件,如有机发光二极管与太阳能电池,已经引起了越来越多研究者的关注。而其中用到的电极材料也需要具备柔性,轻便,低成本等特点,同时可以大批量地生产。 目前主导光电子器件的氧化铟锡(ITO)电极由于机械稳定性差,而且铟资源的日益缺少导致其成本的不断提高。所以急需寻求一些可替代的环保的电极材料。过去几十年研究者们尝试了大量的新型电极材料,比如纳米碳管、金属网格与金属纳米线网等。最近,由于其高导电性、透明性、可弯曲性、空气与高温稳定性,石墨烯作为一种新型的柔性电子学与电极材料得到广泛认同。 迄今为止制备石墨烯透明电极有两种方法:一种是把石墨烯氧化物溶液旋涂在基底上,然后在高温下还原;另一种是利用化学气相沉积法(CVD)的方法在金属镍或者铜表面催化生长石墨烯,然后再转移到不同的基底上。前一种方法很容易制成薄膜,但是需要1000℃高温,所以对很多基底都不合适,像玻璃与聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)分别在500℃与250℃左右就开始融化。后一种方法尽管不需要太高温度,却要使用复杂的CVD设备,同时还需要转移石墨烯膜的额外程序。因此开发一种低成本、高产出,同时不需高温处理、真空设备与膜转移步骤的方法来制备石墨烯透明柔性电极很有必 要。 香港理工大学纺织制衣系郑子剑教授的研究组与陶晓明教授合作,发展了一种简便的制备高质量石墨烯复合电极(graphene composite electrode, GCE)的方法。他们首先制备磺酸化修饰的石墨烯氧化物,再进行原位水合肼还原,得到大量(克级)径向尺寸大于50微米、并具有良好水溶性的石墨烯片。将此石墨烯的溶液进一步用导电聚噻吩(poly(3,4-ethylenedioxythiophene): polystyrenesulfonate,PEDOT: PSS)掺杂所得到的石墨烯复合溶液,能够很好地旋涂在玻璃或者PET 的基底上。然后只需要在150℃下退火,便可以得到高导电率(80 Ω sq ? 1)和高透光率(80%)的石墨烯复合材料透明电极。在1000次弯曲测试中,电极显示了极好的稳定性,导电性没有明显降低。 使用该电极制备的有机发光二极管在发光效果上也比基于ITO电极的器件高出2倍。

电解池知识点归纳完整版

电解池知识点归纳 HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】

电解池 第1课时电解原理 学习目标 1、理解电解原理,初步掌握一般电解反应两极反应物、产物的判断方法,能写出电极反应式和电解化学方程式。 知识归纳 1、电解:使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程,叫做电解。其实质是电解质溶液导电的过程。 电解池:把电能转化为化学能的装置,叫做电解池。 2、电极:(与电极材料无关)阳极:与电源的正极相连,发生氧化反应; 阴极:与电源的负极相连,发生还原反应。 3、构成条件:“三电一回路”①直流电源;②阴、阳电极;③电解质溶液或熔融电解质;④形成闭合回路。 4、(1)影响离子放电能力的因素:①离子得失电子的能力;②离子的浓度。 (2)离子的放电顺序:(物质在电解池的阴、阳两极发生反应的过程叫放电) 阴极:氧化性强的离子先得电子 Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(酸溶液)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+(水溶液)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+阳极:阳极金属或还原性强的离子先失电子

活性电极>S 2->I ->Br ->Cl ->OH ->N>S>F - 5、分析总结书写电解池电极反应的一般思路 6、 原电池和电解池的区别 【练习1】如图所示是电 解氯化铜溶液的装置,其中c 、d 为石墨电极,下列有关判断正确的是( ) A.a 为负极,b 为正极 B.a 为阳极,b 为阴极 C.电解过程中,d 电极质量增加 D.电解过程中,氯离子的浓度不变 随堂检测 1.关于原电池、电解池的电极名称,下列说法错误的是( ) A.原电池中失去电子的一极为负极 负较活泼金属阳与电源正极相连正不活泼金属或非金属导体阴与电源负极相连三个①活动性不同的两个电极①两个电极原电池 电解池 一个概念将化学能转变为电能的装置将电能转变为化学能的装置两个电极 极—失电子—发生氧化反应 极—失电子—发生氧化反应 极 —得电子—发生还原反应极 —得电子—发生还原反应流向 电子 负极→外电路→正极阳极→外电路→阴极电流正极→外电路→负极阴极→外电路→阳极离子 阳离子→正极,阴离子→负极阳离子→阴极,阴离子→阳极 四个条件②电解质溶液③闭合电路 ④自发进行的氧化还原反应 ②电解质溶液③闭合电路④外加直流电源 相同点 氧化还原反应

石墨电极编程作业

目的: 为了完善公司的编程管理制度,电脑文档管理,编程方法,加工参数,程序单制做,各种类型的工件的刀路编写能有固定.统一的制度及方法。以达到公司各类型产品制做周期准时,确保生产编排运作正常,产品质量稳定,赢得客户信任。和提高编程技术人员编程技能之目的。 目录: 1.电脑管理制度。 2.图档管理及NC程序管理规范。 3.程序单编写归定。 4.一般类型电极编程技巧及实例。 5.超行程电极的编程方法。 6.喇叭网孔电极编程方法。 7.EROWA制具使用方法。 8.长条(小电极用)夹具组使用方法。 电脑管理制度 1.1 每台电脑责任人必须管理好所用电脑及其各组件之保护及保养,

以确保无遗失,无损坏,能够长期正常运作。 1.2 电脑外表面必须每天清理.主机箱每周清理一次。 1.3 电脑不得私自更改.添加及删除用户名和密码。 1.4 未经主管批准.不得安装工作必须使用的软件之外的任何电脑程序及软件.如:游戏.音乐.非本公司常用编程软件等。 1.5不得私自拷贝.删除公司电脑内的任何资料。 1.6电脑如有硬件方面故障要及时填写“电脑维修申请单”交由电脑 部处理。 图档管理及NC程序管理规范 电极编程技巧及实例 特别说明:骨位电极侧面光刀一般选用平底刀或平底R角刀,其加工步距一定要跟据骨位斜度设定加工下切步距.我公司归定为:从0到0.5度每刀下切0.22MM, 从0.5到1度每刀下切0.2MM, 从1到2度每刀下切0.17MM, 从2到5度每刀下切0.12---0.15MM,如斜度大于5度可跟据电极型壮选合理的刀具及步距(一般用球头刀)。 扫顶程序:(目的:铲掉高度方向多余材料)每个电极必须要有扫顶程序,编程用“偏置粗加工策略”分2层加工,每层下2MM,高度方

石墨电极电火花加工性能的影响因素分析

石墨电极电火花加工性能的影响因素分析 影响石墨电极电火花加工性能的因素很多,各因素的合理配合对电火花加工特性有重要的影响。分析了主轴性能、脉冲电源及智能控制、工作液、电参数和加工极性选择等对石墨电极加工性能的影响,为生产实践提供了理论依据。 在电火花加工中如何正确选用石墨材料,并达到最佳的使用效果,不仅需考虑石墨电极材料牌号,同时要考虑加工参数及其机床性能等因素。影响石墨电极电火花加工性能(加工速度、加工表面粗糙度和电极损耗)的因素主要有机械系统性能、脉冲电源、控制系统、加工面积、放电参数、工件材料、工作液、电极形状、冲液方式等。本文根据国内外的有关研究着重从电火花机床、放电加工参数和加工材料等方面进行系统的分析和论述。 1 机床特性对石墨电极加工性能的影响 1.1 主轴性能的影响 主轴是电火花成形机的一个关键部件,它控制工件与工具电极之间的放电间隙。主轴的抬刀速度、传动速度和摇动方式直接影响生产率、表面粗糙度和加工稳定性等工艺指标。目前已普遍采用步进电动机、直流电动机或交流伺服电动机驱动主轴。 1.1.1 抬头排屑 主轴抬刀对于改善深槽(型腔)窄缝等微细加工的排屑,防止积碳和二次放电等现象有明显影响。发展高速抬刀是必然趋势。目前交流伺服电机驱动,抬刀速度一般可达3~5m/min[1]。日本Sadick公司AQ35L主轴采用直线电机控制,传动机构简单,不用滚珠丝杠,没有传动间隙,能实现高速度、高加速度移动,满足了EDM加工高速响应的要求。最大驱动力高达3000N,快进速度可达100m/min,最大加速度达到1g以上,能及时排除电蚀产物消除集中放电、二次放电。间隙不均匀性等得到极大的抑制,特别是对加工深槽窄缝能产生良好的效果[2]。例如:用端面面积为1mm×38mm、斜度1°的石墨片电极加工钢,深度达70mm,免冲液,粗加工用时2h10min,精加工用时1h30min,总共用3h40min,提高了加工速度。瑞士 Charmilles公司的ROBOFORM 35P机床,不但提高了主轴运动速度,还提高了坐标轴的运动速度,使电极交换时间节省35%。用截面20mm×20mm的电极,无冲液加工100mm深的型腔,加工时间仅为5h,表面粗糙度达到R max10μm。Makino EDNC系列抬刀速度在小型机床上是 2m/min,在大型机床上是10m/min。 1.1.2 主轴摇动 主轴的摇动功能可使加工表面均匀,得到高精度和高质量的加工表面。目前已有多种摇动方式,除了圆形和方形摇动外,还有六角、半圆柱、半球、三维射线、三维圆弧等摇动轨迹,遇到其他任意形状,可根据一个完整的轮廓建立所需的摇动方式。日本Mitsubishi EA系列电火花机床新开发的Orbit Pro摇动功能,电极以恒定运动进行加工,跟踪目标形状,实现高稳定加工;而常规摇动加工,沿目标形状一点一点连续加工,电极移动不平滑,变速移动,加工不稳定,两者对比如图1所示。 1.2 脉冲电源及智能化控制的影响 脉冲电源对电火花加工的生产率、表面质量、加工速度、电极损耗等都有很大的影响。

单层氧化石墨烯性能参数

单层氧化石墨烯性能参数 单层氧化石墨烯性能参数,这是很多人想知道的知识。氧化石墨烯是一种性能很好的新型碳材料,具有较高的比表面积和表面丰富的官能团,应用范围很广,市面上常见的产品有粉末状、片状以及溶液状的。氧化石墨烯可视为一种非传统型态的软性材料,具有聚合物、胶体、薄膜,以及两性分子的特性。下面就由先丰纳米简单的介绍单层氧化石墨烯性能参数。 1、性能 (1)含有丰富的羟基、羧基和环氧基等含氧官能团; (2)易于接枝改性,可与复合材料进行原位复合,从而赋予复合材料导电、导热、增强、阻燃、抗菌抑菌等性能; (3)易于剥离成稳定的氧化石墨烯分散液,易于成膜。 2、用途 应用于橡胶、塑料、树脂、纤维等高分子复合材料领域,还可以应用于锂电正负极材料的复合、石墨烯导热膜、催化剂负载。 3、操作处置与储存 操作人员需穿戴合适的防护服及防护手套;避免与皮肤直接接触,进入眼睛,应立即用大量清水冲洗。产品需密闭贮存于阴凉、通风及干燥的环境,在20℃的环境中贮存效果更佳。远离火种、热源,应与强还原剂、易燃物分开存放。

4、运输 非限制性货物,运输中应注意安全,防止日晒、雨淋、渗漏和标签脱落,严禁抛掷, 轻装轻卸,远离热源,隔绝火源。 如果想要了解更多关于单层氧化石墨烯的内容,欢迎立即咨询先丰纳米。 先丰纳米是江苏先进纳米材料制造商和技术服务商,专注于石墨烯、类石墨烯、碳纳 米管、分子筛、黑磷、银纳米线等发展方向,现拥有石墨烯粉体、石墨烯浆料和石墨烯膜 完整生产线。 自2009年成立以来一直在科研和工业两个方面为客户提供完善服务。科研客户超过 一万家,工业客户超过两百家。 南京先丰纳米材料科技有限公司2009年9月注册于南京大学国家大学科技园内,现 专注于石墨烯、类石墨烯、碳纳米管、分子筛、银纳米线等发展方向,立志做先进材料及 技术提供商。 2016年公司一期投资5000万在南京江北新区浦口开发区成立“江苏先丰纳米材料科技有限公司”,建筑面积近4000平方,形成了运营、研发、中试、生产全流程先进纳米 材料制造和技术服务中心。现拥有石墨烯粉体、石墨烯浆料和石墨烯膜完整生产线,2017年年产高品质石墨烯粉末50吨,石墨烯浆料1000吨。 欢迎广大客户和各界朋友莅临我司指导!欢迎电话咨询或者登陆我们的官网进行查看。

石墨烯-负极

Silicon-graphene battery triples lithium ion batteries density 28/10/2012 Batteries, System Operator Electric car range could triple with silicon-graphene breakthrough in lithium batteries. A new lithium-ion battery designed by CalBattery, with a silicon-graphene anode, promises a dramatic energy density breakthrough, according to a news release issued by the company on Friday. Energy density is the key measure of electric car batteries to determine driving range and ultimately the usefulness of the vehicle. It was the energy density improvements of lithium-ion batteries that enabled the resurgence of electric cars. But the current crop of lithium ion batteries do not allow for enough energy storage, and driving range, at a low enough cost, to get past the “too expensive” sniff test that is hindering electric car adoption today. The company is a finalist in the Dept of Energy?s 2012 Start UP America?s Next Top Energy Innovator challenge. Independent test results using full-cell lithium-ion battery cells designed by CalBattery demonstrate an energy density of 525 watt-hours per kilogram, and a specific anode capacity of 1,250 mili-amp-hours per gram.Most commercial batteries have an energy density in the 100-180 watt-hours per kilogram range, and specific anode capacity in the 325 mili-amp-hours per gram range.

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