Hoe maak je koolstofpasta elektrode?

Koolstofpasta-elektrode is een soort geleidend materiaal dat wordt gebruikt in minerale ovens, calciumcarbideovens en andere apparatuur. Het is samengesteld uit koolstof grondstoffen en kleefstoffen met unieke voordelen in milieubewaking en andere gebieden. Het heeft een eenvoudig bereidingsproces, lage kosten, aanpasbaar, flexibele aanpassing van eigenschappen, wetenschappelijk onderzoek en praktische toepassing aandacht.

Voorbereiding van materialen

Koolstofhoudende grondstoffen

De koolstofkernmaterialen van elektrodepasta zijn petroleumcoke, asfaltcoke en grafiet. Petroleumcoke heeft een hoog koolstofgehalte, minder onzuiverheden en een lagere weerstand na calcinatie bij hoge temperatuur. Asfaltcoke heeft een hoge mechanische sterkte en een goed elektrisch geleidingsvermogen, wat de stabiliteit van de elektrode kan verbeteren. Grafietschroot heeft een uitstekend elektrisch en thermisch geleidingsvermogen, wat de warmteoverdracht en de prestaties van het elektronentransport kan verbeteren. Afhankelijk van het gebruik van de elektrodepasta wordt het aandeel ervan nauwkeurig aangepast.

Binder

Steenkool bitumen is het meest gebruikte bindmiddel. Verwarmd tot een bepaalde temperatuur, verandert het van een vaste stof in een vloeistof, waardoor de koolstofdeeltjes gelijkmatig bedekt worden en stevig kunnen binden. Het verwekingspunt van het steenkoolasfalt bepaalt het bereik van de verwekingstemperatuur. Met het juiste verwekingspunt kan het asfalt bij verhitting volledig infiltreren in de grondstof. Het zorgt voor voldoende hechtsterkte na afkoeling en behoudt de vorm en structuur van de elektrodepasta. De vercooksingswaarde geeft de vercooksingscapaciteit bij hoge temperaturen weer. En de hogere verkooksingswaarde helpt om de mechanische sterkte en elektrische geleidbaarheid van de elektrodepasta bij hoge temperatuur te verbeteren.

Toevoegingen

Om de prestaties van de elektrodepasta te optimaliseren, worden soms specifieke additieven toegevoegd. Koperpoeder, aluminiumpoeder en andere metaalpoeders hebben een goed elektrisch geleidingsvermogen en kunnen na toevoeging het elektrisch geleidingsvermogen aanzienlijk verbeteren. Vezelmaterialen zoals koolstofvezel kunnen de mechanische sterkte verbeteren. Zodat de elektrodepasta niet gemakkelijk breekt wanneer deze wordt blootgesteld aan externe krachten. Antioxidanten kunnen de antioxidantcapaciteit bij hoge temperaturen verbeteren en de levensduur verlengen. Het type en de hoeveelheid additieven moeten echter worden onderworpen aan een groot aantal experimenten en strenge tests om te voorkomen dat andere eigenschappen worden beïnvloed.

Voorbereiding koolstofpasta Stap

Weeg de toner en lijm

Weeg het koolstofpoeder en de kleefstoffen af volgens de zorgvuldig ontworpen formule. Gebruik een elektronische balans met hoge precisie om de koolstofgrondstoffen en kleefstoffen nauwkeurig af te wegen. Controleer tijdens het wegen strikt de omgevingsomstandigheden om te voorkomen dat koolstofgrondstoffen hygroscopisch zijn of bederven door temperatuur- en vochtigheidsveranderingen. En gebruik gemakkelijk hygroscopische grondstoffen in een droge omgeving en verwerk ze zo snel mogelijk. Regelmatige kalibratie van de balans om een nauwkeurige weging te garanderen. Verschillende toepassingsscenario's elektrodepasta prestatie-eisen zijn verschillend, noodzaak om het gebruik van milieu, prestaties en kosten te overwegen om de beste formule te bepalen.

Gemengd malen

Meng en maal de afgemeten grondstoffen en lijmen in een high-speed mixer of een sterke kneedmachine. Roer eerst 10-15 minuten op lage snelheid om grote deeltjes te verspreiden. Verhoog dan de snelheid en verwarm tot 150-180 ℃, laat het koolpoeder zacht worden en de koolstofdeeltjes omhullen. En blijf roeren gedurende 30-45 minuten. Het volledig geroerde mengsel wordt ook overgebracht naar de kogelmolen en andere apparatuur voor 2-4 uur. Om de koolstofdeeltjes te verfijnen, de lijm stevig te binden en de uniformiteit en stabiliteit van de koolstofpasta te verbeteren.

Elektrodevormproces met koolstofpasta

Handmatige vulmethode

De handvulmethode is een eenvoudige en directe elektrodevormmethode. Reinig eerst de geprepareerde elektrodematrix (zoals glas-koolstof elektrode) en droog het met stikstof. Neem vervolgens een geschikte hoeveelheid voorbereide koolstofpasta. Vul deze voorzichtig met koolstofpasta op het oppervlak van de elektrodebasis of in een specifieke groef met een pincet of glazen staafjes. Bij het vullen moet de koolstofpasta zo gelijkmatig mogelijk worden verdeeld om gaten of ongelijkmatige dikte te voorkomen. Druk na het vullen zachtjes op de koolstofpasta met je vinger of een hulpmiddel om de pasta stevig aan de elektrodehouder te binden. Deze methode is eenvoudig te bedienen, er is geen speciale apparatuur nodig, maar de ervaring van de operator is hoog. En de consistentie van de elektrode na het vormen is relatief slecht.

Vormmethode

Met de vormmethode kunnen koolstofpasta-elektroden met een regelmatige vorm, nauwkeurige grootte en goede consistentie worden gemaakt. Selecteer eerst de juiste vorm of pas deze aan op basis van de gewenste vorm en grootte van de elektrode, zoals een PTFE-vorm. Nadat de mal is gereinigd en gedroogd, brengt u gelijkmatig een laag lossingsmiddel aan op het oppervlak van de mal voor latere afgifte. Vul vervolgens de koolstofpasta in de malholte en het gereedschap verdicht de koolstofpasta. Zorg ervoor dat de koolstofpasta de mal volledig vult en dat het oppervlak vlak is. De mal met de koolstofpasta wordt vervolgens onder bepaalde temperatuur- en drukcondities geplaatst om uit te harden. (Als je een bindmiddel gebruikt dat moet uitharden, zoals epoxyhars). Na uitharding wordt de mal voorzichtig geopend en wordt de gevormde elektrode met koolstofpasta verwijderd. Deze methode is geschikt voor grootschalige voorbereiding en toepassingsscenario's waarbij een hoge vorm- en maatnauwkeurigheid van de elektrode vereist is.

Koolpasta-elektrode nabehandeling

Oppervlakteslijpen en polijsten

Het oppervlak van de gevormde koolstofpasta-elektrode kan ongelijk of ruw zijn. Dit heeft invloed op de elektrochemische prestaties en de reproduceerbaarheid van de elektrode. Daarom moet het oppervlak van de elektrode worden geslepen en gepolijst. Eerst wordt het oppervlak van de elektrode geslepen met schuurpapier om duidelijke oneffenheden en oneffenheden te verwijderen. (Van grofkorrelig tot fijnkorrelig, zoals 200 mesh, 400 mesh, 800 mesh, 1200 mesh, enz.) Tijdens het slijpen moet u erop letten dat de kracht op het elektrodeoppervlak gelijkmatig is. Om beschadiging van de koolstofpastalaag te voorkomen. Polijst de elektrode vervolgens met een polijstdoek en polijstpasta (zoals aluminiumoxide polijstpasta). Om een spiegeleffect op het elektrodeoppervlak te verkrijgen. Het gepolijste elektrodeoppervlak is gladder, wat de achtergrondstroom van de elektrode effectief kan verminderen en de gevoeligheid en responsstabiliteit van de elektrode kan verbeteren.

Reiniging en activering

Schurende deeltjes, polijstpasta en andere onzuiverheden kunnen na het slijpen en polijsten op het oppervlak van de elektrode achterblijven en moeten worden gereinigd. Laat de elektroden 5-10 minuten ultrasoon reinigen in watervrije ethanol, spoel ze daarna af met gedeïoniseerd water en droog ze met stikstof. De gereinigde elektrode moet ook geactiveerd worden om de elektrochemische activiteit van de elektrode te verbeteren. De activeringsmethode maakt meestal gebruik van elektrochemische cyclische voltammetrie om de elektrode meerdere keren te scannen bij een bepaalde scansnelheid (zoals 50 mV/s) in een specifieke elektrolyt. Zo wordt er een stabiele actieve plaats gevormd op het elektrodeoppervlak, waardoor de elektrochemische prestaties van de elektrode worden geoptimaliseerd.

Kwaliteitsinspectie en prestatie-evaluatie

Uiterlijk inspectie

Controleer het uiterlijk van de elektrode met het blote oog en met een microscoop. Controleer met het blote oog of de elektrode een regelmatige vorm heeft. Of de koolstofpasta volledig is en of er barsten, gaten of afvallen zijn. Je kunt de microscoop gebruiken om de microscopische structuur van de koolstofpasta te observeren. Bijvoorbeeld of de verdeling van koolstofgrafietpoeder uniform is en hoe de lijmlaag is. Het oppervlak van de elektrode van hoge kwaliteit moet glad zijn en de koolstofpasta moet strak worden gecombineerd met de matrix zonder duidelijke defecten.

Elektrochemische prestatietest

Je kunt het elektrochemische werkstation gebruiken om de prestaties van koolstofpasta-elektroden te testen. Gangbare methoden zijn cyclische voltammetrie (CV), differentiële pulsvoltammetrie (DPV) en AC impedantiespectroscopie (EIS). CV bestudeert het REDOX-gedrag van de elektrode, meet de stroomrespons bij verschillende potentialen, bepaalt de REDOX-piekpotentiaal en -stroom. En het evalueert de katalytische prestaties van specifieke stoffen. DPV heeft een hoge gevoeligheid en analyseert de stroomverandering onder pulspotentiaal om stoffen met een lage concentratie te detecteren. EIS bestudeert de ladingsoverdracht en interne weerstand van de elektrode/oplossing-interface, meet de AC impedantie van verschillende frequenties om equivalente circuitparameters te verkrijgen. En het evalueert de interfaceprestaties en het elektronentransportvermogen.

Conclusie

De productie van koolstofpasta-elektroden bestaat uit vele stappen en complexe invloedsfactoren. Van materiaalselectie, voorbereiding, gieten, nabehandeling en prestatie-evaluatie, elke schakel is cruciaal. Een redelijke controle van de parameters kan elektroden van hoge kwaliteit produceren en het toekomstige productieproces zal blijven optimaliseren en innoveren.