Исследование процесса получения металлического высокопристого ячеистого материала

1.

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева»
(РХТУ им. Д.И. Менделеева)
Факультет Цифровых Технологий и Химичекого Инжениринга
Кафедра Инновационных материалов и защиты от коррозии
«ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ
МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ВЫСОКОПРИСТОГО
ЯЧЕИСТОГО МАТЕРИАЛА»
Студент
Научный руководитель
Сюрин А. О.
Аснис Н.А.

2.

Актуальность:
• Металлические высоко пористые ячеистые материалы с открытыми порами являются
материалами для создания носителей катализаторов, их высокая пористость и неравномерная
структура обеспечивают необходимую интенсивность газофазных реакций на сильно развитой
трехмерной каталитической поверхности.
• Никель устойчив в агрессивных средах, что даёт возможность использовать его в
разнообразных каталитических процессах.
• Для различных каталитических процессо необходим ВПЯМ с различной
пористостью.
• Никелевые
высоко
пористые
ячеистые
материалы
используются
в
электрохимических источниках тока (батареи второго рода).
• Металлические ВПЯМ используются в качестве исходного материала в
производстве электродов для топлевных элементов.
Цель работы:
Исследовать
процесс
получения
металлического
высокопористого
ячеистого
материала
различной
пористости и способы модификации его поверхности.
2

3.

План работ:
Выбор электролитов никелирования: получение поляризационных кривых
для
различных
электролитов
и
определение
параметров
электрохимическго синтеза;
Создание токопроводящих слоев на трехмерной поверхности
пенополиуретановой матрицы высоко пористого ячеистого материала;
Исследование динамики электроосаждения никелевого покрытия на
токопроводящую матрицу;
Исследование процессов модификации поверхности на металлическом
высоко плристлм ячеистлм материале.
3

4.

Пенополиуретан как матрица (основа) для производства
металлического высоко пористого ячеистого матриала.
4

5.

Электролиты никелирования
Концентрация г/л
Компонент
Электролит №1
(Сульфатный)
Электролит №2
(Электролит Уоттса)
Электролит №3
(Сукцинатный)
NiSO4∙7H2O
200
200
175
NiCl2∙6H2O
40
40
20
H3BO3
30
30
-
MgCl2∙6H2O
-
-
-
Янтарная кислота
-
-
30
Сахарин
1,5
1,5
2
Дисперсная фаза
Al2O3(3 мкм)
-
-
-
Условия
t,°С
45-50
25-45
50-60
Напряжение на
ванне, В
1,3
2,0
4,7
5

6.

Металлизация
Металлизация – это процесс создания металлического слоя на материале
подложки, как правило являющемся диэлектриком.
Существует три основных способа металлизации
материалов: механическая, физическая и химическая.
поверхности
различных
6

7.

Металлизация высоко пористых материалов
Рис. 1 Схема технологического процесса
химической металлизации ВПЯМ
Рис. 2 Схема технологического процесса создания
токопроводящего слоя на основе графита
7

8.

Рис. 3 Схема технологического процесса создания
токопроводящего слоя на основе металлического порошка
8

9.

Рис. 4 Зависимость отношения толщины металлического
покрытия от потенциала и времени осаждения
9

10.

Модификация поверхности
Модификация поверхности – это процесс преобразования (изменения)
поверхности объекта с целью получения ее новых свойств.
1. Подложка
3. Ni - чернь
2. Zn-Ni покрытие
2. Zn-Ni
покрытие
Увеличение
Х300
3. Ni-чернь
Увеличение
Х300
10

11.

Выводы
Разработаны
технологии
металлизации
высокопористого
ячеистого
(пенополиуретановой матрицы) для различной пористости исходного материала.
материала
Подобран оптимальный электролит для электрохимического осаждения толстого слоя
металла (никеля) на металлизованную подложку для различной пористости исходного
материала.
Изучена кинетика процесса заращивания ВПЯМ в электролите никелирования и определены
оптимальные технологические параметры этого процесса.
Разработан метод модификации трехмерной разветвленной поверхности металлического
высокопористого материала посредством получения губчатого никела (Ni-чернь).
11

12.

Литература
G. Walther, U. Gaitzsch, T. Büttner, B. Kieback, T. Weißgärbe, R. Kolvenbach //
Application of Foam as Catalyst Carrier, M. Lincke – 2017
В.И. Мамаев, В.Н. Кудрявцев Никелирование: учебное пособие. Под ред. В.Н.
Кудрявцева. – М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2014. – 192 с.
Солонин М. Д., Субботин И. С., Семенова Е. И. Высокоэффективные катализаторы
для аэрокосмической отрасли на основе высокопористых ячеистых металлических
материалов // Успехи в химии и химической технологии. – Т.32. - №13. – 2018. – С.
39-40.
Будет расширен
12

13.

Спасибо за внимание!
Добавить картинку или мои контакты (электронная почта, ссылку
на сайт или вк)