Патент на изобретение №2351436

(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ЭЛЕКТРОДОВ ХИМИЧЕСКИХ ИСТОЧНИКОВ ТОКА

(57) Реферат:

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к изготовлению порошковых материалов для электродов химических источников тока. Шихту, содержащую порошки никеля и железа, связующее и 18-36 мас.% порообразователя, готовят путем механохимической активации в шаровой планетарной мельнице в течение 0,4-1,6 ч. После чего формируют заготовку, спекают, удаляют порообразователь отмывкой в горячей воде и проводят дополнительное спекание. Способ позволяет получить материал с высокой пористостью и равномерным распределением пор по объему. 1 табл.

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к способу изготовления порошкового материала для электрода химического источника тока.

Известен способ изготовления порошковых материалов для водородных элементов с двухскелетными электродами с катализатором на основе никеля (Юсти Э., Винзель А. Топливные элементы. – М.: Мир, 1964. – 480 с.) с добавками железа (до 50 мас.%) путем приготовления сплава Ренея, измельчения его, рассева и сортировки порошка, смешивания порошка сплава Ренея с порошком железа и карбонильного никеля, горячего прессования, позволяющего предотвратить саморазрушения материала и спекания.

Данный способ характеризуется сложностью технологии по сравнению с традиционным способом смешивания – прессования – спекания ввиду необходимости дополнительных операций – приготовления сплава Ренея, последующего его измельчения и горячего прессования.

6.). Способ включает подготовку шихты – отжиг в лабораторной печи (430°С, 20 мин) и размол порошка никеля в шаровой барабанной мельнице с последующим смешиванием его с порообразователем (NaCl) 18 мас.% и связующим (ПВС-поливиниловый спирт) в среде этилового спирта при частоте вращения барабана =8 мин^-1 в течение 1 ч, формование, спекание (600°С, 1 ч), удаление порообразователя отмывкой в горячей воде, нанесение рельефа на поверхность и дополнительное спекание (820-830°С, 1 ч).

Однако известный способ характеризуется сочетанием неоднородности пористой структуры ввиду операции смешивания и относительно невысокой пористости основы 55% за счет использования малого количества порообразователя.

Решаемая задача – повышение эффективности технологии получения порошковых материалов для электродов химических источников тока с развитой поверхностью за счет повышения пористости до 57-68% и равномерного распределения пор по всему объему материала.

Задача решается путем подготовки шихты, содержащей порошок никеля, порообразователь и связующее, формования, спекания, удаления порообразователя отмывкой в горячей воде и дополнительного спекания, причем шихта содержит 18-36 мас.% порообразователя и дополнительно – порошок железа, а подготовку шихты проводят механохимической активацией в шаровой планетарной мельнице в течение 0,4-1,6 ч.

Пример 1. Изготовление порошкового материала производят по следующей технологии: подготовка шихты механохимической активацией в шаровой планетарной мельнице “САНД-1 (частота вращения ротора =290 мин^-1) в течение

(_МХА) 0,4 ч при соотношении S=M_ш:m_ш=10:1 мас., размалывающих шаров М_ш (d_ш=10 мм) и шихты m_ш, в качестве исходных материалов используют порошки ПЖВ 3.160.26 25 мас.%, ПНК-1Л5 15 мас.%, поваренную соль с содержанием NaCl 99,9% 29% от массы шихты, ПВС 3% от массы шихты и 95%-ный раствор этилового спирта 10% от массы шихты; засыпка порошковой смеси в пресс-форму (5 г) и ее прессование (р_хп=300 МПа); спекание формовки в среде диссоциированного аммиака (=1 ч) при температуре (T) 600°С; удаление порообразователя отмывкой в горячей воде (T=100°С, =1 ч); дополнительное спекание заготовки (T=820-830°С; =1 ч). Порошковый материал после дополнительного спекания имел остаточную пористость 65-70%.

Пример 2. Технология изготовления порошкового материала проводится в соответствии с примером 1, за исключением того, что при приготовлении шихты концентрация порообразователя снижается до 18%, а подготовку шихты проводят в течение _МХА=1,6 ч. Порошковый материал после дополнительного спекания имел остаточную пористость 55-57%.

Пример 3. Порошковый материал изготавливают по примеру 1, однако количество железного порошка, вводимого в шихту, составляло 10 мас.%, а порообразователя 36 мас.% обработку шихты проводят в течение _МХА=1 ч. Порошковый материал после дополнительного спекания имел остаточную пористость 64-67%.

Использование предложенного способа обеспечивает получение качественных (без трещин, расслоений, разрушений и т.д.) порошковых материалов для электродов химических источников тока с развитой поверхностью позволяет повысить эффективность технологии их получения при оптимальном использовании порообразователя и достижении пористости 57-68%.

примера	Время обработки шихты, ч	Содержание ПЖВ 3.160.26, мас.%	Содержание порообразователя, мас.%	Пористость, %
1	0,4	25	29	65-70
2	1,6	18	55-57
3	1	10	36	64-67

Формула изобретения

Способ изготовления порошковых материалов для электродов химических источников тока, включающий подготовку шихты, содержащей порошок никеля, порообразователь и связующее, формование, спекание, удаление порообарзователя отмывкой в горячей воде и дополнительное спекание, отличающийся тем, что шихта содержит 18-36 мас.% порообразователя и дополнительно порошок железа, а подготовку шихты проводят механохимической активацией в шаровой планетарной мельнице в течение 0,4-1,6 ч.