Исследование и разработка технологии производства пеноникеля методами карбонильной металлургии

• Автор: Лисаков, Юрий Николаевич
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 112 с. : ил.

Оглавление
1 Введение.

2 Обзор литературы

2.1 Технологии производства электродов для никель кадмиевых аккумуляторов на основе карбонильных никелевых материалов.

2.2 Анализ методов термохимической обработки никелированных полимерных структур.

2.3 Вопросы термической деструкции полимерных материалов

2.4 Взаимодействие никеля с водородом

2.5 Выводы по главе 2.

3 Термодинамический анализ реакций при термохимической обработке никелированного пенополиуретана.

4 Установка и методика проведения исследований

4.1 Технологическая схема и схема цепи аппаратов установки дтя металлизации пенополиуретана.
4.2 Технологическая схема и схема цепи аппаратов установки для термохимической обработки никелированного пенополиуретана
4.3 Методы определения характеристик пеноникеля.
4.4 Выводы по главе 4.
5 Исследования процесса металлизации пенополиуретана никелем из карбонильной газовой фазы
6 Исследования процесса термохимической обработки никелированного пенополиуретана.
6.1 Исследования кинетики процесса удаления продуктов термической деструкции полиуретана изпод никелевой оболочки
6.2 Механизм удаления продуктов термической деструкции полиуретана изпод никелевой оболочки
6.3 Исследования процесса отжига пеноникеля.
7 Утилизация отходящих газов процесса термохимической обработки никелированного пенополиуретана.
8 Испытания пеноникеля в качестве основ электродов щелочных аккумуляторов.
9 Разработка промышленной установки по производству карбонильного пеноникеля и оценка ее экономической эффективности
Заключение.
Список использованных источников


Соответственно, потребности в материалах для этих типов аккумуляторов также будут непрерывно возрастать. Одним из наиболее перспективных материалов для аккумуляторной промышленности является пеноникель, также используемый при производстве никель-кадмиевых и металл гидр ид ных аккумуляторов. Исключительно высокая пористость (до %), химическая чистота и механическая прочность карбонильного пеноникеля позволяют значительно повысить емкость, электрические характеристики и снизить вес аккумуляторных батарей []. В таблице 1. Institute of Information Technology, Ltd (ИТ), США [], представлены прогнозируемые объемы роста потребления материалов для никельметаллгидридных аккумуляторов. Так, потребление пеноникеля возрастает, согласно этим прогнозам, приблизительно в три раза. Таблица 1. Ожидаемая потребность в -Юг. Ультратонкие карбонильные никелевые порошки используются в производстве многослойных керамических конденсаторов []. Графитовые нити, металлизированные карбонильным никелем, применяются для снижения помех в современных системах связи [, ]. Композиционные порошковые материалы, плакированные никелем, применяются для газотермического напыления износо- и жаростойких, антифрикционных, теплозащитных и коррозионностойких покрытий на деталях оборудования, работающих в экстремальных условиях [-]. К сожалению, приходится отметить, что не только объемы производства карбонильного никеля на комбинате Североникель, но и ассортимент продукции значительно уступают карбонильному производству 1псо. В связи с этим в последние годы руководством ОАО «ГМК «Норильский Никель», ОАО «Институт Гипроникель» и ОАО «Кольская ГМК» принят ряд действенных мер по увеличению объемов, повышению качества и расширению номенклатуры 4 карбонильной никелевой продукции. Разработка технологии и аппаратуры процесса пиролиза открытопористого полимера - ретикулярного поропласта (пенополиуритана) и термической обработки пеноникеля для формирования физико-технологических свойств, удовлетворяющих требованиям аккумуляторной промышленности. Что касается первой проблемы, то процесс гетерогенного разложения карбонила никеля на самых различных поверхностях изучен весьма подробно и описывается во многих трудах [-]. Тем не менее, специальных трудов, посвященных изучению процесса термической диссоциации карбонила никеля на поверхности пористых материалов, имеющих макрогюры (размер пор 0-0 мкм), до настоящего времени не опубликовано. Поэтому, с нашей точки зрения, данная проблема требует проведения исследования, направленного на изучение вопроса специфики кинетики разложения карбонила никеля на поверхности по-ропластов. Вопросы, связанные с пиролизом и удалением полимера, металлизированного никелем, в литературе практически отсутствуют, специальных исследований на эту тему не проводилось, либо данные их могут представлять коммерческую ценность и результаты этих работ не публиковались. Целью настоящей работы являлось проведение крупномасштабных исследований данного процесса с целью определения основных кинетических характеристик процесса и выдачи исходных данных для проектирования промышленных аппаратов. В главе 4 описываются схемы экспериментальных установок, порядок работы на них, а также приводятся разработанные методики определения физико-технологических свойств пеноникеля. В главе 5 приведены результаты исследований процесса металлизации пенополиуретана никелем из карбонильной газовой фазы. В главе 6 приведены результаты кинетических исследований процесса удаления углерода из никелированного полимера, рассмотрен механизм удаления полимера из-под никелевого слоя, приведены результаты исследований процесса отжига пеноникеля. В главе 7 представлена разработанная схема утилизации вредных газовых выбросов процесса термохимической обработки никелированного пенополиуретана. В главе 8 приводятся исследования физико-технологических свойств пеноникеля. В главе 9 представлена схема цепи аппаратов опытно-промышленной установки по производству пеноникеля в количестве 0 тонн в год и рассмотрены вопросы ее экономической эффективности.