[发明专利]一种高导电耐腐蚀层状复合板

说明书

本发明公开了一种高导电耐腐蚀层状复合板，属于复合材料技术领域。高导电耐腐蚀层状复合板是由钛层、铝层和铜层组成，按钛、铝和铜层形式叠置，采用上下辊为波纹辊的二辊轧机轧制复合，室温下得到横向或纵向波纹形结构的层状复合板。本发明将钛、铝和铜层复合得到的层状复合板兼具耐腐蚀性和高的导电性，形成的波纹形结构能够增加单位体积板材表面积，用作电解电极基材可以进一步提高电流效率，并且该层状复合板室温下获得，工艺简单、成本低，将在电解行业有着广泛应用前景。

技术领域

本发明涉及一种高导电耐腐蚀层状复合板，属于复合材料技术领域。

背景技术

金属钛具有优异的耐蚀性、良好的电催化性，同时具有较高的机械强度、使用寿命长等优点，利用金属钛作基材的钛阳极，在电解工业中得到广泛的推广应用。近年来，为了提高钛基材的电学性能，将具有高导电性、良好塑性、延展性和断裂韧性的金属铜与钛进行复合，形成的钛/铜复合板兼具了导电耐腐蚀特性。

钛/铜复合板的制备方法主要有爆炸复合法、热压扩散复合法、传统轧制复合法等。爆炸复合法成形的板材板型难以调控，且该方法污染环境。热压扩散复合会产生金属间化合物影响材料性能。传统轧制复合法常采用热轧或轧后退火处理，难以控制界面金属间化合物的种类和界面层厚度。上述方法在钛/铜复合过程都会形成金属间化合物或氧化物，不利于钛/铜复合板电学性能的提高。

发明内容

本发明旨在提供一种高导电耐腐蚀层状复合板，解决了现有技术无法进一步提高钛基材电学性能的问题。

本发明提供的高导电耐腐蚀层状复合板，其特点是：在钛层和铜层之间加入导电性高、塑性好的铝做中间层，通过波纹形轧辊轧制，不仅可以实现室温下复合，而且将复合板传统的二维结构提升至三维结构，进一步促进了电学性能提高。

本发明提供了一种高导电耐腐蚀层状复合板，包括钛层、铝层和铜层，钛层为金属钛板，铝层为金属铝板，铜层为金属铜板，三者厚度比为1：2~5：4~7。

本发明提供了上述高导电耐腐蚀层状复合板的制备方法，包括以下步骤：

（1）金属板预处理：将钛和铝层金属板用平板砂光机对表面进行打磨，将铜层金属板用钢丝刷进行打磨，依次用质量分数为75%的酒精清洗表面，保持界面无杂质且不被氧化；

（2）制坯：将表面处理后的板材按照钛、铝、铜层的顺序依次叠置，用铝丝将叠层的板材前端和后端进行绑定，防止轧制时板材在力的作用下沿着下沿着横向偏移；

（3）轧制：采用上、下辊为横波辊或纵波辊的二辊轧机进行轧制，以上辊波峰对应下辊波谷的形式配合，轧制温度均为室温，轧制速率为10~20r/min，轧制压下率为45%~60%；

（4）得到的波纹形层状复合板包含横波纹或纵波纹结构，且波纹又包括同振幅不同周期波纹、同周期不同振幅或者振幅周期均不同波纹。

本发明的有益效果为：

（1）本发明能够在室温下实现钛、铝和铜板的层状复合，形成的复合板保持原金属材料的优异性能，兼具了高导电和耐腐蚀性。

（2）本发明的层状复合板任意两种金属界面扩散层厚度在4~7μm，层与层间形成了牢固结合。

（3）本发明得到的波纹形结构增加了单位体积板材的表面积，可以提高电流效率，进一步提高了复合板的导电性。

附图说明

图1为轧辊配合示意图；

图2为振幅为0.15mm、周期为6mm纵波纹层状复合板示意图；

图3为振幅为0.35mm、周期为4mm纵波纹层状复合板示意图；

图4为振幅为0.1mm、周期为3mm横波纹层状复合板示意图；

图5为振幅为0.2mm、周期为2mm横波纹层状复合板示意图；

图6为塔菲尔曲线图；

图中：1为钛板，2为铝板，3为铜板。