金属氢化物电极制备装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及电极制备技术领域，具体公开了一种金属氢化物电极制备装置，包括热压成型装置，热压成型装置包括模具、上冷却环、上压砧、下压砧、套筒、加热电阻丝、支撑台，其中：下压砧设置在支撑台上，套筒设置在下压砧上，下压砧上端部分伸入套筒内；模具设置在套筒内；加热电阻丝缠绕在套筒外壁；上压砧和上冷却环设置在套筒上方，上压砧下端伸入套筒内，上冷却环包覆在上压砧外；支撑台和上冷却环上均开设一圈水冷孔道，水冷孔道的轴向与套筒相同，水冷孔道两侧分别连接有进水口和出水口。本实用新型专利技术对金属氢化物粉末热压成型制备电极，能改善现有技术中成型引起的应力等内部缺陷，制备的电极强度高、成分更均匀，并且电极制备时间短。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电极制备
，具体地，涉及一种金属氢化物电极制备装置。
技术介绍
金属氢化物（氢包括全部三种同位素，即氕、氘和氚），如氢化钛、氢化锆等一元金属氢化物以及合金氢化物，常应用于放电电极，如真空弧离子源电极。在电极之间放电过程中，产生丰富的氢离子和各价态金属离子。为了提高氢离子的浓度，通常采用高原子比的金属氢化物，如氢原子数与金属原子数比例接近2:1。传统的金属氢化物电极采用体材吸氢的方法制备，这种方法先加工一定尺寸的金属或合金电极，然后在高温下吸氢，体胀后获得所需尺寸的电极。这种办法时间长，一般需要几天时间；成分控制精度不高，难以实现原子比例内外一致；由于吸氢过程会导致体胀，因此容易产生裂纹。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种金属氢化物电极制备装置，该制备装置专用于金属粉末热压成型制备金属氢化物电极中，其能在高压下将金属氢化物粉末压制成型，并在高压下通过高温热处理消除内应力，制备满足形状、尺寸和强度要求的储氢电极。本技术解决上述问题所采用的技术方案是：金属氢化物电极制备装置，包括热压成型装置，所述热压成型装置包括模具、上冷却环、上压砧、下压砧、套筒、加热电阻丝、支撑台，其中：所述下压砧设置在支撑台上，所述套筒设置在下压砧上，下压砧上端部分伸入套筒内；所述模具设置在套筒内；所述加热电阻丝缠绕在套筒外壁；所述上压砧和上冷却环设置在套筒上方，上压砧下端伸入套筒内，所述上冷却环包覆在上压砧外；所述支撑台和上冷却环上均开设一圈水冷孔道，水冷孔道的轴向与套筒相同，水冷孔道两侧分别连接有进水口和出水口。本方案中，金属氢化物粉末置于模具内或模具下方，上压砧连接液压系统，液压系统施加压力将模具下的金属氢化物粉末压制成型，得到成型电极，水冷孔道及其进水口和出水口连接水冷却系统，加热电阻丝连接电加热系统，两个系统相互配合保持成型电极的温度处于300℃至900℃之间，在该温度范围内加热一定时间后，可以有效消除成型电极的内应力，待冷却和卸压后即可获得成品电极。进一步，为了降低上压砧下端和下压砧上端小截面端的长度，所述热压成型装置还包括上垫片和下垫片，上垫片设置在上压砧与模具之间，下垫片设置在下压砧与模具之间。进一步，所述模具由上模具和下模具构成或者单独由上模具构成；所述支撑台上设置有凹槽，下压砧下端安装在该凹槽内。进一步，金属氢化物电极制备装置还包括退样装置，所述退样装置包括退样支撑台、退样下压砧、退样上压砧和侧压砧，所述退样下压砧固定在退样支撑台上，所述套筒位于退样下压砧上方，退样下压砧上端伸入套筒内；所述侧压砧和退样上压砧设置在套筒上方，退样上压砧下端伸入套筒内，侧压砧呈圆环状，套设在退样上压砧外，其内径大于套筒的内径小于套筒的外径。 本技术的有益效果是：1、本技术能够将金属氢化物粉末热压成型制备电极，金属氢化物粉末吸氢更多，因而能够获得成分更均匀的电极，并且电极制备时间短；2、本技术制备氢化物电极过程中将吸氢过程与成型过程分离，成型过程不需要考虑吸氢，能够制备不同成分金属氢化物，工艺通用性更强；3、本技术制备氢化物电极可以降低氢化物粉末成型压力并且改善成型引起的应力等内部缺陷，制备的电极强度高；4、本技术结构简单、使用方便、通用性强。附图说明图1是本技术的热压成型装置的结构示意图；图2是本技术的退样装置的结构示意图。附图中标记及相应的零部件名称：1-上冷却环；2-上压砧；3-套筒；4-加热电阻丝；5-上垫片；6-模具；7-电极；8-下垫片；9-下压砧；10-支撑台；11-水冷孔道；12-进水口；13-出水口；14-退样支撑台；15-退样下压砧；16-退样上压砧；17-侧压砧。具体实施方式本技术主要在0.5GPa -5Gpa的压力下将氢化物粉末成型，并在高压下通过300℃-900℃高温热处理过程消除内应力，获得满足需求形状、尺寸和强度的储氢电极，以便捷地获得成分更均匀、结构多样的金属氢化物电极。前述将粉末压制成型的压力为成型压力，保持以消除内应力的温度为保温温度。下面结合实施例及附图，对本技术作进一步地的详细说明，但本技术的实施方式不限于此。实施例1：金属氢化物电极制备装置的主要装置为热压成型装置，其需要与液压系统、电阻加热系统、水冷却系统配合，共同组成热压成型系统，通过液压系统获得所需高压，通过电阻加热获得所需高温条件，通过控制加热功率和冷却水流速控制温度，采用热压成型装置中的不同模具获得所需电极形状和尺寸。由于液压系统、电阻加热系统、水冷却系统为本领域常用系统，本技术中不再详述其结构和工作原理、方式，以下为热压成型装置的结构实施例以及与其他配合系统的说明。粉末热压成型制备金属氢化物电极的方法一般涉及热压成型装置设计、装样和成型三个过程：由于电极成分、形状及尺寸不同，需要设计热压成型装置局部结构。如图1所示，金属氢化物电极制备装置包括热压成型装置，该热压成型装置包括模具6、上冷却环1、上压砧2、下压砧9、套筒3、加热电阻丝4、支撑台10，其中：所述支撑台10上设置有凹槽，下压砧9下端安装在该凹槽内，所述套筒3设置在下压砧9上，所述模具6设置在套筒3内，下压砧9上端中心具有圆盘形凸起，该凸起伸入套筒3内；所述上压砧2和上冷却环1设置在套筒3上方，上压砧2下端伸入套筒3内，所述上冷却环1包覆在上压砧2外；所述加热电阻丝4缠绕在套筒3外壁，该加热电阻丝4与电加热系统相连；所述支撑台10和上冷却环1上均开设一圈环形的水冷孔道11，该环形的水冷孔道11的轴向与套筒3相同，水冷孔道11左侧连接有进水口12，右侧连接有出水口13，该进水口12与出水口13连接到水冷却系统中，实际应用中进水口12和出水口13相对设置保证冷却水从上冷却环1一侧流入另一侧流出即可，位置可以根据需要选择。使用时，金属氢化物粉末置于模具6中或者模具6与下压砧9之间，液压系统通过上压砧2施加压力将金属氢化物粉末压制为成型电极，之后接通加热电阻丝4进行加热，加热到设定温度时接通水冷却系统进行冷却将成型电极的温度保持在保温温度范围内。实施例2：在实施例1基础上，本实施例中，热压成型装置还包括上垫片5和下垫片8，上垫片5设置在上压砧2与模具6之间，上压砧2下端伸入套筒3内与上垫片5相接；下垫片8设置在下压砧9与模具6之间，下压砧9的凸起伸入套筒3内与下垫片8相接，凸起直径大于下垫片8。本实施例中，模具6及金属氢化物粉末（或其后续形成的成型电极、成品电极7）由上垫片5、下垫片8及套筒3限制，上垫片5、下垫片8及套筒3由上压砧2和下压砧9限制。进行压制时，液压系统P1对上压砧2施压从而压制氢化物粉末，由于采用高压压制，为了降低单工件的变形，采用多层垫片设计，并且压砧和垫片的截面和深度比值尽量大，使得高压从上压砧2到氢化物粉末需要通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
金属氢化物电极制备装置，包括热压成型装置，其特征在于，所述热压成型装置包括模具（6）、上冷却环（1）、上压砧（2）、下压砧（9）、套筒（3）、加热电阻丝（4）、支撑台（10），其中：所述下压砧（9）设置在支撑台（10）上，所述套筒（3）设置在下压砧（9）上，下压砧（9）上端部分伸入套筒（3）内；所述模具（6）设置在套筒（3）内；所述加热电阻丝（4）缠绕在套筒（3）外壁；所述上压砧（2）和上冷却环（1）设置在套筒（3）上方，上压砧（2）下端伸入套筒（3）内，所述上冷却环（1）包覆在上压砧（2）外；所述支撑台（10）和上冷却环（1）上均开设一圈水冷孔道（11），水冷孔道（11）的轴向与套筒（3）相同，水冷孔道（11）两侧分别连接有进水口（12）和出水口（13）。

【技术特征摘要】
1.金属氢化物电极制备装置，包括热压成型装置，其特征在于，所述热压成型装置包括模具（6）、上冷却环（1）、上压砧（2）、下压砧（9）、套筒（3）、加热电阻丝（4）、支撑台（10），其中：
所述下压砧（9）设置在支撑台（10）上，所述套筒（3）设置在下压砧（9）上，下压砧（9）上端部分伸入套筒（3）内；
所述模具（6）设置在套筒（3）内；
所述加热电阻丝（4）缠绕在套筒（3）外壁；
所述上压砧（2）和上冷却环（1）设置在套筒（3）上方，上压砧（2）下端伸入套筒（3）内，所述上冷却环（1）包覆在上压砧（2）外；
所述支撑台（10）和上冷却环（1）上均开设一圈水冷孔道（11），水冷孔道（11）的轴向与套筒（3）相同，水冷孔道（11）两侧分别连接有进水口（12）和出水口（13）。
2.根据权利要求1所述的金属氢化物电极制备装置，其特征在于，所述热压成型装置还包括上垫片（5）和下垫片（8）...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭宇飞，龙继东，蓝朝晖，刘平，杨振，王韬，李杰，董攀，郑乐，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院流体物理研究所，
类型：新型
国别省市：四川;51