Titanfiberfilt är ett filtliknande material tillverkat av rena titan- eller titanlegeringsfibrer. Denna typ av filtmaterial framställs vanligtvis genom sintring, pressning eller andra bearbetningstekniker med titanfibrer. Titanfiberfilt uppvisar utmärkt högtemperaturbeständighet och korrosionsbeständighet, och finner breda tillämpningar inom industrier som värmeteknik, flyg- och kemiteknik. Den har god termisk och elektrisk ledningsförmåga, tillsammans med viss mekanisk styrka och stabilitet, vilket gör den lämplig för applikationer som isolering, filtrering och adsorption i högtemperaturmiljöer.
anodgasdiffusionsskikt av titanfiberfilt
Sintrad titanfiberfilt fungerar som substrat för platinakatalysatoravsättning. Provet som används är cirkulärt, med en diameter på 30 mm och en tjocklek på 1 mm, med en porositet som överstiger 70 %. De specifika behandlingsstegen är följande:
Borttagning av oxidfilm
Titanfilten har nedsänkts i en elektrolytisk syralösning baserad på salpetersyra och fluorvätesyra, med ett pH-värde på 0,5 vid rumstemperatur. Sedan har en spänning på 2,5V applicerats på filten, vilket orsakar anodupplösning av titanytan.
Argon Gas rengöring
Efter sköljning med avjoniserat vatten genomgår arbetsstyckets yta av titan plasmabehandling i argon för att avlägsna eventuella kvarvarande föroreningar på titanytan.
Plätering
Kontinuerliga fysiska plasmarengöringsprocesser utförs, följt av ytterligare sköljning med avjoniserat vatten. Titanfibrerna pläteras omedelbart med platina med hjälp av en elektrokemisk metod i en argonmiljö. Parametrarna är inställda på ett pH-värde på 8 och en temperatur på 50 grader. Elektropläteringsprocessen genomförs under 10 minuter vid en konstant katodspänning på -3.2V i förhållande till referenselektroden. Under denna galvaniseringsprocess placeras titanelektroden elektriskt mellan två anslutna referenselektroder. På-tiden är inställd på 10 millisekunder, och från-tiden är inställd på 56,7 millisekunder, vilket resulterar i en arbetscykel på 15 % i varje cykel. Den andra delen av galvaniseringsprocessen upprepas i ytterligare 10 minuter.
MEA-församling
Elektroden har impregnerats med en protonledande jonomerlösning i 5 viktprocent etanol och sedan pläterats med platina. Lösningen har gjuts på elektroden med airbrushing, medan den titanbaserade elektroden är ansluten till en uppvärmd provhållare. Temperaturen är inställd på 60 grader för att påskynda avdunstning av etanol från elektrodytan.
Montering till en bipolär plattkonfiguration, totalt 20 set.
platinabeläggning på titanfilt
Mikroskopiska bilder nedan visar sintrade titanfibrer belagda med platina. Fibrerna som finns på filtens utsida kan skärma av hela beläggningen, en effekt som förklaras av den elektriska fältfördelningen inom primärcellen (där arbetselektroden är placerad mellan två motelektroder och är parallell med dem). Beläggningen är tillräcklig för att säkerställa långtidsstabil vidhäftning av platinananopartiklar. Följande bild visar mikroskopiska bilder av platinapartiklar avsatta på elektropläterade titanfibrer med hjälp av en pulspläteringsprocess.
