Nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số công nghệ chính đến quá trình chế tạo anốt từ vật liệu ôxít sắt từ

TR : NGHIÊN Chuyên n 51 I H C QU C GIA TPHCM I H C BÁCH KHOA PHAN THÀNH TH NG TÀI: Chuyên ngành: Công Ngh Ch T o Máy 2011 Mã s h c viên: 11044551 LU TP H Chí Minh, tháng 11 c: TS ThS : : TP HCM ngày 27 tháng 12 2013 chuyên ngành sau lu C GIA TP.HCM T NAM - - h phúc MSHV: 11044551 17/07/1977 I II - nén III- 24/06/2013 IV- 22/11/2013 V- TS ThS Tp.HCM, ngày ( ) TS Minh Khi i Tuy nhiên, giáo TS giúp ngày hôm nay, , y Em ThS h t Nga Chi nhánh Phía Nam; Phịng Thí ; Trung tâm h h, ngày 22 Cao - Công t O4 ) V O4 + Pb) : 20÷30) vịng/phút, t 3÷4 (1÷5) %, t ,á (750÷950) 0C, t (1÷2) mm/s, n (2÷4) t (3÷4 ,t , 1000A/m2 giao bão hịa Plackell-Burman thơng T : cân phân tích Precisa, Gallenkamp, Nobertherm, m kéo nén Model WDW-T300, m t Solartron Model 1280Z-2003, Jeol - 5410 L - : X1(%) ; X2(t t X3(0C) ) chì nén Y : Y = -27,99925 + 0,5485X1 + 6,98X2 + 0,06354X3 0,00118X2X3 0,865 X 22 - 0,0000322 X 32 - nén ; 9240C, 4,24 % 1000 A/m2 ép 3,4 t 0,06475 X 12 - ABSTRACT This thesis aims to identify the main technological parameters of the anode manufacturing process, utilizing powder metallurgy technology, and build the relationships of the parameters which affect to the durability of the anode from the iron oxide material (Fe3O4) and optimize these technological parameters by experiments Material of anode is a mixture of Fe3O4 and Pb with conditional values; composition of lead (1÷5)%, mixing speed (20 ÷ 30) r/min, mixing time (3÷4) hours, compression pressure (2÷4) Ton/cm2, compression speed (1÷2) mm/s, sintering temperature (750÷950)0C, sintering time (3÷4) hours, based on checking current density satisfaction ( 1000A/m2) to optimize technological parameters improve the compressive strength of the anode Utilize planning model of saturable orthogonality of Plackell Burman to select the most influential factors through some of regression equations of first degree; mixture planning B, to build on the influence relationship of the main parameters Experimental equipments: analytical weighing Precisa, eccentric mixer, drying equipment Gallenkamp, the standard sieve, hydraulic presses from 40 Tons, sintering furnace Select - Horn, hard testing Model WDW-T300, measure machine for totally electrochemical impedance Solartron-Model 1280Z-2003, scanning electron microscopy Jeol - and a number of other devices Results are as below: - There are three main parameters which have greatest effects on the durability of ferromagnetic anode; the ratio of lead in the mixture, squeeze pressure to shape and sintering temperature - The relationship of the effects of three main technological parameters ratio of Lead X1(%), compressional pressure X2(ton/cm2) and sintering temperature X3(0C) to the durability Y(Mpa) of the anode is as follow: Y = -27,99925 + 0,5485X1 + 6,98X2 + 0,06354X3 0,00118X2X3 0,06475 X 12 - 0,865 X 22 - 0,0000322 X 32 - Regarding the optimization of three main technological parameters, in order to get the best durability of anode, the values of three parameters is as following: composition of lead 4,24 (%), compression pressure 3,4 (Ton/cm2), sintering temperature 924 (0C), current density checked meets 1000 A/m2 Tôi tên: Phan - Sinh ngày: 17/07/1977 Khóa 2011 51 Chí Minh 24/06 2/11/2013 Tôi xin cam Sau Bách Khoa TP Sau TP HCM, ngày 22 M CL C 13 14 16 17 17 17 18 19 19 19 20 2.1 3O4) 20 2.1.1 20 21 21 22 23 2.1.6 Tính c 23 23 26 26 30 34 40 40 41 43 47 HÍNH 53 53 54 54 54 54 55 56 56 t 56 57 58 60 60 60 61 61 62 Phân tích Hình 4.5 Hình nh SEM m u M 01 i 2000X ch Hình 4.6 Hình nh SEM m u M 02 i 2000X Hình 4.7 Hình nh SEM m u M 03 95 i 2000X Hình 4.8 Ph EDS m u M 01 an t ơxít s t t O4 , cho th chì Pb Hình 4.9 Ph EDS m u M 02 an t ơxít s t t Phân tích EDS chì Pb cho O4 Hình 4.10 Ph EDS m u M 03 an t ơxít s t t Phân tích EDS, M0 03 O4 96 chì Pb 7,000 6,000 mV 5,000 4,000 3,000 2,000 U anode-cathode 1,000 E anode-RE 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1,000 i (A/m ) Hình 4.11 Quan h gi a hi n th an t - cat sánh v i m n th an t - dòng an n c c so ng NaCl 3,5 % - -50 (0-299V; 0-299mA), lim = 12V, I = Iconst= 5mA K-RE = 710mV, d Sau 10 000 A/m2, - ơxít B ng 4.7 K t qu : b n nén m u ki m tra M01 13,52 13,70 MPa 5,16% Nh - - 13,70 MPa 97 M02 13,91 13,70 95,16 M03 13,68 - oàn 4.9 g ICCP), xác an nén trung bình ,16 98 VÀ KI N NGH 5.1 ô m o Tuy nhiên, công tác nghiên i 03 o , : - (Fe3O4) chì (Pb) C) 2 Y = -27,99925 + 0,5485X1 + 6,98X2 + 0,06354X3 0,00118X2X3 0,865 X 22 - 0,0000322 X 32 ; (Pb) : 4,2% : 9240C 99 (0 0,06475 X 12 - - trung bình 13,70 MPa 14,4 Mpa 95,16% - K t qu thí nghi m phân tích tr môi ng NaCl 3,5% th i gian 10 gi cho th y: +M t dòng an t +T c l t 1.000 A/m2 tiêu hao v t li u xác ng an t không thay nh theo ph ng pháp tr ng l ng: kh i i sau th i gian th nghi m NaCl 3,5 % + MPa: V t li u 5.2 nên Cho nên ch 100 làm an t TÀI LI U THAM KH O [1] Pierre R Roberge Handbook of Corrosion Engineering McGraw-Hill, 11 West 19th Street, New York, 2000 [2] Roy Johnsen Cathodic Protection Inst of Engineering Designand Materials, E-mail: roy.johnsen@ntnu.no , 2006 [3]http://www.cathodicprotection101.com mber 1998 [5] Zeetech, Cathodic Corrosion Protection Company Information, Nertherlands, Email: info@zeetechengineering.com Politecnico di Milano, Dipartimento di Chimica, Materiali e Ingegneria Chimica, 2011 [7] Godwin Kakuba , [8] Cotalogue Impressed Current Cathodic Protection, Cathodic Protection Co Ltd, Gold & Diamond Park, Building 7, Dubai, United Arab Emirates, Email:cathodic@emirates.net.ae tion System De- Dec.27, 1966 e (Fe3O4 101 Nhà [13] G.S.Upadhyaya Powder Metallurgy Technology Cambridge International Science, England, August 2002 [14] R M Cornell and U Schwertmann The Iron Oxides Wiley, 2003 Power Metal Technologies and Applications, Volume ASM International, December 1998 rFundamentals of Materials Science and Engineering, 3th ed, John Wiley & Sons, Inc, 111 River Street, Hoboken NJ, 2008, pp.722-758 t- g- Bách khoa [22] Rao V.Dukkipati 2010 Chí Minh, 2013 102 [25] H-T Jeng and G Y Guo First-principles investigations of the electronic structure and magnetocrystalline anisotropy in strained magnetite Fe3O4 Phys Rev B, 65:094429,2002 Power Metal Technologies and Applications, Volume ASM International, December 1998 [27] Zhe Ding, Changchun Yang, Qiang Wu a- , Electrochimica Acta, 49 (2004) 3155-3159 Gu University, 2009 103 PH L C 4.1 N0 N chì (%) (T/cm2) 1 750 750 750 750 950 950 950 950 C) 3 3 3 3 (Mpa) 10,42 10,96 10,77 11,58 11,15 11,37 12,35 12,82 12,52 13,26 13,18 13,42 11,85 12,04 11,92 12,85 12,56 12,74 13,86 13,55 13,28 13,72 14,05 13,96 y 10,72 11,37 12,56 13,29 11,94 12,72 13,56 13,91 4.2 N x0 x1 x2 x3 1 -1 -1 -1 1 -1 -1 -1 -1 N0 y (Mpa) 3 104 10,96 10,77 11,58 11,15 11,37 12,35 12,82 12,52 11,37 12,56 N x0 x1 x2 x3 1 -1 -1 -1 1 -1 -1 1 1 1 -1 0 10 1 0 11 -1 12 1 13 0 -1 14 0 15 0 N0 3 3 3 3 3 3 105 y (Mpa) 13,26 13,18 13,42 11,85 12,04 11,92 12,85 12,56 12,74 13,86 13,55 13,28 13,72 14,05 13,96 13,25 13,46 13,34 14,15 14,07 13,92 12,45 12,38 12,52 13,82 13,75 13,63 13,08 13,16 13,07 14,08 14,27 14,15 13,86 14,05 13,92 13,29 11,94 12,72 13,56 13,91 13,35 14,05 12,45 13,73 13,10 14,17 13,94 4.3 N 10 11 12 13 14 15 X x0 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 x1 -1 +1 -1 +1 -1 +1 -1 +1 -1 +1 0 0 x2 -1 -1 +1 +1 -1 -1 +1 +1 0 -1 +1 0 x3 -1 -1 -1 -1 +1 +1 +1 +1 0 0 -1 +1 1 -1 -1 -1 1 1 1 1 -1 -1 -1 -1 1 1 -1 -1 -1 -1 1 1 -1 -1 -1 1 -1 -1 1 -1 -1 1 1 15 0 0 0 10 10 10 x2x3 +1 +1 -1 -1 -1 -1 +1 +1 0 0 0 x12 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 0 0 x22 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 0 +1 +1 0 x32 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 0 0 +1 +1 1 -1 -1 -1 1 -1 1 -1 -1 1 1 1 1 1 1 1 -1 0 0 0 10 1 0 0 0 11 -1 0 0 12 1 0 0 13 0 -1 0 0 14 0 0 0 15 0 0 0 0 XT.X 4.5 XT.X 10 x1x3 +1 -1 +1 -1 -1 +1 -1 +1 0 0 0 T 4.4 XT 10 x1x2 +1 -1 -1 +1 +1 -1 -1 +1 0 0 0 10 0 0 0 0 0 10 0 0 0 0 10 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 106 0 0 0 0 10 0 0 0 10 8 10 0 0 0 10 10 10 0 0 0 8 10 4.6 (XTX)-1 10 0,2889 0 0 0 -0,1111 -0,1111 -0,1111 (XT.X)-1 0 0,1 0 0,1 0 0,1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0,125 0 0 0 0 0,125 0 0 4.7 107 0 0 0 0,125 0 -0,1111 0 0 0 0,3889 -0,1111 -0,1111 -0,1111 0 0 0 -0,1111 0,3889 -0,1111 10 -0,1111 0 0 0 -0,1111 -0,1111 0,3889 4.8 Phân 4.9 108 - Q.9 inh - Email: thongck77@gmail.com - - - - Chuyên ngành: Quá trình cơng tác: - - Qn vùng Khu - khí 109 ... 75 B ng 4.1 Các thông s ch t o th c nghi m gi c nh 80 B ng 4.2 Mi n giá tr nhân t th c nghi m 81 B ng 4.3 K t qu th c nghi m v i nhân t mã hóa 83 B ng 4.4 Các giá tr thu... c ép) c tính khác nhau: , k mà cịn q trình ôxi uyên nhân khác) 2.2.3 nh thi tk 34 = (0,7 ÷ 0,9).Tnc (Tnc - 2.2.3.1 nguyên a Các gi Thôn thành ph - Gia 10 trình hình thành liên k Hình 2.10 Mơ... Nhi t i 2012 , O4 eak te (FeO) O4 T thành FeO Nghiên O4 ) ngh ng 010 1.7 ICCP , cho phép ICCP 18 ICCP, tan , có 1.8 t mịn O4 ) 1.9 - t - 1.10 Công - hân - lý - hóa tính c - Quy - 19 O 2.1