В качестве основного функционального материала в агломерации металлов и электролизной промышленности никелевый войлок широко используется в-высокотехнологичных областях, таких как водородный электролиз воды для производства водорода, топливные элементы, высоко-фильтрация и электрохимический катализ. Его качество напрямую определяет эффективность работы, стабильность и срок службы оборудования. Некачественный никелевый войлок подвержен таким проблемам, как окисление и осыпание, неравномерная проводимость и закупорка пор, что не только увеличивает затраты на замену, но также может привести к значительным потерям, таким как снижение эффективности электролизера и потенциальная угроза безопасности.
Как ведущая компания с более чем десятилетним опытом работы в области спекания металлов, TOPTITECH разберет для вас 6 основных измерений, чтобы «оценить качество никелевого войлока» для вас сегодня. От внешнего вида до основных характеристик, от практического тестирования до сравнения стандартов — даже новички смогут быстро приступить к работе, избежать ошибок при закупках и выбрать экономически-эффективный никелевый фетр.
Первый взгляд на внешний вид: детали скрывают самые интуитивные сигналы качества
Внешний вид никелевого фетра – это «первое лицо» его качества. Никакого профессионального оборудования не требуется; Предварительное суждение можно сделать невооруженным глазом и простым прикосновением. Сосредоточьтесь на 3 пунктах, чтобы избежать заведомо некачественной продукции:
1. Цвет и чистота поверхности (основной фундамент)
Высококачественный-никелевый фетр имеет равномерный серебристо--серый металлический блеск на поверхности без явных различий в цвете, почернения, пожелтения, пятен ржавчины или окисления. Общий цвет однородный, без локальной тусклости или неравномерной яркости-это прямое отражение качественного содержания никеля, отсутствия примесей и низкого уровня окисления. В соответствии с «Общими техническими спецификациями на металлический никелевый войлок T/CSTM00689-2023», выпущенными CSTM, квалифицированный никелевый войлок должен иметь чистую поверхность без пятен или явных окислительных приставок.
Некачественный никелевый войлок, в основном из-за недостаточной чистоты сырья (легированного железом, медью и другими примесями) или неправильного контроля окисления в процессе производства, будет иметь тусклую поверхность, пятна, ржавчину и даже остатки масла, пыли и т. д. Такой никелевый войлок чрезвычайно склонен к быстрому окислению и выходу из строя в агрессивных средах, таких как электролизеры.
2. Структурная однородность (влияет на проводимость и проницаемость)
Высококачественный-никелевый войлок изготавливается из непрерывных никелевых волокон путем мокрой укладки и вакуумного спекания. Волокна переплетены равномерно, без явных агломераций, оборванных проволок, пропусков проволок или локально разреженных участков. При осторожном вытягивании вручную войлочное тело не расслаивается и не осыпается, а общая толщина остается одинаковой.
Войлок из никеля низкого качества имеет беспорядочное распределение волокон, локальные скопления волокон, а некоторые участки редки и пропускают свет-. Он склонен к осыпанию проволоки и расслоению при вытягивании, а также даже к очевидным отверстиям или повреждениям.-такой никелевый войлок имеет неравномерное распределение пор, что приводит к плохой проводимости тока и неравномерному распределению реакционного газа во время электролиза, что значительно снижает эффективность электролиза.
3. Край и плоскостность (отражают точность производственного процесса)
Высококачественный-никелевый фетр имеет аккуратный срез, не имеет заусенцев, не скручивается и не деформируется и может полностью прилегать к плоскости в горизонтальном положении, без волнистой деформации, локальных впадин и выступов; Низкий никелевый войлок имеет грубую и неровную кромку, которая легко скручивается и деформируется, и даже имеет свободные волокна с спадающими краями. Трудно точно соединить электролизеры, фильтрующее оборудование и т. д. во время последующей установки, что влияет на эффект герметизации и использования.
Тестирование основных характеристик: эти 3 пункта определяют практическую ценность никелевого войлока
Квалифицированный внешний вид – это только фундамент. Основная ценность никелевого войлока заключается в его физических, химических и электрохимических свойствах, которые также являются ключом к различению «высококачественного никелевого войлока» от «качественного никелевого войлока». Сосредоточьтесь на тестировании трех основных индикаторов, которые подходят для практических сценариев применения, таких как электролизеры и топливные элементы:
1. Чистота материала: содержание никеля более или равное 99,0% является итогом (высший приоритет).
Чистота материала никелевого войлока напрямую определяет его коррозионную стойкость, проводимость и срок службы. Высококачественный-никелевый войлок должен соответствовать требованиям «T/CSTM00689-Общих технических условий на металлический никелевый войлок 2023 года» с минимальным содержанием никеля не менее 99,0%. Для никелевого войлока, используемого в электролизерах высокого класса, рекомендуется выбирать продукты с содержанием никеля выше или равным 99,6%. Содержание примесей (железо, медь, углерод, кислород и др.) должно строго контролироваться.
Как протестировать? При покупке вы можете попросить поставщика предоставить отчет об испытаниях материала (например, отчет об испытаниях рентгеновской флуоресцентной спектроскопии), в котором четко указано содержание никеля и содержание примесей; если позволяют условия, можно наблюдать микроструктуру в металлографический микроскоп. Высококачественный-никелевый войлок не имеет явных частиц примесей и обеспечивает равномерную кристаллизацию волокон.
Для производства войлока из никеля низкого качества в основном используется никелевое сырье низкой-чистоты, легированное большим количеством примесей. Он не только имеет плохую проводимость и коррозионную стойкость, но также склонен к окислительному растворению в среде щелочного электролизера и может загрязнять электролит, влияя на чистоту продукта (например, чистоту водорода при производстве водородной энергии).
2. Характеристики пор: пористость и распределение пор по размерам определяют адаптивность сценария применения.
Основным преимуществом никелевого войлока является его трехмерная пористая структура. Пористость и распределение пор по размерам напрямую влияют на проницаемость жидкости, удельную поверхность и каталитическую эффективность. Различные сценарии применения имеют разные требования к индикаторам пор (например, никелевый войлок, используемый при электролизе воды для производства водорода, требует высокой пористости для обеспечения диффузии газа, в то время как никелевый войлок, используемый в фильтрации, требует точного распределения пор по размерам для повышения эффективности перехвата). Высококачественный-никелевый войлок должен отвечать следующим требованиям:
- Пористость: для никелевого войлока, используемого в электролизерах и топливных элементах, рекомендуется выбирать пористость 60–80 %. Слишком низкая пористость повлияет на циркуляцию газа и жидкости, а слишком высокая пористость снизит механическую прочность войлока;
- Распределение пор по размерам. Размер пор однородный, без чрезмерно больших или маленьких аномальных пор. Размер пор никелевого войлока, используемого при электролизе воды для производства водорода, рекомендуется контролировать в пределах 10-20 мкм;
- Воздухопроницаемость: равномерная воздухопроницаемость без явных закупорок, обеспечивающая беспрепятственное прохождение газа/жидкости и полное проведение реакции.
Низкий никелевый войлок имеет большие колебания пористости, беспорядочное распределение пор по размерам, а некоторые поры заблокированы или слишком велики, что приведет к неравномерной диффузии газа и чрезмерному падению давления в электролизере или недостаточной эффективности перехвата во время фильтрации, сокращая срок службы оборудования.
3. Механические и электрохимические свойства: ключ к адаптации к экстремальным условиям труда.
Никелевый войлок чаще всего используется в условиях работы с высокой температурой, высоким давлением и сильной коррозией. Поэтому механическая прочность и электрохимические свойства имеют решающее значение. Высококачественный-никелевый войлок должен соответствовать:
- Механические свойства: предел прочности на растяжение может достигать 5–25 МПа с хорошей устойчивостью к сжатию. После многократного сжатия до 50% деформации он все еще может восстановить более 85% своей первоначальной толщины. Он не ломается и не деформируется при вытягивании вручную. Прочность на разрыв и удлинение можно проверить на универсальной испытательной машине;
- Электрохимические свойства: низкое контактное сопротивление, высокая стабильность в щелочном электролите, отсутствие явных нарушений выделения кислорода или водорода, что можно проверить с помощью испытания на удельное сопротивление;
- Коррозионная стойкость и высокая-температурная стойкость: он может стабильно работать в течение длительного времени в окислительной или восстановительной атмосфере при температуре выше 600 градусов, без явной коррозии при испытаниях в солевом тумане, подходит для суровых условий работы, таких как электролизеры и высокотемпературная-фильтрация.
Низкий никелевый войлок имеет низкую механическую прочность, легко ломается и деформируется, а также имеет высокое контактное сопротивление, что увеличивает энергопотребление электролизера. После длительного-использования он подвержен окислению, коррозии и расслоению, что приводит к выходу оборудования из строя.
Продолжаем...
