CN115700289B - 一种标准化高熵合金一体化电极及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种标准化高熵合金一体化电极及其制备方法与应用,所述制备方法包括以下步骤:将过渡金属原料进行真空熔炼,得到高熵合金锭;将所述高熵合金锭进行线切割和打磨处理,得到高熵合金块;将所述高熵合金块与铜导线粘连,置于模具中采用树脂进行定型,对反应面进行抛光处理,得到所述标准化高熵合金一体化电极。本发明制备的标准化高熵合金一体化电极的反应面光滑平整,具有精确的反应面积,可排除比表面积和载体对活性提升的干扰,可准确地对比不同成分高熵合金的本征电催化活性。
Description
技术领域
本发明属于电解水材料制备技术领域,尤其涉及一种标准化高熵合金一体化电极及其制备方法与应用。
背景技术
当前,将太阳能、风能等清洁能源转化为氢能能够极大的解决能源危机和温室效应而受到广泛关注,电解水制氢由于清洁环保、生产效率高等优点,有望成为未来大规模制氢的主要手段之一。然而,目前电解水制氢仍存在一定局限性,理论上电解水反应的发生需要1.23V的过电位,但在实际生产过程中该过电位会更高,所需耗电量更大。其次,铂及铂基材料是最理想的电极材料,但其储量稀少,价格昂贵,高昂的原料成本与用电成本限制了电解水行业的发展。因此,迫切需要新的廉价电极材料降低其过电位。
近年来,人们将电催化电极材料的研究重点放在过渡族金属的氧化物、硫化物、氢氧化物、磷化物等廉价催化材料上。过渡族金属具有成本相对低廉、资源丰富等优点,但是过渡族金属耐蚀性差、析氢过电位较高、导电性差、活性位点少等问题,限制了其商业化应用的价值。
高熵合金作为合金界的新秀,高熵的概念最早体现在金属化合物中,当五种及以上金属掺杂,就可以称为高熵合金。多种金属的掺杂可以创造更多具有不同吸附能的活性吸附中心,实现反应过程中多种吸附中心对吸附物种的协同调控,并且过渡金属掺杂可以在保持电解水催化活性的同时减少贵金属的用量。
目前,采用高熵合金作为电解水制氢电极材料的方面研究不多。CN111074292A公开了一种电催化制氢多孔高熵合金电极材料及其制备方法,包括以下步骤:S1、先将钴粉、铬粉、铁粉、镍粉和钼粉进行混合,用行星式球磨机球磨均匀,再加入镁粉继续用行星式球磨机球磨均匀,最后采用压样机将上述混合粉末压制成样坯;S2、将样坯置于多晶莫来石纤维保温桶中,然后再将保温桶放入微波烧结炉中进行微波烧结;S3、先关闭微波随炉冷却,再关闭微波烧结炉,使试样随炉冷却至室温,获得多孔高熵合金;S4、采用循环伏安法对多孔高熵合金进行电化学活化处理,得到多孔高熵合金电极材料。但上述制备得到的高熵合金电极材料为多孔材料,无法准备测定催化剂真实利用的活性位点数量,使得难以对不同成分的高熵合金的本征活性进行比较。
催化剂催化活性与其所暴露的活性位点数量呈正相关关系。现今纳米高熵合金催化剂的电催化性能主要通过配制浆液涂敷于一定面积的导电载体表面进行测定。使用的碳纸、泡沫镍等导电载体提供的反应面积仅为物理表观意义上的1cm2,忽略了载体自身存在中空骨架及不规则接触面的情况。即使使用光滑的载体,催化剂浆液也存在着溶质分散不均匀、涂覆所引起的催化剂颗粒堆叠、催化剂与载体间的吸附不稳定等问题,均会导致暴露的活性位点数量差异较大的情况。因此无法准确测定催化剂真实利用的活性位点数量,即使很多人通过活性比表面积归一化的方法来研究本征活性,但是ECSA结果并不能精确地代表真实活性位点数量,归一化所得活性数据在评价催化剂的本征活性方面仍然缺乏一定的说服力。
因此,提供一种用于标准化电解水性能评价的高熵合金电极的制备方法,是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种标准化高熵合金一体化电极及其制备方法与应用,所制备的标准化高熵合金一体化电极反应面光滑平整,具有精确的反应面积,可排除比表面积和载体对活性提升的干扰,可准确地对比不同成分高熵合金的本征电催化活性。
为达到此发明目的,本发明采用以下技术方案:
第一方面,本发明提供了一种标准化高熵合金一体化电极的制备方法,所述制备方法包括以下步骤:
(1)将过渡金属原料进行真空熔炼,得到高熵合金锭;
(2)将步骤(1)所述高熵合金锭进行线切割和打磨处理,得到高熵合金块;
(3)将步骤(2)所述高熵合金块与铜导线粘连,置于模具中采用树脂进行定型,对反应面进行抛光处理,得到所述标准化高熵合金一体化电极。
本发明所述制备方法减少了制备高熵合金粉末的相应步骤,通过真空熔炼、线切割、打磨、模具树脂定型和抛光等步骤制备标准化高熵合金一体化电极,所制备标准化高熵合金一体化电极的反应面光滑平整,具有精确的反应面积,可排除比表面积和载体对活性提升的干扰,可准确地对比不同成分高熵合金电极的电催化本征活性,为反应机理研究提供支持。
本发明中,所述标准化高熵合金一体化电极是通过将合金充分熔炼,线切割,打磨,模具树脂定型和抛光后制备的可以与电化学工作站直接连接,反应面积为精确10mm×10mm的电解水工作电极,该合金电极无需载体,能够消除载体与涂布过程中电解水催化剂的不确定影响因素,可用于直观定量对比不同配比合金电极的电解水性能。
作为本发明优选的技术方案,步骤(1)所述过渡金属原料的组成元素为(FeCoNiCu)xM1-x;其中,M为V、Cr、Mn或Mo中的任意一种或至少两种的组合,x为70-95。
本发明中,x为70-95,例如可以是70、72、74、76、78、80、82、84、86、88、90、92或95等,但不限于所列举的数值,数值范围内其它未列举的数值同样适用。
本发明中,步骤(1)所述过渡金属原料的组成元素中Fe、Co、Ni和Cu的原子百分比为(15%-25%):(15%-25%):(15%-25%):(15%-20%),优选为22.5%:22.5%:22.5%:22.5%。
本发明通过优化过渡金属原料中各组成元素的比例,制备的标准化高熵合金电极进行电解水性能评价时,能够精确对比高熵合金电极的电催化本征活性,且无需使用贵金属,制备的高熵合金电极具有与贵金属掺杂的高熵合金电极相似的催化活性和优异的循环稳定性,具有很好的应用前景。
作为本发明优选的技术方案,步骤(1)所述真空熔炼在真空电弧炉中进行。
优选地,步骤(1)所述真空熔炼在保护气下进行。
本发明中,所述保护气包括氩气。
优选地,步骤(1)所述真空熔炼的次数为3-5次,例如可以是3次、4次或5次等。
本发明通过多次熔炼合金锭,使合金成分均匀。
优选地,步骤(1)所述真空熔炼的电流为60-300A,例如可以是60A、80A、100A、150A、200A、250A或300A等,但不限于所列举的数值,数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地,步骤(1)所述真空熔炼的时间为20-100s/次,例如可以是20s/次、30s/次、40s/次、50s/次、60s/次、70s/次、80s/次、90s/次或100s/次等,但不限于所列举的数值,数值范围内其它未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案,步骤(2)所述线切割具体为:将高熵合金锭在电火花线切割机上进行快走丝线切割,无偏移与右偏移0.1mm交替。
优选地,步骤(2)所述打磨为采用砂纸进行打磨。
本发明中,将线切割后的高熵合金块在磨光机上用不同目数的砂纸进行打磨,去除合金表面氧化皮。
优选地,所述砂纸的目数为400-4000目,例如可以是800目、1200目、2500目、3000目或4000目等,但不限于所列举的数值,数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地,步骤(2)所述打磨后还进行超声波清洗。
本发明中,采用超声波清洗去除合金表面杂质。
优选地,所述超声波清洗的溶剂包括水和/或乙醇;
优选地,所述超声波清洗的时间为5-10min,例如可以是5min、6min、7min、8min、9min或10min等,但不限于所列举的数值,数值范围内其它未列举的数值同样适用。
本发明中,所述超声波清洗优选为采用水和乙醇交替清洗。
作为本发明优选的技术方案,步骤(2)所述高熵合金块的长度为8-12mm,例如可以是8mm、8.5mm、9mm、9.5mm、10mm、10.5mm、11mm、11.5mm或12mm等,但不限于所列举的数值,数值范围内其它未列举的数值同样适用,优选为10mm。
优选地,步骤(2)所述高熵合金块的宽度为8-12mm,例如可以是8mm、8.5mm、9mm、9.5mm、10mm、10.5mm、11mm、11.5mm或12mm等,但不限于所列举的数值,数值范围内其它未列举的数值同样适用,优选为10mm。
优选地,步骤(2)所述高熵合金块的厚度为1-3mm,例如可以是1mm、1.2mm、1.4mm、1.6mm、1.8mm、2mm、2.2mm、2.4mm、2.6mm、2.8mm或3mm等,但不限于所列举的数值,数值范围内其它未列举的数值同样适用,优选为2mm。
作为本发明优选的技术方案,步骤(3)所述粘连具体为:采用导电铜胶布将高熵合金块与铜导线粘连。
优选地,步骤(3)所述树脂包括AB树脂。
优选地,步骤(3)所述定型的温度为40-60℃,例如可以是40℃、45℃、50℃、55℃或60℃等,但不限于所列举的数值,数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地,步骤(3)所述定型的时间为6-12h,例如可以是6h、7h、8h、9h、10h、11h或12h等,但不限于所列举的数值,数值范围内其它未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案,步骤(3)所述抛光处理为使用抛光膏对高熵合金电极反应面进行打磨抛光。
本发明中,在抛光机上用不同目数的抛光膏进行抛光,减少表面划痕,使反应面呈光滑镜面,其中所述反应面为定型后电极的暴露面。
优选地,所述超声波清洗的溶剂包括水和/或乙醇。
优选地,所述超声波清洗的时间为5-10min,例如可以是5min、6min、7min、8min、9min或10min等,但不限于所列举的数值,数值范围内其它未列举的数值同样适用。
本发明中,所述超声波清洗优选为采用水和乙醇交替清洗。
作为本发明优选的技术方案,所述制备方法包括以下步骤:
(1)将过渡金属原料在真空电弧炉中保护气下进行真空熔炼3-5次,得到高熵合金锭;
所述真空熔炼的电流为60-300A;所述真空熔炼的时间为20-100s/次;
(2)将步骤(1)所述高熵合金锭在电火花线切割机上进行快走丝线切割,无偏移与右偏移0.1mm交替,然后采用砂纸进行打磨和超声波清洗,得到长度为8-12mm、宽度为8-12mm和厚度为1-3mm高熵合金块;
(3)采用导电铜胶布将步骤(2)所述高熵合金块与铜导线粘连,然后置于模具采用树脂在40-60℃下定型6-12h,之后对反应面采用抛光膏进行打磨抛光和超声波清洗,得到所述标准化高熵合金一体化电极。
第二方面,本发明提供了一种标准化高熵合金一体化电极,所述标准化高熵合金一体化电极采用第一方面所述的制备方法制备得到;
所述标准化高熵合金一体化电极为单相固溶体结构;
所述标准化高熵合金一体化电极反应面的表面粗糙度0.01<Ra<0.05μm,例如可以是0.02μm、0.025μm、0.03μm、0.035μm或0.04μm等,但不限于所列举的数值,数值范围内其它未列举的数值同样适用。
第三方面,本发明提供了一种第二方面所述的标准化高熵合金一体化电极的应用,所述标准化高熵合金一体化电极用于电解水性能的评价。
本发明所述的数值范围不仅包括上述列举的点值,还包括没有列举出的上述数值范围之间的任意的点值,限于篇幅及出于简明的考虑,本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
相对于现有技术,本发明具有以下有益效果:
(1)本发明所述标准化高熵合金一体化电极的反应面光滑平整,具有精确的反应面积,可排除比表面积和载体对活性提升的干扰,可准确地对比不同成分高熵合金的本征电催化活性;
(2)本发明通过优化过渡金属原料中各组成元素的比例,且无需使用贵金属,制备得到的电极具有优异的循环稳定性,且其与贵金属掺杂的高熵合金电极的催化活性相似;
(3)本发明通过真空熔炼、线切割、模具树脂定型制备得到标准化高熵合金一体化电极,减少了制备高熵合金粉末的相应步骤,工艺简单,具有良好的工业应用前景。
附图说明
图1为本发明实施例1步骤(2)制备的高熵合金块的XRD图;
图2为本发明实施例1制备的高熵合金一体化电极的实物图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了,所述实施例仅仅是帮助理解本发明,不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
本实施例提供了一种标准化高熵合金一体化电极的制备方法,所述制备方法包括以下步骤:
(1)按照(FeCoNiCu)95Mo5进行配料,总量为15g,在0.5MPa的真空度下采用真空电弧炉在氩气下进行熔炼3次,得到高熵合金锭;
所述Fe、Co、Ni和Cu的原子百分比为25%:25%:25%:20%,所述熔炼的电流为200A;所述熔炼的时间为80s/次;
(2)将步骤(1)所述高熵合金锭在电火花线切割机上进行快走丝线切割,无偏移与右偏移0.1mm交替,然后依次采用1200目的砂纸进行打磨、采用水和乙醇超声波清洗交替10min,得到长度为10mm、宽度为10mm和厚度为2mm高熵合金块;
(3)采用导电铜胶布将步骤(2)所述高熵合金块与铜导线粘连,然后置于模具采用AB树脂在50℃下定型10h,之后将高熵合金一体化电极的暴露面依次采用10000目的抛光膏进行打磨抛光、采用水和乙醇超声波清洗交替10min,得到反应面积为10mm×10mm的标准化高熵合金一体化电极;
如图1所示,本实施例制得的高熵合金块的XRD表征结果为单相固溶体结构(FCC相)。
本实施例制得的标准化高熵合金一体化电极的实物图如图2所示,其反应面表面光滑平整,且电极反应面的表面粗糙度Ra为0.02μm。
实施例2
本实施例提供了一种标准化高熵合金一体化电极的制备方法,所述制备方法包括以下步骤:
(1)按照(FeCoNiCu)90V10进行配料,总量为15g,在0.5MPa的真空度下采用真空电弧炉在氩气下进行熔炼5次,得到高熵合金锭;
所述Fe、Co、Ni和Cu的原子百分比为22.5%:22.5%:22.5%:22.5%,所述熔炼的电流为60A;所述真空熔炼的时间为100s/次;
(2)将步骤(1)所述高熵合金锭在电火花线切割机上进行快走丝线切割,无偏移与右偏移0.1mm交替,然后依次采用400目的砂纸进行打磨、采用水和乙醇超声波清洗交替10min,得到长度为10mm、宽度为10mm和厚度为2mm高熵合金块;
(3)采用导电铜胶布将步骤(2)所述高熵合金块与铜导线粘连,然后置于模具采用AB树脂在40℃下定型6h,之后将高熵合金一体化电极的暴露面依次采用20000目的抛光膏进行打磨抛光、采用水和乙醇超声波清洗交替5min,得到反应面积为10mm×10mm的标准化高熵合金一体化电极;
本实施例制得的高熵合金块为单相固溶体结构(FCC相)。
本实施例制得的标准化高熵合金一体化电极反应面的表面粗糙度Ra为0.03μm。
实施例3
本实施例提供了一种标准化高熵合金一体化电极的制备方法,所述制备方法包括以下步骤:
(1)按照(FeCoNiCu)70Cr30进行配料,总量为15g,在0.5MPa的真空度下采用真空电弧炉在氩气下进行熔炼3次,得到高熵合金锭;
所述Fe、Co、Ni和Cu的原子百分比为20%:15%:20%:15%,所述熔炼的电流为300A;所述熔炼的时间为20s/次;
(2)将步骤(1)所述高熵合金锭在电火花线切割机上进行快走丝线切割,无偏移与右偏移0.1mm交替,然后依次采用1200目的砂纸进行打磨、采用水和乙醇超声波清洗交替10min,得到长度为10mm、宽度为10mm和厚度为2mm高熵合金块;
(3)采用导电铜胶布将步骤(2)所述高熵合金块与铜导线粘连,然后置于模具采用AB树脂在60℃下定型12h,之后将高熵合金一体化电极的暴露面依次采用10000目的抛光膏进行打磨抛光、采用水和乙醇超声波清洗交替10min,得到反应面积为10mm×10mm的标准化高熵合金一体化电极;
本实施例制得的高熵合金块为单相固溶体结构(FCC相)。
本实施例制得的标准化高熵合金一体化电极反应面的表面粗糙度Ra为0.04μm。
实施例4
本实施例提供了一种标准化高熵合金一体化电极的制备方法,所述制备方法包括以下步骤:
(1)按照(FeCoNiCu)80Mn20进行配料,总量为15g,在0.5MPa的真空度下采用真空电弧炉在氩气下进行熔炼4次,得到高熵合金锭;
所述Fe、Co、Ni和Cu的原子百分比为20%:20%:20%:20%,所述熔炼的电流为100A;所述熔炼的时间为50s/次;
(2)将步骤(1)所述高熵合金锭在电火花线切割机上进行快走丝线切割,无偏移与右偏移0.1mm交替,然后依次采用1200目的砂纸进行打磨、采用水和乙醇超声波清洗交替10min,得到长度为10mm、宽度为10mm和厚度为2mm高熵合金块;
(3)采用导电铜胶布将步骤(2)所述高熵合金块与铜导线粘连,然后置于模具采用AB树脂在50℃下定型8h,之后将高熵合金一体化电极的暴露面依次采用10000目的抛光膏进行打磨抛光、采用水和乙醇超声波清洗交替10min,得到反应面积为10mm×10mm的高熵合金一体化电极;
本实施例制得的高熵合金块为单相固溶体结构(FCC相)。
本实施例制得的标准化高熵合金一体化电极反应面的表面粗糙度Ra为0.03μm。
实施例5
本实施例提供了一种标准化高熵合金一体化电极的制备方法,除了将步骤(1)“(FeCoNiCu)95Mo5”替换为“(FeCoNiCu)95V5”外,其他条件均与实施例1相同。
实施例6
本实施例提供了一种标准化高熵合金一体化电极的制备方法,除了步骤(1)按照(FeCoNiCu)98Mo2进行配料,所述Fe、Co、Ni和Cu的原子百分比为23%:25%:25%:25%外,其他条件均与实施例1相同。
实施例7
本实施例提供了一种标准化高熵合金一体化电极的制备方法,除了步骤(1)按照(FeCoNiCu)60Mo40进行配料,所述Fe、Co、Ni和Cu的原子百分比为10%:20%:15%:15%外,其他条件均与实施例1相同。
实施例8
本实施例提供了一种合金一体化电极的制备方法,除了步骤(1)按照FeCoNiCu进行配料,所述Fe、Co、Ni和Cu的原子百分比为25%:25%:25%:25%外,其他条件均与实施例1相同。
实施例9
本实施例提供了一种合金一体化电极的制备方法,除了步骤(1)按照(FeCoNi)90Mo10进行配料,所述Fe、Co和Ni的原子百分比为30%:30%:30%外,其他条件均与实施例1相同。
实施例10
本实施例提供了一种标准化高熵合金一体化电极的制备方法,除了步骤(1)所述熔炼的电流为40A;所述熔炼的时间为100s/次外,其他条件均与实施例1相同。
实施例11
本实施例提供了一种标准化高熵合金一体化电极的制备方法,除了步骤(1)所述熔炼的电流为400A;所述熔炼的时间为20s/次外,其他条件均与实施例1相同。
实施例12
本实施例提供了一种高熵合金一体化电极的制备方法,除了步骤(3)未进行抛光处理外,其余条件均与实施例1相同。
本实施例制得的高熵合金一体化电极反应面的表面粗糙度Ra为0.05μm。
对比例1
本对比例提供了一种高熵合金电极的制备方法,除了步骤(3)采用常规的脱合金化方法制备高熵合金电极外,其他条件均与实施例1相同。
本对比例制得的高熵合金电极反应面的表面粗糙度Ra为0.05mm。
将上述实施例和对比例制备得到的电极进行电化学测试,在1M KOH,25℃条件下进行析氢和析氧性能的测试,其中,析氢反应的电流密度为-10mA/cm2,析氧反应的电流密度为10mA/cm2,测试结果如表1所示。
表1
由表1可以得出以下几点:
(1)本发明提供的制备方法制备得到的标准化高熵合金一体化电极,反应面光滑平整,排除了比表面积和载体对活性提升的干扰,可精准对比不同成分高熵合金的电催化本征活性;
(2)综合实施例1-5可知,标准化高熵合金一体化电极可排除比表面积和载体对活性提升的干扰,通过调整高熵合金组成元素之间的比例,制得的合金电极催化性能不同,因此标准化高熵合金一体化电极可用于精准对比不同成分高熵合金的电催化本征活性;
(3)综合实施例1和实施例6-9可知,当高熵合金的组成元素之间的比例选择不合理时,导致制备的标准化高熵合金一体化电极的催化性能下降;当Mo含量过高时,因无法完全熔化,导致合金无法充分混合,催化性能下降;当反应元素为四元合金时,不属于高熵合金,其活性吸附中心减少,进而导致得到的电极的催化性能下降;
(4)综合实施例1和实施例10-11可知,当熔炼过程中电流过低时,导致熔炼温度无法达到某些金属的熔点,熔炼不充分;当熔炼过程中电流过高时,金属溶解比较充分,但反应过程中金属锭产生异响,低熔点金属烧损严重;综合实施例1和实施例12可知,当未进行抛光处理时,导致反应面表层有氧化层、粗糙度较高,催化性能较差,且无法排除比表面积对电极催化性能的影响;
(5)综合实施例1和对比例1可知,采用常规的脱合金化方法制备得到的高熵合金电极为多孔结构,无法排除比表面积对电极活性提升的干扰,无法判断不同成分高熵合金的电催化本征活性。
申请人声明,本发明通过上述实施例来说明本发明的详细结构特征,但本发明并不局限于上述详细结构特征,即不意味着本发明必须依赖上述详细结构特征才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了,对本发明的任何改进,对本发明所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
以上详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于上述实施方式中的具体细节,在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合,为了避免不必要的重复,本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外,本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本发明的思想,其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (16)
1.一种标准化高熵合金一体化电极的应用,其特征在于,所述标准化高熵合金一体化电极用于电解水性能的评价,精确对比高熵合金电极的电催化本征活性;
所述标准化高熵合金一体化电极由以下制备方法制得:
(1)将过渡金属原料进行真空熔炼,得到高熵合金锭;
所述过渡金属原料的组成元素为(FeCoNiCu)xM1-x;其中,M为V、Cr、Mn或Mo中的任意一种或至少两种的组合,x为70-95;所述过渡金属原料的组成元素中Fe、Co、Ni和Cu的原子百分比为(15%-25%):(15%-25%):(15%-25%):(15%-20%);
所述真空熔炼的次数为3-5次、电流为60-300A、时间为20-100s/次;
(2)将步骤(1)所述高熵合金锭进行线切割和打磨处理,得到高熵合金块;
所述线切割具体为:将高熵合金锭在电火花线切割机上进行快走丝线切割,无偏移与右偏移0.1mm交替;
(3)将步骤(2)所述高熵合金块与铜导线粘连,置于模具中采用树脂进行定型,对反应面进行抛光处理,得到所述标准化高熵合金一体化电极;
所述树脂为AB树脂;所述定型的温度为40-60℃、时间为6-12h;
所述抛光处理为使用抛光膏对高熵合金电极反应面进行打磨抛光;所述抛光膏的目数为10000-30000目;
所述标准化高熵合金一体化电极为单相固溶体结构;所述标准化高熵合金一体化电极反应面的表面粗糙度0.01<Ra<0.05μm。
2.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,步骤(1)所述真空熔炼在真空电弧炉中进行。
3.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,步骤(1)所述真空熔炼在保护气下进行。
4.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,步骤(2)所述打磨为采用砂纸进行打磨。
5.根据权利要求4所述的应用,其特征在于,所述砂纸的目数为400-4000目。
6.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,步骤(2)所述打磨后还进行超声波清洗。
7.根据权利要求6所述的应用,其特征在于,所述超声波清洗的溶剂包括水和/或乙醇。
8.根据权利要求6所述的应用,其特征在于,所述超声波清洗的时间为5-10min。
9.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,步骤(2)所述高熵合金块的长度为8-12mm。
10.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,步骤(2)所述高熵合金块的宽度为8-12mm。
11.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,步骤(2)所述高熵合金块的厚度为1-3mm。
12.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,步骤(3)所述粘连具体为:采用导电铜胶布将高熵合金块与铜导线粘连。
13.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,步骤(3)所述抛光处理后还进行超声波清洗。
14.根据权利要求13所述的应用,其特征在于,所述超声波清洗的溶剂包括水和/或乙醇。
15.根据权利要求13所述的应用,其特征在于,所述超声波清洗的时间为5-10min。
16.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,所述制备方法包括以下步骤:
(1)将过渡金属原料在真空电弧炉中保护气下进行真空熔炼3-5次,得到高熵合金锭;
所述过渡金属原料的组成元素为(FeCoNiCu)xM1-x;其中,M为V、Cr、Mn或Mo中的任意一种或至少两种的组合,x为70-95;所述过渡金属原料的组成元素中Fe、Co、Ni和Cu的原子百分比为(15%-25%):(15%-25%):(15%-25%):(15%-20%);
所述真空熔炼的电流为60-300A;所述真空熔炼的时间为20-100s/次;
(2)将步骤(1)所述高熵合金锭在电火花线切割机上进行快走丝线切割,无偏移与右偏移0.1mm交替,然后采用砂纸进行打磨和超声波清洗,得到长度为8-12mm、宽度为8-12mm和厚度为1-3mm高熵合金块;
(3)采用导电铜胶布将步骤(2)所述高熵合金块与铜导线粘连,然后置于模具采用树脂在40-60℃下定型6-12h,之后对反应面采用抛光膏进行打磨抛光和超声波清洗,得到所述标准化高熵合金一体化电极;
所述树脂为AB树脂;
所述抛光膏的目数为10000-30000目。
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