Titanium Fiber Felt on huopamainen materiaali, joka on valmistettu puhtaasta titaanista tai titaaniseoskuiduista. Tämän tyyppinen huopamateriaali valmistetaan tyypillisesti sintraamalla, puristamalla tai muilla prosessointitekniikoilla käyttämällä titaanikuituja. Titaanikuituhuovalla on erinomainen korkeiden lämpötilojen kestävyys ja korroosionkestävyys, ja se löytää laajan sovelluksen teollisuudessa, kuten lämpötekniikassa, ilmailu- ja kemianteollisuudessa. Sillä on hyvä lämmön- ja sähkönjohtavuus sekä tietty mekaaninen lujuus ja vakaus, mikä tekee siitä sopivan eristykseen, suodatukseen ja adsorptioon korkeissa lämpötiloissa.
titaanikuituhuopaanodikaasudiffuusiokerros
Sintrattu titaanikuituhuopa toimii substraattina platinakatalyytin kerrostukseen. Käytetty näyte on pyöreä, halkaisija 30 mm ja paksuus 1 mm, huokoisuus yli 70 %. Erityiset hoitovaiheet ovat seuraavat:
Oksidikalvon poisto
Titaanihuopa on upotettu typpi- ja fluorivetyhappopohjaiseen elektrolyyttihappoliuokseen, jonka pH-arvo on 0,5 huoneenlämpötilassa. Sitten huopaan on kytketty 2,5 V jännite, mikä aiheuttaa titaanipinnan anodista liukenemista.
Argonkaasun puhdistus
Deionisoidulla vedellä huuhtelun jälkeen titaanityökappaleen pinta käsitellään plasmalla argonissa titaanin pinnalla olevien epäpuhtauksien poistamiseksi.
Pinnoitus
Jatkuvat plasmafysikaaliset puhdistusprosessit suoritetaan, mitä seuraa lisähuuhtelu deionisoidulla vedellä. Titaanikuidut pinnoitetaan välittömästi platinalla sähkökemiallisella menetelmällä argonympäristössä. Parametrit on asetettu pH-arvoon 8 ja lämpötilaan 50 astetta. Galvanointiprosessia suoritetaan 10 minuuttia vakiokatodijännitteellä -3,2 V suhteessa vertailuelektrodiin. Tämän galvanointiprosessin aikana titaanielektrodi asetetaan sähköisesti kahden yhdistetyn vertailuelektrodin väliin. Päälle asetettu aika on 10 millisekuntia ja poiskytkentäaika 56,7 millisekuntia, mikä johtaa 15 %:n käyttöjaksoon jokaisessa jaksossa. Galvanointiprosessin toinen osa toistetaan vielä 10 minuuttia.
MEA:n kokoonpano
Elektrodi on kyllästetty protonia johtavalla ionomeeriliuoksella 5 paino-% etanolissa ja pinnoitettu sitten platinalla. Liuos on valettu elektrodille airbrushingin avulla, kun taas titaanipohjainen elektrodi on kytketty lämmitettyyn näytetelineeseen. Lämpötila asetetaan 60 asteeseen nopeuttamaan etanolin haihtumista elektrodin pinnalta.
Kokoaminen bipolaariseksi levykokoonpanoksi, yhteensä 20 sarjaa.
platinapinnoite titaanihuovalla
Alla olevat mikroskooppiset kuvat näyttävät sintrattuja titaanikuituja, jotka on päällystetty platinalla. Huovan ulkosivulla olevat kuidut voivat suojata koko pinnoitteen, mikä selittyy sähkökentän jakautumisella primaarikennossa (jossa työelektrodi sijaitsee kahden vastaelektrodin välissä ja on niiden suuntainen). Pinnoite on riittävä takaamaan platinananohiukkasten pitkäaikaisen vakaan kiinnittymisen. Seuraava kuva esittelee mikroskooppisia valokuvia platinahiukkasista, jotka on kerrostettu galvanoiduille titaanikuiduille käyttämällä pulssipinnoitusprosessia.
