[实用新型]铅-镁双金属层状复合材料

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种铅-镁双金属层状复合材料，尤其是一种轻质导电芯增强型铅-镁双金属层合板，属于电化学器件领域和核屏蔽材料领域。

背景技术

目前，铅作为公认的阳极材料及屏蔽材料，在电化学提取、海水淡化、污水处理、屏蔽射线等方面得到广泛应用，且铅具有良好的电化学性能屏蔽射线的性能、较低的使用成本和回收再利用成本等优点。但是，铅在实际服役过程中仍存在以下问题：（1）作为阳极材料重量大，内阻高,强度低，易发生蠕变和局部腐蚀，破坏正常的电解过程，影响阴极析出产品的产量和品位；（2）作为防辐射屏蔽材料能屏蔽X、γ射线，但由于其自身熔点低、强度小等特点，严重制约了该类材料服役于高强度、多类辐射能的使用领域。

实用新型内容

为了解决和改善现有铅作为阳极材料能耗高、强度低等问题，作为核屏蔽材料受到屏蔽性能单一和强度低的不足，以及作为两种材料使用时均存在重量大，操作不便的问题，本实用新型提供一种新型轻质导电芯增强型铅-镁双金属层状复合材料，可同时改善铅作为阳极材料和核屏蔽材料使用的不足。

本实用新型通过下列技术方案实现：该复合材料由内向外的排列结构为，镁轻质导电内芯、铅-镁梯级过渡层和铅外层。

铅-镁梯级过渡层的厚度为铅外层厚度的5～50%，铅-镁梯级过渡层的微观结构是铅金属的密度呈一次函数的方式由最大值过渡到零，反之，镁金属的密度也呈一次函数的方式从相反方向由最大值过渡到零。

本实用新型从基体材料结构的设计入手，采用双金属叠层复合的设计方案，其技术思想是：该复合材料的内芯利用镁较铅的轻质、优良的导电性、高的抗弯曲强度和抗高温蠕变性能，起到降低基体电阻、提高导电性、增加强度、改善铅作为电极材料或核屏蔽材料的目的，而内芯与外层之间通过扩散反应焊接方式形成镁、铅金属间化合物连接界面，制备出轻质导电芯增强型铅-镁双金属层状复合材料，该层合材料的外层仍然保持原有的电化学性能和核屏蔽性能的技术要求，具有机械强度高、电积能耗低、耐腐蚀性好、防核辐射、质量轻等特点，可同时吸收α、β、γ、X射线、质量轻、易操作等特点。

本实用新型具备的有益效果和优点：该铅-镁双金属层状复合材料具有机械强度高、质量轻的优点，作为阳极材料使用，其电化学性能优良，导电性好，耐腐蚀性好、抗高温蠕变性好；作为核屏蔽材料使用，抗辐射性能优良，更适合于结构性屏蔽材料的应用，可同时吸收多种射线，方便作为储运核屏蔽材料的容器运输的要求，可焊加工性好，易安装、拆卸。

由于采用了双金属型叠层结构设计方案，作为阳极材料使用，铅-镁双金属层状复合材料的整体导电可近似为导体并联结构，其总电阻小于铅的块体电阻，可均化阳极与阴极间电场的分布，这对提高电解过程中的电效、阴极产品的品位和产量、减缓阳极的局部腐蚀有着至关重要的作用。作为核屏蔽材料增加了铅的强度：采用轻质的镁作为内芯，对提高基体的抗蠕变性起到了骨架支撑作用和导热性能；减轻了阳极材料和屏蔽材料的重量，镁的密度仅为铅的0.15倍，在同等外形尺寸下可极大地减少传统阳极材料或铅屏蔽材料的重量，对提高操作灵活性是非常行之有效的。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型图1的A-A横剖面构造图。

图中：1.铅外层，2. 铅-镁梯级过渡层，3.镁轻质导电内芯。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

实施例1：如图1～2,镁轻质导电内芯3处于金属层状复合材料的最内层，在镁轻质导电内芯3的外面为铅-镁梯级过渡层2，再在铅-镁梯级过渡层2外面则是铅外层1，铅-镁梯级过渡层2的厚度为铅外层1厚度的5～50%，且铅-镁梯级过渡层2的微观结构为，铅金属的密度呈一次函数的方式由最大值过渡到零，反之，镁金属的密度也呈一次函数的方式从相反方向由最大值过渡到零。