[实用新型]金属氢化物电极制备装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及电极制备技术领域，具体地，涉及一种金属氢化物电极制备装置。

背景技术

金属氢化物（氢包括全部三种同位素，即氕、氘和氚），如氢化钛、氢化锆等一元金属氢化物以及合金氢化物，常应用于放电电极，如真空弧离子源电极。在电极之间放电过程中，产生丰富的氢离子和各价态金属离子。为了提高氢离子的浓度，通常采用高原子比的金属氢化物，如氢原子数与金属原子数比例接近2:1。

传统的金属氢化物电极采用体材吸氢的方法制备，这种方法先加工一定尺寸的金属或合金电极，然后在高温下吸氢，体胀后获得所需尺寸的电极。这种办法时间长，一般需要几天时间；成分控制精度不高，难以实现原子比例内外一致；由于吸氢过程会导致体胀，因此容易产生裂纹。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种金属氢化物电极制备装置，该制备装置专用于金属粉末热压成型制备金属氢化物电极中，其能在高压下将金属氢化物粉末压制成型，并在高压下通过高温热处理消除内应力，制备满足形状、尺寸和强度要求的储氢电极。

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是：

金属氢化物电极制备装置，包括热压成型装置，所述热压成型装置包括模具、上冷却环、上压砧、下压砧、套筒、加热电阻丝、支撑台，其中：

所述下压砧设置在支撑台上，所述套筒设置在下压砧上，下压砧上端部分伸入套筒内；

所述模具设置在套筒内；

所述加热电阻丝缠绕在套筒外壁；

所述上压砧和上冷却环设置在套筒上方，上压砧下端伸入套筒内，所述上冷却环包覆在上压砧外；

所述支撑台和上冷却环上均开设一圈水冷孔道，水冷孔道的轴向与套筒相同，水冷孔道两侧分别连接有进水口和出水口。

本方案中，金属氢化物粉末置于模具内或模具下方，上压砧连接液压系统，液压系统施加压力将模具下的金属氢化物粉末压制成型，得到成型电极，水冷孔道及其进水口和出水口连接水冷却系统，加热电阻丝连接电加热系统，两个系统相互配合保持成型电极的温度处于300℃至900℃之间，在该温度范围内加热一定时间后，可以有效消除成型电极的内应力，待冷却和卸压后即可获得成品电极。

进一步，为了降低上压砧下端和下压砧上端小截面端的长度，所述热压成型装置还包括上垫片和下垫片，上垫片设置在上压砧与模具之间，下垫片设置在下压砧与模具之间。

进一步，所述模具由上模具和下模具构成或者单独由上模具构成；所述支撑台上设置有凹槽，下压砧下端安装在该凹槽内。

进一步，金属氢化物电极制备装置还包括退样装置，所述退样装置包括退样支撑台、退样下压砧、退样上压砧和侧压砧，

所述退样下压砧固定在退样支撑台上，所述套筒位于退样下压砧上方，退样下压砧上端伸入套筒内；

所述侧压砧和退样上压砧设置在套筒上方，退样上压砧下端伸入套筒内，侧压砧呈圆环状，套设在退样上压砧外，其内径大于套筒的内径小于套筒的外径。 

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型能够将金属氢化物粉末热压成型制备电极，金属氢化物粉末吸氢更多，因而能够获得成分更均匀的电极，并且电极制备时间短；

2、本实用新型制备氢化物电极过程中将吸氢过程与成型过程分离，成型过程不需要考虑吸氢，能够制备不同成分金属氢化物，工艺通用性更强；

3、本实用新型制备氢化物电极可以降低氢化物粉末成型压力并且改善成型引起的应力等内部缺陷，制备的电极强度高；

4、本实用新型结构简单、使用方便、通用性强。

附图说明

图1是本实用新型的热压成型装置的结构示意图；

图2是本实用新型的退样装置的结构示意图。

附图中标记及相应的零部件名称：1-上冷却环；2-上压砧；3-套筒；4-加热电阻丝；5-上垫片；6-模具；7-电极；8-下垫片；9-下压砧；10-支撑台；11-水冷孔道；12-进水口；13-出水口；14-退样支撑台；15-退样下压砧；16-退样上压砧；17-侧压砧。

具体实施方式

本实用新型主要在0.5GPa -5Gpa的压力下将氢化物粉末成型，并在高压下通过300℃-900℃高温热处理过程消除内应力，获得满足需求形状、尺寸和强度的储氢电极，以便捷地获得成分更均匀、结构多样的金属氢化物电极。前述将粉末压制成型的压力为成型压力，保持以消除内应力的温度为保温温度。

下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步地的详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。