[发明专利]一种导电陶瓷电极材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种导电陶瓷电极材料及其制备方法，由以下重量份的组分制成：Ti‑Sn‑Zn‑Si‑N 15‑20份，氮化镓10‑15份，乙炔黑5‑10份，粘结剂2‑5份，碳化硼20‑25份，纳米二氧化硅5‑10份，硅化钼5‑10份，混合溶剂10‑15份。所述制备方法包括捏合、模压制坯、高温烧结步骤。本发明公开的导电陶瓷电极材料具有价格低廉，电导率高，耐磨抗腐蚀性能优异，导电性能、电化学性能和加工性能佳的优点。

技术领域

本发明涉及电极材料技术领域，尤其涉及一种导电陶瓷电极材料及其制备方法。

背景技术

随着社会的进步及经济的发展，人们越来越关心日益严重的环境问题。水污染作为众多环境问题之一，由于其能直接影响人们的身体健康，引起了业内广泛关注。各种污水处理设备如雨后春笋般涌现，其中用于电渗透的设备是目前实现污泥高效脱水性价比比较高的设备，采用这种设备进行污泥脱水脱水速度快、效率高、有效避免了污泥中的各种污染物直接投入环境中对环境造成的严重污染。但是，这类设备采用的电极材料多为常规金属或金属涂层类电极材料，其电力学性能不高，耐磨、耐酸碱腐蚀性差，用于污泥脱水处理损耗大，寿命短。

导电陶瓷是众多陶瓷材料中的一种，其能实现离子导电、电子、空穴导电，具有化学性质稳定、耐高温、寿命长、抗辐射、耐腐蚀、抗氧化等优点，是电极材料的又一较佳选择。但现有的导电陶瓷或多或少存在导电率低、化学性质不稳定、耐高温性能差、价格昂贵、制备工艺复杂等缺陷。

因此，开发一种价格低廉、电导率低、耐磨抗腐蚀性能优异、具有较佳的导电性能和电化学性能的导电陶瓷电极材料符合市场需求，具有广泛是市场价值和应用前景。

发明内容

为了克服现有技术中的缺陷，本发明提供一种导电陶瓷电极材料及其制备方法，该制备方法简单易行，原料易得，价格低廉，对设备要求不高，适合工业化生产；通过所述制备方法制备得到的导电陶瓷电极材料克服了现有技术中传统电极材料耐腐蚀和耐磨性能差，电力学性能不高，使用寿命短的技术问题，也克服了现有导电陶瓷导电率低、电阻率不均匀，生产成本高，化学性能不稳定，耐高温性能差的技术问题，具有价格低廉，电导率高，耐磨抗腐蚀性能优异，导电性能、电化学性能和加工性能佳的优点。

为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：一种导电陶瓷电极材料，由以下重量份的组分制成：Ti-Sn-Zn-Si-N 15-20份，氮化镓10-15份，乙炔黑5-10份，粘结剂2-5份，碳化硼20-25份，纳米二氧化硅5-10份，硅化钼5-10份，混合溶剂10-15份。

优选地，所述混合溶剂是异丙醇、水按质量比(3-5):1混合而成。

优选地，所述粘结剂选自淀粉、石蜡、羧甲基纤维素、聚乙烯醇、环氧树脂、乙烯-醋酸乙烯酯和水玻璃中的一种或几种。

优选地，所述Ti-Sn-Zn-Si-N的制备方法，包括如下步骤：

1)将金属锡粉、钛粉、硝酸锌、三正丁基叠氮化锡、纳米硅粉加入硬质合金球磨罐中球磨，得到混合粉；

2)将经过步骤1)球磨得到的混合粉加入带有程序升温装置的不锈钢高压釜中，保持高压釜内真空度≤0.08Pa，以6-10℃/min的加热速率将釜内温度程序升温到850-950℃，后保温3-5小时，自然冷却至室温，产物用蒸馏水洗涤4-8次，再用无水乙醇洗涤4-8次，最后置于真空干燥箱70-80℃下烘15-24小时，得到Ti-Sn-Zn-Si-N。

优选地，所述球磨时间为18-24小时，球磨速度为120-150转/分钟。

优选地，所述步骤1)中所述金属锡粉、钛粉、硝酸锌、三正丁基叠氮化锡、纳米硅粉的质量比为(1-2):1:(1-2):(0.3-0.5):(0.5-1)。

优选地，所述导电陶瓷电极材料的制备方法，包括如下步骤：