فلت فیبر تیتانیوم یک ماده نمد مانند است که از الیاف تیتانیوم خالص یا آلیاژ تیتانیوم ساخته شده است. این نوع مواد نمدی معمولاً با پخت، پرس یا سایر تکنیکهای پردازش با استفاده از الیاف تیتانیوم تولید میشود. نمد فیبر تیتانیوم مقاومت بسیار خوبی در دمای بالا و مقاومت در برابر خوردگی نشان می دهد و کاربردهای گسترده ای در صنایعی مانند مهندسی حرارتی، هوافضا و مهندسی شیمی دارد. دارای هدایت حرارتی و الکتریکی خوب، همراه با استحکام و پایداری مکانیکی خاص است که آن را برای کاربردهایی مانند عایق، فیلتراسیون و جذب در محیطهای با دمای بالا مناسب میسازد.
لایه انتشار گاز آند فیبر تیتانیوم
نمد فیبر تیتانیوم تف جوشی شده به عنوان بستر برای رسوب کاتالیزور پلاتین عمل می کند. نمونه مورد استفاده دایره ای، با قطر 30 میلی متر و ضخامت 1 میلی متر، با تخلخل بیش از 70 درصد است. مراحل خاص درمان به شرح زیر است:
حذف فیلم اکسید
نمد تیتانیوم در محلول اسید الکترولیتی مبتنی بر اسید نیتریک و هیدروفلوئوریک اسید، با مقدار pH 0.5 در دمای اتاق غوطه ور شده است. سپس ولتاژ 2.5 ولت به نمد اعمال شده است که باعث انحلال آندی سطح تیتانیوم می شود.
تمیز کردن گاز آرگون
پس از شستشو با آب دیونیزه، سطح قطعه کار تیتانیوم تحت درمان پلاسما در آرگون قرار می گیرد تا هر گونه آلودگی باقیمانده روی سطح تیتانیوم حذف شود.
آبکاری
فرآیندهای تمیز کردن فیزیکی مداوم پلاسما انجام می شود و به دنبال آن شستشوی بیشتر با آب دیونیزه انجام می شود. الیاف تیتانیوم بلافاصله با استفاده از روش الکتروشیمیایی در محیط آرگون با پلاتین اندود می شوند. پارامترها روی مقدار pH 8 و دمای 50 درجه تنظیم می شوند. فرآیند آبکاری به مدت 10 دقیقه با ولتاژ کاتد ثابت -3.2V نسبت به الکترود مرجع انجام می شود. در طی این فرآیند آبکاری، الکترود تیتانیوم به صورت الکتریکی بین دو الکترود مرجع متصل قرار می گیرد. زمان روشن روی 10 میلی ثانیه و زمان خاموش روی 56.7 میلی ثانیه تنظیم شده است که منجر به چرخه کاری 15 درصد در هر چرخه می شود. قسمت دوم فرآیند آبکاری به مدت 10 دقیقه دیگر تکرار می شود.
مجمع MEA
الکترود با محلول آینومر رسانای پروتون در اتانول 5 درصد وزنی آغشته شده و سپس با پلاتین اندود شده است. محلول با استفاده از ایربراش روی الکترود ریخته شده است، در حالی که الکترود مبتنی بر تیتانیوم به نگهدارنده نمونه گرم شده متصل است. دما روی 60 درجه تنظیم می شود تا تبخیر اتانول از سطح الکترود تسریع شود.
مونتاژ به یک صفحه دوقطبی، در مجموع 20 مجموعه.
پوشش پلاتین روی نمد تیتانیوم
تصاویر میکروسکوپی زیر الیاف تیتانیوم متخلخل شده با پوشش پلاتین را نشان می دهد. الیاف واقع در سمت بیرونی نمد می توانند از کل پوشش محافظت کنند، اثری که با توزیع میدان الکتریکی در سلول اولیه توضیح داده می شود (جایی که الکترود کار بین دو الکترود ضد و موازی با آنها قرار دارد). این پوشش برای اطمینان از چسبندگی پایدار طولانی مدت نانوذرات پلاتین کافی است. تصویر زیر عکسهای میکروسکوپی ذرات پلاتین را نشان میدهد که بر روی الیاف تیتانیوم آبکاری شده با استفاده از فرآیند آبکاری پالس رسوب کردهاند.
