0绪论 1
参考文献 17
1 Ti/Al层状复合材料研究现状与材料模拟 22
1.1 Ti/Al层状复合材料研究背景 22
1.2 Ti/Al二元相图及金属间化合物 23
1.3 Ti/Al复合材料的界面位相关系 25
1.4 Ti/Al层状复合材料的制备 26
1.4.1 固-固复合法 27
1.4.2 液-固复合法 32
1.4.3 表面工程技术 33
1.5 电极的电化学反应过程分析 35
1.5.1 电极催化性能的表征 37
1.5.2 电极催化性能的影响因素 37
1.6 材料计算模拟原理与方法 40
1.6.1 材料计算模拟的发展 40
1.6.2 材料计算模拟的方法 41
1.6.3 第一性原理计算理论 41
1.6.4 材料计算模拟软件包 47
参考文献 48
2 Ti/Al层状复合电极材料的制备与性能表征方法 55
2.1 Ti/Al层状复合电极材料的设计与意义 55
2.1.1 Ti/Al层状复合电极材料的结构设计 55
2.1.2 Ti/Al层状复合电极材料的设计理论依据 56
2.2 Ti/Al层状复合电极材料的制备 60
2.2.1 实验材料与设备 60
2.2.2 实验方案 62
2.2.3 电极基体材料的制备 65
2.2.4 表面活性涂层的制备 68
2.3 样品的表征与分析测试方法 71
2.3.1 表面形貌分析 71
2.3.2 表面成分结构分析 72
2.3.3 三点弯曲性能测试 72
2.3.4 材料的电化学性能测试 73
2.3.5 电阻率的测试 77
2.3.6 阳极中试 78
参考文献 79
3复合电极基体材料的制备与性能研究 81
3.1 Ti/Al层状复合材料的界面组织形貌的测试与分析研究 81
3.1.1 不同的焊接温度对复合材料界面组织的影响 81
3.1.2 不同的制备工艺参数对复合材料界面组织的影响 85
3.2 Ti/Al层状复合材料结合界面物相的分析 88
3.2.1 结合界面的XRD测试分析 88
3.2.2 Ti/Al复合材料界面高分辨透射电镜（HRTEM）分析研究 89
3.2.3 Ti/Al复合材料界面扩散层与基体材料的位相关系研究 93
3.3 Ti/Al层状复合材料的力学性能研究 95
3.4 Ti/Al层状复合材料的导电性能研究 97
3.5 Ti/Al层状复合材料的电化学性能研究 98
3.5.1 不同焊接温度对电极电化学性能的影响 98
3.5.2 不同焊接压力对电极电化学性能的影响 100
3.6 Ti板与Al板不同的厚度对Ti/Al复合电极材料电化学性能影响 101
3.6.1 Ti板厚度不变，Al板厚度变化对Ti/Al复合电极材料电化学性能影响 101
3.6.2 Al板厚度不变，Ti板厚度变化对Ti/Al复合电极材料电化学性能影响 103
3.7 本章小结 104
参考文献 104
4 Ti/Al层状复合材料结合界面物相的第一性原理计算 106
4.1 研究方法与相关理论 106
4.2 计算机硬件及系统配置 110
4.3 Ti-Al金属间化合物的第一性原理研究 110
4.3.1 钛-铝金属间化合物的晶体结构及计算方法 110
4.3.2 钛-铝金属间化合物的电子结构 112
4.3.3 钛-铝金属间化合物的布局分布 127
4.3.4 钛-铝金属间化合物的电导 132
4.3.5 钛-铝金属间化合物的热力学性质 132
4.3.6 Ti-Al金属间化合物不同压力下的结构和力学性能 138
4.4 Ti/Al复合材料的结合界面的第一性原理研究 145
4.4.1 界面结合能 145
4.4.2 界面电子结构 147
4.5 本章小结 149
参考文献 149
5电极材料表面活性涂层的制备与性能研究 152
5.1 稀贵金属氧化涂层的研究 152
5.1.1 稀贵金属活性涂层制备工艺过程的确定 153
5.1.2 其他活性组元的添加 160
5.2 廉价金属氧化物涂层的研究 169
5.2.1 电沉积β-PbO2的热力学分析 169
5.2.2 Pb-H2O的电位-pH值图 170
5.2.3 不同电流密度对活性涂层的影响 173
5.2.4 不同电镀液温度对活性涂层的影响 178
5.3 本章小结 182
参考文献 183
6 Ti/Al层状复合电极模拟生产试验 185
6.1 引言 185
6.2 阳极扩大试验设计 186
6.3 中试试验结果 187
6.3.1 电沉积Ni过程中槽电压对比 187
6.3.2 电沉积Ni过程中阴极Ni析出量对比 188
6.3.3 电沉积Ni过程中电流效率（η）对比 189
6.3.4 电沉积Ni过程中电能单耗（W）的变化 191
6.3.5 电沉积金属Ni阴极析出产品品质对比 192
6.3.6 腐蚀速率 194
6.4 Ti/Al层状复合电极节能效果及节能机理讨论 194
6.4.1 基体材料结构改变与阳极的节能机理 195
6.4.2 阳极表面β-PbO2活性层改善与阳极的节能机理 196
6.5 Ti/Al复合电极基体导电性和电流传输方式研究 196
6.5.1 复合电极电流传输方式机理 196
6.5.2 复合极板板厚变化对其导电性的影响 199
6.6 Ti/Al层状复合电极材料产业化应用前景 201
6.7 本章小结 202
7 Al/TiB2复合电极材料的制备与性能研究 203
7.1 Al/TiB2复合电极的研究 203
7.1.1 金属陶瓷TiB2中间过渡层的制备 203
7.1.2 测试方案 207
7.1.3 具有金属陶瓷中间过渡层的复合电极的制备过程 207
7.2 Al/TiB2复合电极材料的制备性能初探 210
7.2.1 Al/TiB2材料的复合界面以及表面涂层微观结构 210
7.2.2 Al/TiB2复合电极材料的电化学性能 211
7.3 Al/TiB2复合电极材料的中间层制备方法研究 212
7.3.1 复合电极材料的结合界面研究 212
7.3.2 复合电极材料电阻率的测试 214
7.3.3 复合电极材料的电化学性能 215
7.4 Al/TiB2复合电极材料的中间层制备工艺参数研究 216
7.4.1 复合电极材料结合界面的微观形貌 217
7.4.2 复合电极材料电阻率的测试 220
7.4.3 复合电极材料电化学性能的测试 221
7.4.4 复合电极材料理论使用寿命的测试 225
7.5 复合电极材料表面电势分布的研究 227
7.6 试验结果的分析与讨论 228
7.6.1 Al与TiB2之间润湿角的计算 229
7.6.2 电化学性能分析讨论 231
7.6.3 新型复合电极材料表面反应过程的研究 237
7.6.4 新型复合电极材料中电流传输方式的研究 240
7.7 本章小结 242
参考文献 243