CN103978215B - 金属氢化物电极制备方法和装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电极制备技术领域，具体公开了一种金属氢化物电极制备方法和装置及其使用方法，金属氢化物电极制备方法，采用金属氢化物粉末热压成型制备金属氢化物电极，采用0.5GPa？-5Gpa高压将金属氢化物粉末压制成型；保持高压并加热成型电极至300℃-900℃并在此温度范围内保持0.5min以上，消除内应力，制备满足形状、尺寸和强度要求的储氢电极。本发明能够获得成分更均匀的电极，能改善现有技术中成型引起的应力等内部缺陷，制备的电极强度高，并且电极制备时间短，具有结构均匀性好、通用性强的等优点。

Description

金属氢化物电极制备方法和装置及其使用方法

技术领域

本发明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方法和装置及其使用方法。

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。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种通过粉末热压成型制备金属氢化物电极的方法，其采用一定高压将金属氢化物粉末成型，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，本发明还提供了该金属氢化物电极的制备装置及其使用方法。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：

金属氢化物电极制备方法，采用金属氢化物粉末热压成型制备金属氢化物电极，采用0.5GPa-5Gpa高压将金属氢化物粉末压制成型；保持高压并加热成型电极至300℃-900℃并在此温度范围内保持0.5min以上，消除内应力。金属氢化物在常温下是一种高硬度的脆性材料，高压成型后在电极内引入显著的局部应力，电极抗折强度不高，紧固时容易开裂。现有技术中，普通技术人员认为金属氢化物在超过解析温度的高温下会发生化学反应即氢解吸附，导致材料中储氢量减少，因此金属氢化物高压成型后不能采用热处理消除应力以提高强度。但是根据发明人的研究结果，在一定高压下，金属氢化物具有比常压下显著的高温相稳定性，不会因为加热导致氢解析而影响电极的成分，即在一定的热压条件下，不会发生解吸附，而且相比冷压成型，力学性能更好。因此发明人克服了技术偏见，提出了本方案中在高压下引入热处理来改善氢化物粉末压力成型性能的制备方法，在高压下将已成型电极加热至一定高温后退火，可显著消除应力。本方案中，采用金属氢化物粉末压制电极，由于粉末吸氢比体材更容易，因此能获得成分更均匀的电极，其电极制备时间也较短。

作为本发明的进一步改进，上述金属氢化物电极制备方法包括如下步骤：

（S1）加压：将金属氢化物粉末置于模具中，对模具施加压力并保持压力处于0.5GPa-5Gpa之间，将金属氢化物粉末压制为成型电极；

（S2）加热：保持对成型电极施加0.5GPa-5Gpa高压，同时对成型电极进行加热，保持成型电极的温度处于300℃-900℃之间；

（S3）冷却：退火降温，对成型电极进行冷却；

（S4）卸压：成型电极冷却至200℃以下时，开始降压至常压。

进一步，步骤（S1）中压力上升到0.5GPa后保持在0.5GPa-5Gpa之间的压力保持时间为0.5min-5min；步骤（S2）中将温度保持在300℃-900℃之间的温度保持时间为0.5min-30min，使得时间与温度配合以达到一预定程度的应变时效；步骤（S4）中降压速率不超过5MPa/min。

进一步，步骤（S1）中采用液压***对模具施加压力；步骤（S2）中采用加热电阻丝进行加热，采用冷却水进行冷却，保持成型电极的温度处于300℃-900℃之间。

进一步，所述金属氢化物粉末为氢化钛粉末，其压制为成型电极时压力为1GPa-2GPa，其加热时温度最高为600℃。

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***，液压***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***，加热电阻丝连接电加热***，两个***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。

金属氢化物电极制备装置使用方法，包括以下步骤：

步骤一：将外壁套有加热电阻丝的套筒装配在下压砧上，放入下垫片；

步骤二：将金属氢化物粉末填入套筒内的下垫片上；

步骤三：依次装入上模具和上垫片；

步骤四：将上压砧压入套筒；

步骤五：将上冷却环套在上压砧外；

步骤六：将上述装配好的所有工件放置在振动台上振动1分钟以上；完成振动后放入支撑台的凹槽内；

步骤七：采用液压***对上压砧进行加压，加热电阻丝通电，上冷却环中通入冷却水进行热压成型，将金属氢化物粉末压制成电极，其顺序按上述任一方案中所述金属氢化物粉末制备方法执行；

步骤八：将退样下压砧固定到退样支撑台上；

步骤九：将步骤七中压制完成后紧固在一起的套筒及其内的上垫片、模具、下垫片和电极安装到退样下压砧上；

步骤十：将退样上压砧安装到套筒上，上端固定在套筒内；将侧压砧套在退样上压砧外，下端放置在套筒上；

步骤十一：压紧退样上压砧，将筒内的上垫片、模具、下垫片和电极压紧固定；

步骤十二：下压侧压砧，将套筒下压，直到套筒的上端面低于下垫片；

步骤十三：取出电极。

在该使用方法中，步骤八可以在步骤九之前任一时刻进行，即可以与步骤一至七中的任一步骤同时进行或者在步骤一之前进行或者在步骤七之后进行。

综上，本发明的有益效果是：

1、本发明采用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、本发明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、本发明可以降低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、本发明的电极制备装置结构简单、使用方便、通用性强。

附图说明

图1是本发明的热压成型装置的结构示意图；

图2是本发明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

本发明主要提供一种通过粉末热压成型制备金属氢化物电极的方法及配套热压成型装置、取样装置等，采用0.5GPa-5Gpa的压力将粉末成型，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，对本发明作进一步地的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1：

金属氢化物电极制备方法，包括如下步骤：

（S1）加压：将金属氢化物粉末置于模具6中，对模具6施加压力并保持压力处于0.5GPa-5Gpa之间，将金属氢化物粉末压制为成型电极，本步骤中，压力保持时间即压力上升到0.5GPa后保持在0.5GPa-5Gpa之间的时间为0.5分钟-5分钟；

（S2）加热：保持对成型电极施加0.5GPa-5Gpa高压，同时对成型电极进行加热，保持成型电极的温度处于300℃-900℃之间，温度保持时间为0.5分钟-30分钟，使得在前述温度条件下该时间内足以消除成型电极的应力，以达到一预定程度的应变时效；

（S3）冷却：退火降温，对成型电极进行冷却；

（S4）卸压：成型电极冷却到200℃以下时，开始缓慢降压至常压，得到成品电极7，降压速率不超过5MPa/min（兆帕每分钟）。

本实施例中，将氢化物粉末置于高压下压制成型并引入热处理来改善氢化物粉末压力成型性能，消除应力，以获得成分更均匀的电极。

实施例2：

在实施例1的基础上，本实施例中，步骤（S4）具体包括以下步骤：

（S41）成型电极冷却到200℃以下时，缓慢减小对模具6施加的压力，直到压力降至50MPa-500MPa之间，本步骤中，降压速率不超过5MPa/min；

（S42）二次冷却：在压力降至50MPa-500MPa之间后，再次对成型电极进行冷却，使其降温至50℃以下；

（S43）二次卸压：再次缓慢降压至常压，得到成品电极7，本步骤中降压速率不超过5MPa/min。本实施例中，采用两次降温冷却和两次卸压处理，可以提高电极压制工艺和压制时间，同时能保证成型电极的性能。实际应用中步骤S4中降温和降压次数可不仅限于两次，实际降温和降压次数以及开始降压时的温度以及降压的范围也可以根据压制过程中电极的材料、性能具体确定，例如可以先降温300℃以下时降压到100MPa-500MPa，再降温到200℃时降压到10MPa-50MPa之间，再次降温到50℃以下，最后降压至常压。

实施例3：

在实施例1或实施例2的基础上，本实施例中，步骤（S1）中采用液压***对模具施加压力，将微细金属氢化物粉末加压0.5GPa-5Gpa之间，成型为所需形状成型电极；步骤（S2）中采用加热电阻丝4进行加热，在高压条件下加热成型电极至设定温度，并采用冷却水进行降温、冷却，保持成型电极的温度处于300℃-900℃之间。其中，温度值及升降速率与加热电阻丝加热功率、冷却水压的对应关系通过热偶标定。热压成型过程中，直接根据加热功率与冷却水压确定当前成型电极温度。

实施例4：

本实施例中采用氢化钛粉末热压成型制备金属氢化物电极，其制备步骤同实施例1或实施例2或实施例3，不同的是在对模具6施加压力后将压力保持在1GPa-2GPa之间将氢化钛粉末压制为成型电极，其加热时温度最高为600℃，即使氢化钛成型电极在温度处于300℃-600℃之间加热0.5分钟-30分钟，以消除应力。对于氢化钛粉末，应加压至1GPa-2GPa（吉帕），对直径为10mm的电极样品，需要可提供16吨压力的液压***，在该成型压力下保温温度为600摄氏度。

本实施例中，氢化钛粉末成型压强值为参考值，不限于该值，根据电极性能要求可以选择更低或更高压强，范围在0.5GPa-5GPa，尽管压强更高可以增强氢化钛的热稳定性，但考虑常用压砧和模具等工件材料的抗压强度和形变，工作压强选择1GPa-2GPa。在不同成型压力和电极力学性能要求下保温温度值不限于上述参考值，范围在300-900摄氏度。

实施例5：

实施例1至4中任一种金属氢化物电极制备方法，其主要制备装置为热压成型装置，同时需要采用液压***、电阻加热***、水冷却***配合，共同组成热压成型***，通过液压***获得所需高压，通过电阻加热获得所需高温条件，通过控制加热功率和冷却水流速控制温度，采用热压成型装置中的不同模具获得所需电极形状和尺寸。由于液压***、电阻加热***、水冷却***为本领域常用***，本发明中不再详述其结构和工作原理、方式，以下为热压成型装置的结构实施例以及与其他配合***的说明。

粉末热压成型制备金属氢化物电极的方法涉及热压成型装置设计、装样和成型三个过程：

由于电极成分、形状及尺寸不同，需要设计热压成型装置局部结构。

如图1所示，金属氢化物电极制备装置包括热压成型装置，该热压成型装置包括模具6、上冷却环1、上压砧2、下压砧9、套筒3、加热电阻丝4、支撑台10，其中：

所述支撑台10上设置有凹槽，下压砧9下端安装在该凹槽内，所述套筒3设置在下压砧9上，所述模具6设置在套筒3内，下压砧9上端中心具有圆盘形凸起，该凸起伸入套筒3内；

所述上压砧2和上冷却环1设置在套筒3上方，上压砧2下端伸入套筒3内，所述上冷却环1包覆在上压砧2外；

所述加热电阻丝4缠绕在套筒3外壁，该加热电阻丝4与电加热***相连；

所述支撑台10和上冷却环1上均开设一圈环形的水冷孔道11，该环形的水冷孔道11的轴向与套筒3相同，水冷孔道11左侧连接有进水口12，右侧连接有出水口13，该进水口12与出水口13连接到水冷却***中，实际应用中进水口12和出水口13相对设置保证冷却水从上冷却环1一侧流入另一侧流出即可，位置可以根据需要选择。

使用时，金属氢化物粉末置于模具6中或者模具6与下压砧9之间，液压***通过上压砧2施加压力将金属氢化物粉末压制为成型电极，之后接通加热电阻丝4进行加热，加热到设定温度时接通水冷却***进行冷却将成型电极的温度保持在保温温度范围内。

实施例6：

在实施例5基础上，本实施例中，热压成型装置还包括上垫片5和下垫片8，上垫片5设置在上压砧2与模具6之间，上压砧2下端伸入套筒3内与上垫片5相接；下垫片8设置在下压砧9与模具6之间，下压砧9的凸起伸入套筒3内与下垫片8相接，凸起直径大于下垫片8。

本实施例中，模具6及金属氢化物粉末（或其后续形成的成型电极、成品电极7）由上垫片5、下垫片8及套筒3限制，上垫片5、下垫片8及套筒3由上压砧2和下压砧9限制。进行压制时，液压***P1对上压砧2施压从而压制氢化物粉末，由于采用高压压制，为了降低单工件的变形，采用多层垫片设计，并且压砧和垫片的截面和深度比值尽量大，使得高压从上压砧2到氢化物粉末需要通过上压砧2、上垫片5、模具6层层传递，从而降低单工件的形变。

异形电极片通常为以直径1cm左右的圆盘为基准结构，根据使用需要有圆孔、凸起或者内凹等结构特征，电极片形状通过对应模具实现；电极片一端为完整圆盘时，可以直接采用邻近垫片实现模具功能。因此，本实施例中，模具6仅由上模具构成，下垫片8兼具下模具功能，氢化物粉末则置于模具6和下垫片8之间进行压制。

由于金属氢化物（以氢化钛为例）电极的正弹性模量相对较小，考虑到电极的正应变，工况下的装配厚度需要计算各工件在高压下的应变，因此上压砧2和下压砧9进入套筒3的深度和垫片-模具-电极的装配总厚度之和的精度下限与套筒3厚度的精度上限一致。

为了实现良好的密封环境，套筒3内表面S1及其接触面均要求镜面光滑，套筒3内表面及其接触面采用松配合，配合精度与垫片、模具6在工作温度下的热胀上限值一致。

上冷却环1与上压砧2之间为镜面光滑接触，采用欠配合，配合精度与压砧在工作温度下的热胀上限值一致。

为避免高压导致零件变形严重，上压砧2和下压砧9采用截面和深度的比值尽量大的设计，由于与上垫片5和下垫片8的接触面积较小，因此深入套筒3的厚度尽量小。在保证样品区温度均匀性满足要求的前提下，套筒3厚度尽量小。采用垫片传递压力，是为了降低压砧小截面端的长度。同时垫片也采用截面和深度的比值尽量大的圆盘状设计。为了提高温度均匀性需要增加套筒3长度时，可以采用多层垫片。

由于金属氢化物粉末采用高压压制成型，为保证在高压环境下的正常功能，针对氢化物粉末的热压工作参数范围，上述压砧和垫片（上压砧2、上垫片5、下压砧9和下垫片8应选用最高工作温度下压屈服强度高于最高工作压强值的材料，优选采用耐热合金钢，例如但不限于0Cr17Ni7Al等。

使用时，该热压成型装置与液压***、电阻加热***、水冷却***配合使用，金属氢化物电极制备包括装样和成型：

装样前，为了获得准确的电极几何参数，首先根据设计图计算出所需粉末重量，并考虑装样过程中的轻微损耗，适量加余量称重。

装样和成型时，金属氢化物电极制备装置使用方法，包括以下步骤：

步骤一：将外壁套有加热电阻丝4的套筒3装配在下压砧9上，放入下垫片8；

步骤二：将金属氢化物粉末经送样纸填入套筒3内的下垫片8上，小心装样避免样品沾到套筒内壁S1；

步骤三：依次装入模具6和上垫片5；

步骤四：徒手将上压砧2压入套筒3，使装配固定；

步骤五：将上冷却环1套在上压砧2外；

步骤六：将上述装配好的所有工件放置在振动台上振动1分钟以上；完成振动后放入支撑台10的凹槽内，装样完成；

步骤七：采用液压***对上压砧2进行加压，加热电阻丝4通电，上冷却环1中通入冷却水进行热压成型，将金属氢化物粉末压制成电极7，其顺序按实施例1至4中任一所述的方法执行。温度值及升降速率与电阻丝加热功率、冷却水压的对应关系通过热偶标定。热压成型过程中，直接根据加热功率与冷却水压确定当前样品温度。

热压成型工作参数包括加压和加温，其基本原则是加温必须在一定的高压条件下进行，因此，首先通过液压***将压强传递到上压砧2，缓慢加压至设定压强值后，再通过加热电阻丝4对套筒3内的金属氢化物电极7加热，加热到预定温度后保温一段时间，完成保温后缓慢退火。样品降到50摄氏度后，缓慢降压至常压，降压速率不超过5MPa/min（兆帕每分钟），最后获得成品电极7。

电极7压制完成后，退出压砧，取出紧固在一起的套筒和垫片-模具-电极装配件。

实施例7：

本实施例的热压成型装置与实施例6的区别在于：

模具6由上模具和下模具构成，下模具位于下垫片8上方，金属氢化物粉末则置于上模具和下模具之间进行压制；其使用方法的区别也在于步骤一和步骤二，

步骤一：将外壁套有加热电阻丝4的套筒3装配在下压砧9上，放入下垫片8，然后再放入下模具；

步骤二：将金属氢化物粉末填入套筒3内的下模具上；

步骤三至步骤七与实施例6完全相同。

实施例8：

在实施例6或7的基础上，本实施例中金属氢化物电机制备装置还包括退样装置，该退样装置与热压成型装置相对独立，热压成型装置压制完成后取下的套筒3及其内的上垫片5、模具6、下垫片8和电极7将放在该退样装置上将电极7退下。

退样装置结构如图2所示，包括退样支撑台14、退样下压砧15、退样上压砧16、侧压砧17，

所述退样下压砧15固定在退样支撑台14上，所述套筒3位于退样下压砧15上方，退样下压砧15上端伸入套筒3内；

所述侧压砧17和退样上压砧16设置在套筒3上方，退样上压砧16下端伸入套筒3内，侧压砧17呈圆环状，套设在退样上压砧16外，其内径大于套筒3的内径小于套筒3的外径。

退样上压砧16和退样下压砧15为圆柱状压砧。

其中退样上压砧16上连液压***P2，侧压砧17上连液压***P3，液压***P2和P3优选采用手动压机；

采用该退样装置对电极7进行退样的步骤为：

步骤Ⅰ：将退样下压砧15固定到退样支撑台14上，该步骤可以与步骤一至七中的任一步骤同时进行或者在步骤一之前进行或者在步骤七之后进行，只需要在步骤Ⅱ之前完成即可；

步骤Ⅱ：将步骤七中压制完成后紧固在一起的套筒3及其内的上垫片5、模具6、下垫片8和电极7安装到退样下压砧15上；

步骤Ⅲ：将退样上压砧16安装到待退样装置的套筒3上，上端固定在套筒3内；将侧压砧17套在退样上压砧16外，下端放置在套筒3上；

步骤Ⅳ：采用液压***P2压紧退样上压砧16，将套筒3内的上垫片5、模具6、下垫片8和电极7压紧固定；

步骤Ⅴ：采用液压***P3下压侧压砧17，将套筒3下压，直到套筒3的上端面低于下垫片8；

步骤Ⅵ：卸去液压***P3上的压力取出电极7。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.金属氢化物电极制备方法，其特征在于，采用金属氢化物粉末热压成型制备金属氢化物电极，采用0.5GPa-5Gpa高压将金属氢化物粉末压制成型；保持高压并加热成型电极至300℃-900℃并在此温度范围内保持0.5min以上，消除内应力。

2.根据权利要求1所述的金属氢化物电极制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（S1）加压：将金属氢化物粉末置于模具中，对模具施加压力并保持压力处于0.5GPa-5Gpa之间，将金属氢化物粉末压制为成型电极；

（S2）加热：保持对成型电极施加0.5GPa-5Gpa高压，同时对成型电极进行加热，保持成型电极的温度处于300℃-900℃之间；

（S3）冷却：退火降温，对成型电极进行冷却；

（S4）卸压：成型电极冷却至200℃以下时，开始降压至常压。

3.根据权利要求2所述的金属氢化物电极制备方法，其特征在于，步骤（S1）中压力上升到0.5GPa后保持在0.5GPa-5Gpa之间的压力保持时间为0.5min-5min；步骤（S2）中的将温度保持在300℃-900℃之间的温度保持时间为0.5min-30min；步骤（S4）中降压速率不超过5MPa/min。

4.根据权利要求2所述的金属氢化物电极制备方法，其特征在于，步骤（S1）中采用液压***对模具施加压力；步骤（S2）中采用加热电阻丝进行加热，采用冷却水进行冷却，保持成型电极的温度处于300℃-900℃之间。

5.根据权利要求1至4任一所述的金属氢化物电极制备方法，其特征在于，所述金属氢化物粉末为氢化钛粉末，其压制为成型电极时压力为1GPa-2GPa，其加热时温度最高为600℃。

6.金属氢化物电极制备装置，包括热压成型装置，其特征在于，所述热压成型装置包括模具（6）、上冷却环（1）、上压砧（2）、下压砧（9）、套筒（3）、加热电阻丝（4）、支撑台（10），其中：

所述下压砧（9）设置在支撑台（10）上，所述套筒（3）设置在下压砧（9）上，下压砧（9）上端中心具有圆盘形凸起，该凸起伸入套筒（3）内；

所述模具（6）设置在套筒（3）内；

所述加热电阻丝（4）缠绕在套筒（3）外壁；

所述上压砧（2）和上冷却环（1）设置在套筒（3）上方，上压砧（2）下端伸入套筒（3）内，所述上冷却环（1）包覆在上压砧（2）外；

所述支撑台（10）和上冷却环（1）上均开设一圈水冷孔道（11），水冷孔道（11）的轴向与套筒（3）相同，水冷孔道（11）两侧分别连接有进水口（12）和出水口（13）。

7.根据权利要求6所述的金属氢化物电极制备装置，其特征在于，所述热压成型装置还包括上垫片（5）和下垫片（8），上垫片（5）设置在上压砧（2）与模具（6）之间，下垫片（8）设置在下压砧（9）与模具（6）之间。

8.根据权利要求6或7所述的金属氢化物电极制备装置，其特征在于，所述模具（6）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（10）上设置有凹槽，下压砧（9）下端安装在该凹槽内。

9.根据权利要求6或7所述的金属氢化物电极制备装置，其特征在于，还包括退样装置，所述退样装置包括退样支撑台（14）、退样下压砧（15）、退样上压砧（16）和侧压砧（17），

所述退样下压砧（15）固定在退样支撑台（14）上，所述套筒（3）位于退样下压砧（15）上方，退样下压砧（15）上端伸入套筒（3）内；

所述侧压砧（17）和退样上压砧（16）设置在套筒（3）上方，退样上压砧（16）下端伸入套筒（3）内，侧压砧（17）呈圆环状，套设在退样上压砧（16）外，其内径大于套筒（3）的内径小于套筒（3）的外径。

10.金属氢化物电极制备装置使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：将外壁套有加热电阻丝（4）的套筒（3）装配在下压砧（9）上，放入下垫片（8）；

步骤二：将金属氢化物粉末填入套筒（3）内的下垫片（8）上；

步骤三：依次装入上模具和上垫片（5）；

步骤四：将上压砧（2）压入套筒（3）；

步骤五：将上冷却环（1）套在上压砧（2）外；

步骤六：将上述装配好的所有工件放置在振动台上振动1分钟以上；完成振动后放入支撑台（10）的凹槽内；

步骤七：采用液压***对上压砧（2）进行加压，加热电阻丝（4）通电，上冷却环（1）中通入冷却水进行热压成型，将金属氢化物粉末压制成电极（7），其顺序按权利要求2至4中任一所述的方法执行；

步骤八：将退样下压砧（15）固定到退样支撑台（14）上；

步骤九：将步骤七中压制完成后紧固在一起的套筒（3）及其内的上垫片（5）、模具（6）、下垫片（8）和电极（7）安装到退样下压砧（15）上；

步骤十：将退样上压砧（16）安装到套筒（3）上，上端固定在套筒（3）内；将侧压砧（17）套在退样上压砧（16）外，下端放置在套筒（3）上；

步骤十一：压紧退样上压砧（16），将套筒（3）内的上垫片（5）、模具（6）、下垫片（8）和电极（7）压紧固定；

步骤十二：下压侧压砧（17），将套筒（3）下压，直到套筒（3）的上端面低于下垫片（8）；

步骤十三：取出电极（7）。