[發明專利]電解處理裝置

無效

• 申請號: 201080041325.4
• 申請日: 2010-09-16
• 公開（公告）號: CN102597333A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 文森佐·布塔希
• 申請（專利權）人: 文森佐·布塔希
• 主分類號: C25D17/00
• 分類號: C25D17/00;C25D21/10;C25D17/10;C25D21/12
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 亓云

技術領域

本發明涉及電解處理裝置。本發明還涉及在電解處理裝置中的第一和第二電極之間提供屏障的防護裝置以及用于電解處理裝置的受保護電極。

發明背景

電鍍是用于沉積一層材料諸如金屬到靶面上的一種已知的電解過程。根據已知的技術，如圖1所示，電鍍裝置1000包括容納電解質溶液1004的電解槽1002。目標物1008連接到電源(未示出)的負極端1012從而成為陰極。來源物1006連接到電源的正極端1010從而成為陽極。陽極1006和陰極1008都浸入電解質溶液1004中。電源提供直流電(dc)到陽極1006，從而為溶解于電解質溶液1004中的分子充電。溶解于電解質溶液1004的金屬離子被吸附并且沉積到陰極表面。這是已知的電鍍，如本領域技術人員所理解的。在電解質溶液(適合于該過程)中含有足夠的溶解的金屬離子時可允許使用惰性陽極和再生陽極。

已知電鍍中存在的問題是難以在陰極表面獲得均一厚度的沉積材料。陰極的幾何形貌導致出現這種問題。例如，如果陰極包含孔或者起伏的表面，一個固定位置的陽極不能使得孔的內部，例如沉積合需厚度、均一化或者有品質。在某些情況下，離子被吸附到外部的拐角或凸起處而不是凹處。已知解決這個問題的方法是使用多個陽極和/或特殊形狀的陽極，已知的如與陰極的表面輪廓相匹配的象形陽極。然而，如果陰極例如是一次性的或者罕有的物體，那么生產象形陽極的成本可能是不合理的。相對于陰極的不同部位使用多個陽極或者移動單個陽極同樣會增加鍍敷陰極的成本。如圖2所示，已知解決這個問題的方式是使用連接到電源正極端1016的輔助陽極1014。輔助陽極或者受保護陽極能夠人工控制并且用來“修整”需要特別關注的諸如凹陷或者孔的區域。

使用輔助陽極的問題是陽極接觸陰極時，在陽極和陰極之間產生火花，這可能燒焦陰極。這被認為是電弧。在某些情況下，由于陽極和陰極之間產生的電弧引起的燒焦能夠在結構上損害陰極。例如，陰極是飛機的起落裝置，飛機的起落裝置有目的的使用薄的和輕質的材料以保證該起落裝置的重量最小，而由電弧導致的燒焦能夠導致該起落裝置不能使用。因此，陽極和陰極之間單一的接觸實例具有損壞形成陰極的貴重物體，諸如起落裝置的潛在的可能性。

如圖3所示，已知解決這一問題的方式是使用置于輔助陽極上方的穿孔的防護裝置1100。該防護裝置用絕緣材料諸如塑膠網構成，并且在輔助陽極和陰極之間形成屏障。該防護裝置材料允許離子經由該穿孔從陽極向陰極移動并且實現陰極鍍敷。同時該絕緣的防護裝置阻止陽極接觸陰極，一段時間后，該防護裝置磨損從而允許陽極接觸陰極，因此允許電弧產生損壞陰極。此外，該防護裝置材料的敷層還可能允許陽極和陰極的拐角或者邊緣相接觸。

發明概述

依據本發明的第一方面提供了電解處理裝置，其包括被安排成電耦合至第一和第二電極的電壓源、電耦合到該電壓源的檢測電路和在第一和第二電極之間提供屏障的防護裝置，該防護裝置被安排成允許電極之間的電解質中通過電流，其中該防護裝置包括安排成與電極電氣隔離的保護導體，該保護導體被安排成電耦合至該檢測電路，使得該檢測電路能夠檢測出一側的該保護導體與另一側的電極之間存在的電流通路。

因此該防護裝置在電極之間提供了物理屏障，這樣電解處理期間可以使得電極互相鄰近而不會造成電極相互接觸的問題，這可能導致可能損害一個或兩個電極的火花。該保護導體被安排成電耦合至監控電路并且例如通過絕緣涂層基本上實現與全部電極電氣隔離。因此，通過監控電路或單獨的電壓源向保護導體施加電壓，并且除非絕緣方式受到損壞，在保護導體和電極之間基本上不存在電流通路。絕緣方式受到損壞從而暴露出部分保護導體，在暴露的部分和電極之間的接觸或者接近接觸產生了電流通路，該電流通路通過監控電路可以檢測到。這種電流通路意味著該防護裝置需要更換。

該檢測電路可被安排成檢測到存在該電流通路即發送信號，用于切斷該壓電源。

因此，保護導體和電極之間的電流通路可被用作觸發器以引發監控電路導致該電壓源被切斷。這樣可以防止由于電極之間產生的電弧導致的電極損壞。

該檢測電路包括第一檢測器，被安排成監控該防護裝置和第一電極之間的電特性的差值，和/或第二檢測器，被安排成監控該防護裝置和第二電極之間的電特性的差值，和/或第三檢測器，被安排成監控電極之間的電特性的差值。電特性是指電壓、電阻或電流的一種或多種。

該檢測電路包括與電壓檢測器相關聯的開關，該電壓檢測器被安排成產生信號以在監控的電壓差超過預定的閾值時用于打開開關，使得開關開啟時電壓電源關閉。