[發明專利]含反應等離子噴涂納米TiN中間層的復合電極材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201310227461.8
• 申請日: 2013-06-07
• 公開（公告）號: CN103345958A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發明（設計）人: 董艷春;張建新;楊勇;陳學廣;閻殿然;劉哲;褚振華
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: H01B1/02
• 分類號: H01B1/02;H01B13/00;C23C4/12;C23C4/10;C23C4/06
• 代理公司: 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙) 12210
• 代理人: 趙鳳英

1.一種含反應等離子噴涂納米TiN中間層的復合電極材料，其特征為該材料組成包括基體，基體上面的粘結底層，粘結底層上面的反應等離子噴涂納米TiN中間層，以及中間層上面的氧化物催化層；

其中，基體是鐵基或鈦基；粘結底層為含Ni95wt.%的鎳鋁自熔合金或含Fe50wt.%的鐵鋁自熔合金層，厚度為30-70μm；反應等離子噴涂納米TiN層中間層厚度為300-500μm；氧化物催化層厚度10-30μm。

2.如權利要求1所述的含反應等離子噴涂納米TiN中間層的復合電極材料，其特征為所述的基體為低碳鋼、不銹鋼或金屬鈦。

3.如權利要求1所述的含反應等離子噴涂納米TiN中間層的復合電極材料，其特征為所述的氧化物為Sb-SnO₂、PbO₂、IrO₂、Ta₂O₅、MnO₂、RuO₂、V₂O₅和Cr₂O₃中的一種或兩種。

4.如權利要求1所述含反應等離子噴涂納米TiN中間層的復合電極材料的制備方法，其特征為包括以下步驟:

（1）基體的預處理：將鈦和低碳鋼或不銹鋼等基體表面清除油污，進行噴砂處理，使表面粗化；

（2）等離子噴涂自熔合金粘接底層：噴砂后的基體放在等離子噴涂操作臺上，采用等離子噴涂設備送粉器中加入鎳鋁合金粉或鐵鋁合金粉，制備厚度為30-70μm的粘結底層，噴涂工藝參數為噴涂功率20～30KW、Ar氣60～80L/min、N₂氣50～70L/min、噴涂距離110～130mm、送粉N₂氣8～12L/min，得到噴涂有粘結底層的基體；

（3）TiN中間層的制備：以純度≥99%、粒度為30～50μm的鈦粉為原料，采用反應等離子噴涂裝置在上一步得到的噴涂有粘結底層的基體上噴涂厚度為300-500μmTiN中間層，噴涂工藝參數為噴涂功率21～40KW、Ar氣60～90L/min、N₂氣65～100L/min、噴涂距離90～110mm、送粉N₂氣8～15L/min，得到噴涂有粘結底層和中間層的基體；

（4）TiN中間層的致密化處理：將上一步得到的噴涂有粘結底層和中間層的基體加熱至480～500℃，保溫1～3h，得到噴涂有粘結底層和密致中間層的基體；

（5）金屬氧化物催化層制備：選用熱分解法或電沉積法在上一步得到的噴涂有粘結底層和密致中間層的基體制備復合電極表面的金屬氧化物10-30μm催化層，所述的金屬氧化物為Sb-SnO₂、PbO₂、IrO₂、Ta₂O₅、MnO₂、RuO₂、V₂O₅和Cr₂O₃中的一種或兩種。